Полноприводный автомобиль всегда считался более мощным, достаточно вспомнить внедорожники компаний BMW, Mercedes и Toyota. Но со временем полный привод появился и на обычных машинах. На автомобили Volkswagen устанавливают систему 4Motion.
Среди таких автомобилей компании Volkswagen стоит вспомнить Golf IV, V поколений, микроавтобусы Volkswagen Transporter и кроссовер Volkswagen Tiguan. Теперь же рассмотрим подробнее о системе полного привода 4Motion.
Рассмотрим принцип устройства отдельных компонентов и предназначение в системе 4Motion. Первый по списку работы пойдет дифференциал передней оси. Его назначением является передача крутящего момента на ведущие передние колеса от коробки передач. Сам же корпус соединен с раздаточной коробкой.
Далее по списку идет раздаточная коробка, из-за себя представляет коническую передачу. Благодаря ей крутящий момент передается под углом 90°. Фрикционная муфта и раздатка соединяются между собой карданной передачей от привода задней оси.
Карданная передача из себя представляет два вала, соединенных между шарнирами равных углов скоростей. Сами ж валы присоединены к фрикционной муфте и раздатке с помощью упругих муфт. Как видно на схеме выше, задний карданный вал имеет промежуточную опору.
В системе 4Motion используется муфта четвертого поколения, чаще всего её можно встретить на кроссовере Volkswagen Tiguan. В сравнении с предыдущим поколением муфт, она имеет более простую конструкцию. Муфты первого и второго поколения можно встретить на автомобилях Volkswagen IV и V, а так же на Volkswagen Transporter.
Управление муфтой Haldex системы 4Motion происходит электронным путем, так же сюда включены входные датчики, блок управления электроникой и сами исполнительные устройства. В качестве входного датчика используется датчик температуры масла.
Задачей блока управления полного привода 4Motion, как и в других системах автомобиля, является преобразование входящей информации и передача сигналов на исполнительные устройства. Кроме информации, полученной от датчика температуры масла, блок управления тянет информацию от блока управления агрегатом автомобиля и системы ABS.
Как видим система полного привода 4Motion от компании Volkswagen достаточно не сложная в сравнении с другими производителями. Производитель Volkswagen стал чаще устанавливать на различные модели своих автомобилей, тем самым повышая комфорт, управляемость и надежность.
Если же берется алгоритм 4Motion, когда при старте начинается пробуксовка передних колес, то клапан управления сразу закроется, а фрикционные диски муфты сожмутся. В таком случае крутящий момент полностью будет передаваться на заднюю ось. Относительно передних колес, то одно из колес в процессе будет подключаться или отключатся с помощью электронного блока дифференциалов системы 4Motion.
Взяв за основу ситуацию работы 4Motion, когда автомобиль движется с постоянной скоростью, то клапан будет открыт, а диски будут сжиматься в зависимости от условий движения и дорожного покрытия. Крутящий момент на заднюю ось будет передаваться только в самые необходимые моменты, а в основном вся нагрузка будет идти на переднюю ось.
Последний вариант работы 4Motion, это когда автомобиль тормозит. В таком случае клапан управления будет открыт, а фрикционные муфты полностью разжаты. Не зависимо от ситуации, крутящий момент при торможении на заднюю ось передаваться не будет.
Видео принцип работы муфты Haldex на системе 4Motion:
Система полного привода 4Motion – тип автоматически подключаемого полного привода AWD. Хотя 4Motion – фирменное обозначение полноприводных автомобилей , ее ключевой узел, распределительная муфта Haldex, применяется и на ряде моделей других марок. Так, Audi TTS с фирменным шильдиком , оснащен, тем не менее, Хальдексом, а не привычным для quattro моментным центральным дифференциалом Торсен.
4Motion, прежде чем заслужить звание самого совершенного на сегодняшний день AWD, прошла долгий и сложный путь эволюции. В свою очередь, полный привод на легковых автомобилях появился тоже неспроста.
Схема системы полного привода 4Motion:
1 — двигатель; 2 — раздаточная коробка; 3 — карданная передача; 4 — главная передача задней оси; 5 — межколесный дифференциал задней оси; 6 — муфта подключения задней оси (муфта Haldex); 7 — межколесный дифференциал передней оси; 8 — коробка передач.
Развитие автотранспорта идет под знаком увеличения скорости и одновременно – интенсивности трафика. В плотном и быстром потоке машин крайне важна безопасность движения. Ради этого буквально вся конструкция автомобиля за последние десятилетия претерпела революционные изменения.
