Šema pogona na sve kotače s elektromagnetnom spojkom. Ispravan pogon na sve kotače Rad elektromagnetne spojke za pogon na sve kotače

Iznenađujuće, ali istinito - mnogi vlasnici automobila uopće ne razumiju vrste mjenjača s pogonom na sve kotače. A situaciju pogoršavaju automobilski novinari koji i sami imaju poteškoća da razumiju vrste pogona i kako oni rade.

Najozbiljnija zabluda je da mnogi još uvijek vjeruju da pravilan pogon na sve kotače mora biti trajan i kategorički odbijaju automatske sisteme pogona na sve kotače. Istovremeno, automatski spojeni pogon na sve kotače dolazi u dvije vrste, podijeljene prema prirodi rada: reaktivni sistemi (aktivira se kada pogonska osovina proklizava) i preventivni sistemi (u kojima se prijenos obrtnog momenta na obje osovine aktivira pomoću signal sa papučice gasa).

Govorit ću o glavnim opcijama mjenjača s pogonom na sve kotače i pokazati da su elektronički kontrolirani prijenosi s pogonom na sve kotače budućnost.

Svi imaju grubu predstavu o tome kako funkcionira prijenos automobila. Dizajniran je za prijenos obrtnog momenta sa radilice motora na pogonske kotače. Prijenos uključuje kvačilo, mjenjač, ​​završni pogon, diferencijal i pogonska vratila (kardanska i osovinska vratila). Najvažniji uređaj u mjenjaču je diferencijal. Raspoređuje obrtni moment koji mu se isporučuje između pogonskih osovina (osovina) pogonskih kotača i omogućava im da se rotiraju različitim brzinama.

čemu služi? Prilikom vožnje, posebno pri skretanju, svaki točak automobila kreće se duž individualne putanje. Posljedično, svi kotači automobila rotiraju se različitim brzinama tokom skretanja i putuju različite udaljenosti. Nedostatak diferencijala i krute veze između kotača jedne osovine dovest će do povećanog opterećenja mjenjača, nemogućnosti okretanja automobila, a da ne spominjemo takve sitnice kao što je trošenje guma.

Stoga, da bi radilo na asfaltiranim cestama, svako vozilo mora biti opremljeno jednim ili više diferencijala. Za vozilo sa pogonom, na jednoj osovini se ugrađuje jedan međuosovinski diferencijal. A u slučaju vozila s pogonom na sve kotače već su potrebna tri diferencijala. Po jedan na svakoj osovini i jedan centralni, središnji diferencijal.

Za detaljnije razumijevanje principa rada diferencijala toplo preporučujem da pogledate kratki dokumentarni film Around the Corner, snimljen 1937. godine. Već 70 godina svijet nije mogao napraviti jednostavniji i razumljiviji video o radu diferencijala. Ne morate čak ni znati engleski.

Glavni nedostatak, odnosno karakteristika rada slobodnog diferencijala svima je poznat - ako na jednom od pogonskih kotača automobila nema kvačila (na primjer, na ledu ili visi na liftu), tada auto se neće ni pomeriti. Ovaj točak će se slobodno okretati dvostruko većom brzinom, dok će drugi točak ostati nepomičan. Dakle, svako vozilo s pogonom na jedan kotač može biti imobilizirano ako jedan kotač pogonske osovine izgubi vuču.

Ako uzmete vozilo s pogonom na četiri kotača s tri konvencionalna (slobodna) diferencijala, tada njegova potencijalna sposobnost kretanja u prostoru može biti ograničena čak i ako BILO KOJI od četiri točka izgubi vuču. Odnosno, ako se vozilo sa pogonom na sve točkove sa tri slobodna diferencijala postavi sa samo jednim točkom na valjcima/ledom/okačeno u vazduhu, ono neće moći da se kreće.

Kako osigurati da se automobil može kretati u ovom slučaju? Vrlo je jednostavno - trebate zaključati jedan ili više diferencijala. Ali sjećamo se da tvrdo zaključavanje diferencijala (a zapravo je ovaj način ekvivalentno njegovom odsustvu) nije primjenjivo na upravljanje automobilom na asfaltiranim cestama zbog povećanog opterećenja na mjenjaču i nemogućnosti okretanja.

Stoga je pri vožnji na asfaltiranim cestama potreban promjenjivi stupanj blokade diferencijala (sada govorimo o središnjem diferencijalu) ovisno o uvjetima vožnje. Ali van puta se možete kretati čak i sa sva tri potpuno zaključana diferencijala.