Функции трансмиссии также радикально изменились. Просто тянуть машину уже мало. В нештатной ситуации автомобиль должен изо всех сил цепляться за дорогу всеми четырьмя, удерживаясь в то же время на своем пути.
Автомобиль с 4Motion
Постоянный полный привод в городе неэкономичен: на фрикционные потери расходуется мощность двигателя и топливо. Включить вручную дополнительный привод (система 4WD) средний водитель может не успеть, или не сообразить.
Схема же AWD такова: нормально машину тянут передние колеса, а при потере сцепления с дорогой включаются задние и подталкивают, пока передние вновь не схватят дорогу, или все четыре не окажутся в равном положении и автомобиль не вернет путевую устойчивость.
Главный узел AWD – межосевой (центральный) дифференциал, установленный между передними и задними осями. Он необходим, так как траектория передних колес в повороте длиннее, чем задних. Но ЦД должен работать с точностью до наоборот: передавать крутящий момент на более нагруженные колеса. И делать это нужно быстро, пока не началась пробуксовка.
Реакция или упреждение?
В идеале ЦД должен «чуять опасность» и подключить задний привод, пока передний еще тянет, то-есть быть упреждающим. Упреждение дают срабатывающие по отношению моментов конструкции, например – Торсен (Torsen; Torgue sensing), на основе самоблокирующейся гипоидной передачи. Но при полной разгрузке вторичного вала такой дифференциал вовсе не передает усилие: сравниваются моменты, а отношение любого значения к нулю есть ноль.
Устройства, срабатывающие по скорости, передают усилие на вал, вращающийся медленнее. Пример – вязкостная муфта (вискомуфта, ВМ), на основе силиконовой жидкости, застывающей при нагревании. Их недостаток – реактивность: заметная разница в угловой скорости колес означает, что уже что-то не так.
И у Торсена с ВМ есть общее свойство: они автономны. Системы EDL, ESP, ABS и роботы-помощники не могут изменить конфигурацию шестерен или свойства силикона, и на одни и те же действия водителя машина в зависимости от внешних факторов может реагировать неоднозначно.
Водителя-аса автомобиль «с характером» может даже радовать, как лихого наездника – горячий норовистый конь. Но если ординарному водителю нужно просто доехать до места, «фокусы» систем с обратной связью внутри осложняют вождение.
Удачным решением проблемы оказалась разработанная шведскими инженерами муфта Haldex Traction (Хальдекс). С 1998 г. Хальдекс используется на ряде моделей Audi и Volkswagen. Конструкция муфты несколько раз менялась, при том же принципе работы. Сейчас выпускаются муфты Хальдекс 4-го поколения.
Схема фрикционной муфты Haldex:
1 — барабан; 2 — пакет фрикционных дисков; 3 — ступица; 4 — поршень; 5 — тарельчатая пружина; 6 — подающая магистраль; 7 — клапан управления; 8 — обратная магистраль; 9 — блок управления; 10 — обратный клапан; 11 — насос; 12 — масляный фильтр; 13 — аккумулятор давления; 14 — масляный бак.
В основе Хальдекса – пакет фрикционных дисков, работающий в масляной ванне. В нормальном движении на задние колеса передается 2,5% момента (не 5%, как часто неверно указывают) за счет 5% зацепления дисков вследствие вязкого трения в слое масла между ними. Остальные 2,5% передаются обратно на передние колеса.
При нагнетании масла в камеру сложные эффекты в масляной пленке сначала тянут диски друг к другу, а затем вступает в действие их непосредственное зацепление. Очень быстро, но плавно включается 100% блокировка, и так же быстро происходит расцепление, так как вязкость масла на порядки меньше, чем у силикона, и фазового перехода в твердое тело не происходит.
Хальдекс срабатывает по скорости, но его реактивность меньше, чем время оборота колеса. Это поистине революционное решение: авторы создали муфту по сути БЕЗРЕАКТИВНУЮ. Хальдексу для нормальной работы необходима внешняя управляющая автоматика: он может блокироваться, когда это не нужно, например, при парковке.
Но Хальдекс абсолютно предсказуем в любых условиях движения. Есть у него и психологическое достоинство: для принудительного включения в обход автоматики нужно притормозить. Обычному водителю легче решиться дернуть ручник, чем дать прогазовку, как того в аналогичных случаях требует Торсен.
Недостатки у Хальдекса тоже имеются, но при теперешнем уровне развития автоэлектроники их остается всего два, и не очень существенных:
Видео:
Вывод
Система полного привода 4Motion – самая сложная и совершенная из существующих систем AWD.
В 4Motion может использоваться и моментный дифференциал Torsen TypeC на основе корончатых шестерен с плоскими сателлитами. 4Motion легко интегрируется в автомобильную автоматику и в полной мере проявляет свои достоинства при ее наличии.
Автомобиль Фольксваген Тигуан, собираемый в РФ, пользуется довольно большой популярностью среди автолюбителей. Неплохое качество, не очень высокая цена, комфорт и удобство – аргументы в пользу приобретения данной машины. Еще один аргумент: наличие полного привода. Во многих случаях, из-за того, что машина оснащена системой полного привода, её и покупают. Как раз о приводе речь пойдет в данной статье.
На автомобили данной модели устанавливается система полного привода, имеющая название 4Motion и о ней тоже стоит рассказать, чтобы в полной мере понять работу полного привода на машине описываемой модели.
Данная система была разработана в прошлом веке и начала устанавливаться на автомобили Фольксваген с 1998 года. Крутящий момент в такой системе направляется к осям, в зависимости от дорожной ситуации. Подключение происходит автоматически.
Система состоит из следующих элементов:
Переднеосевой дифференциал предназначен для того, чтобы направлять крутящий момент на передние колеса. Корпус дифференциала соединен валом с раздаткой. Карданная передача привода задней оси соединяет раздатку и . Сама карданная передача состоит из двух валов и ШРУСа, она присоединяется к раздатке и фрикционной муфте несколькими муфтами повышенной упругости.
Фрикционная муфта, встроенная в картер дифференциала задней оси, является дисковой. Такое строение необходимо для того, чтобы менять величину передачи крутящего момента. Данная величина зависит от того, насколько замкнута муфта.
На автомобили Фольксваген Тигуан устанавливается муфта Haldex, относящаяся к четвертому поколению муфт.
Она устроена таким образом: в основе – диски двух типов. Первые из них – фрикционные, имеющие внутреннее зацепление и ступицу. Вторые – стальные, имеющие внешнее зацепление и барабан. Диски сжимаются поршнями.
Помимо дисков, в структуру муфты входят элементы электронного управления:
Главный показатель, на который ориентируется входной датчик – температура масла. Блок управления анализирует полученную от входного датчика информацию и дает команды исполнительным устройствам. Нужно отметить, что блок управления ориентируется не только на уровень температуры масла, он получает информацию еще и от ЭБУ двигателя и ABS.
Исполнительное устройство – это клапан, который регулирует степень сжатия дисков.
Все предусмотрено 5 режимов работы муфты:
При торможении и движении с постоянной скоростью диски, как правило, не зажаты. Машина использует для движения только одну ведущую ось. Если возникает пробуксовка, то диски зажимаются до определенного уровня. При начале движения диски зажаты.
Таким образом, система сама определяет, на основании информации, полученной от электронных устройств, когда и насколько нужно зажать диски муфты.
Причины того, что не работает полный привод на Тигуан, могут быть самыми разнообразными, начиная с поломки железа и заканчивая выходом из строя датчиков и электроники.
Например, если вышел из строя датчик температуры масла, то подключение задней оси будет осуществляться некорректно. То же самое может происходить, если поступает некорректная информация с блоков двигателя и ABS.
Частой причиной проблем с полным приводом является изнашивание подвесного подшипника карданного вала. Фиксируются также проблемы с подкачивающим насосом.
К сожалению для владельцев данного автомобиля, ремонт обходится достаточно дорого. И к этому нужно готовиться.
Вообще же, наверное, искать причину того, что не работает полный привод, искать необходимо не в интернете, а в автосервисе. Здесь описаны только лишь характерные болячки привода автомобиля, но в каждом конкретном случае причина неисправности может быть своя.
Прежде чем более подробно разбирать вопрос, стоит отметить, что Тигуан продается в двух версиях: городской и внедорожной. Именно от этого зависит подключаемый или постоянный полный привод у этой машины. Во внедорожной версии даже есть фаркоп, который спрятан под днищем автомобиля. С городским Тигуаном, в принципе, все понятно: он предназначен для того, чтобы перевозить людей и небольшие грузы в городских условиях. Тигуан во внедорожной версии остается все тем же паркетником, но с определенным дополнительным оборудованием и набором функций. В частности, он имеет кнопку Offroad, которая мобилизует все системы автомобиля, подготавливает их к борьбе с грязью, снегом, льдом и прочим.
Что касается того, какой же привод на Тигуане, то тут мнения расходятся. Исходя из устройства системы привода и принципа её работы, можно с уверенностью говорить, что у машины полный подключаемый привод, так как диски муфты зажаты не всегда. Эта точка зрения подтверждается и официальными документами, в которых сказано что привод автоматически подключаемый.
Вторая точка зрения: привод у Тигуана полный постоянный привод. Сторонники данной точки зрения аргументируют свое убеждение тем, что определенный процент крутящего момента передается на заднюю ось постоянно. Пусть этот процент и небольшой. Но он есть.
Представляется, что постоянная передача 5-10 процентов крутящего момента на задние колеса не может говорить о том, что машина имеет постоянный полный привод. Все же, под таким типом привода подразумевается кое-что другое.
Например, если рассматривать отечественный внедорожник Нива, то там значительная энергия передается абсолютно на все оси и на все колеса. Автомобиль устойчиво стоит на всех четырех шинах. Здесь же все иначе.
И Volkswagen Bora немецкий концерн применил систему полного привода, которая именуется как система 4Motion . Чуть позже (год спустя) компания внедрила ее в другие полноприводные автомобили. Что это за система такая? В чем ее особенности? Давайте разбираться…
Является полноприводной трансмиссией, в которой крутящий момент от двигателя распределяется по осям, исходя из конкретной ситуации на дороге. Она работает совместно с антиблокировочной системой тормозов (ABS) и электронной блокировкой дифференциала (система EDS) .
В системе 4Motion используется многодисковая фрикционная муфта Haldex, которая применяется для распределения крутящего момента от двигателя между передней и задней осями, а также с целью регуляции тяговых усилий.
Муфта Haldex состоит из:
{typography list_number_bullet_green}1. Пакета фрикционных дисков, который включает в себя стальные и фрикционные диски. Стальные диски имеют между собой небольшое пространство. Одна их часть соединена с ротором, а другая – с валом привода одного из мостов. Чем больше дисков, тем выше крутящий момент.
При движении по обычной дороге диски не оказывают никакого влияния друг на друга, они вращаются с одинаковой скоростью, также как и колеса. Но стоит хотя бы одному колесу попасть, к примеру, на лед, как диски начинают вращаться с разной скоростью, в гидросистеме возрастает давление, пакет фрикционных дисков сжимается, крутящий момент передается на другую ось. После того, как пробуксовка будет закончена, диски разжимаются.
Кстати при трогании с места диски также максимально сжаты, а при торможении они полностью разжаты;|| 2. Системы электронного управления, которая включает в себя датчик температуры масла, блок управления и исполнительные устройства (клапан управления); || 3. Электронасоса, который создает предварительное давление масла в системе;|| 4. Аккумулятора давления;|| 5. Масляного фильтра;|| 6. Масляных магистралей.{/typography}
Муфта Халдекс обеспечивает быстрое сцепление задних колес с мокрым асфальтом и делает управление автомобилем более легким и комфортным.
Таким образом, действие системы 4Motion сводится к определенному алгоритму работы многодисковой муфты Haldex.
Данная трансмиссия является не только надежным механизмом, способным эффективно удерживать автомобиль как в снег, так и в дождь, но и позволяет экономить топливо. Так, например, машина, оборудованная этой системой, расходует около 6 литров бензина на 100 км (при езде по трассе), что согласитесь, не так уж и много.
Система полного привода 4Motion относится к т.н. системам полного привода подключаемым автоматически. В данной системе крутящий момент двигателя распределяется по осям в зависимости от дорожной ситуации. Система 4Motion устанавливается на автомобили концерна Volkswagen с 1998 года. Название 4Motion является зарегистрированным товарным знаком.
Система полного привода 4Motion включает дифференциал передней оси в коробке передач, раздаточную коробку, карданную передачу привода задней оси, многодисковую фрикционную муфту, главную передачу и дифференциал задней оси.
При движении с постоянной скоростью клапан открывается, а диски сжимаются в зависимости от условий движения. На заднюю ось крутящий момент передается в определенных (незначительных) пределах.
Пробуксовка в движении автомобиля определяется на основании сигналов от блока управления системы ABS. При этом клапан открывается в зависимости от условий движения (какая ось и какие колеса буксуют).
При торможении клапан управления открыт, фрикционные диски муфты полностью разжаты. Крутящий момент на заднюю ось не передается.