Dakle, u svijetu postoje tri glavna tipa rješenja za pogon na sve kotače:

Klasični menjač sa pogonom na sve točkove(u terminologiji proizvođača automobila naziva se punim radnim vremenom) ima tri potpuna diferencijala, tako da takav automobil ima pogon na sva 4 točka u bilo kojem režimu vožnje. Ali kao što sam gore napisao, ako barem jedan od kotača izgubi vuču, automobil će izgubiti sposobnost kretanja. Stoga je takvom automobilu definitivno potrebna blokada diferencijala (potpuna ili djelomična). Najpopularnije rješenje koje se prakticira na klasičnim SUV-ovima je mehaničko kruto zaključavanje središnjeg diferencijala s raspodjelom obrtnog momenta duž osovina u omjeru 50:50. Ovo vam omogućava da značajno povećate sposobnost vozila u vožnji, ali sa kruto zaključanim središnjim diferencijalom ne možete voziti po asfaltiranim putevima. Opciono, terenska vozila mogu imati dodatnu blokadu diferencijala stražnje poprečne osovine.

U mjenjaču s punim radnim vremenom postoje tri diferencijala A, B i C. A u skraćenom radnom vremenu, središnji diferencijal A je odsutan i zamijenjen je mehanizmom za ručno kruto povezivanje druge osovine.

Istovremeno se mehanički pojavio poseban pravac plug-in pogon na sve kotače(sa pola radnog vremena). Ovoj shemi u potpunosti nedostaje središnji diferencijal, a na njegovom mjestu je mehanizam za povezivanje druge osovine. Ovaj prijenos se obično nalazi na jeftinim SUV-ovima i kamionetima. Kao rezultat toga, na asfaltiranim putevima takvim automobilom se može upravljati samo s jednom osovinom (obično zadnjom). A da bi savladao teška terenska područja, vozač ručno uključuje pogon na sve točkove tako što čvrsto zaključava prednju i zadnju osovinu zajedno. Kao rezultat toga, moment se prenosi na obje osovine, ali ne zaboravite da slobodni diferencijal i dalje ostaje na svakoj od osovina. To znači da ako su točkovi okačeni dijagonalno, automobil neće ići nikuda. Ovaj problem se može riješiti jedino blokadom jednog od međuosovinskih diferencijala (prvenstveno stražnjeg), zbog čega neki SUV modeli imaju samoblokirajući diferencijal na stražnjoj osovini.

A najuniverzalnije i trenutno popularno rješenje je automatski priključen pogon na sve točkove(A-AWD - Automatski pogon na sva četiri točka, često nazivan jednostavno kao AWD). Strukturno, takav prijenos je vrlo sličan honorarnom pogonu na sve kotače, koji nema središnji diferencijal, a za povezivanje druge osovine koristi se hidrauličko ili elektromagnetsko kvačilo. Stepen blokiranja kvačila je obično elektronski kontrolisan i postoje dva radna mehanizma: proaktivni i reaktivni. O njima detaljnije u nastavku.

U mjenjaču nema središnjeg diferencijala; iz mjenjača izlaze dvije osovine, jedna na prednju osovinu (sa vlastitim diferencijalom), druga na stražnju osovinu, na kvačilo.

Važno je shvatiti da je za najefikasniji prijenos s pogonom na sve kotače (bez obzira na to da li se radi o punom radnom vremenu ili a-awd), potreban varijabilni središnji diferencijal (kvačilo) u zavisnosti od uslova na putu (diferencijali na poprečnim osovinama su posebna diskusija, koja nije u okviru ovog članka). Postoji nekoliko načina da to učinite. Najpopularniji od njih: viskozno kvačilo, diferencijal s ograničenim proklizavanjem zupčanika, elektronička kontrola zaključavanja.

1. Viskozno kvačilo (diferencijal s takvim kvačilom naziva se VLSD - Viscous Limited-slip diferencijal) je najjednostavniji, ali u isto vrijeme neučinkovit način zaključavanja. Ovo je najjednostavniji mehanički uređaj koji prenosi obrtni moment kroz viskoznu tekućinu. Kada se brzina rotacije ulaznog i izlaznog vratila spojnice počne razlikovati, viskoznost tekućine unutar spojnice počinje rasti dok se potpuno ne stvrdne. Na ovaj način se kvačilo zaključava i moment se ravnomjerno raspoređuje između osovina. Nedostatak viskozne spojnice je u tome što ima preveliku inerciju u radu to nije kritično na cestama s tvrdom podlogom, ali praktički eliminira mogućnost njegove upotrebe za terensku upotrebu. Također značajan nedostatak je ograničeni vijek trajanja, a kao rezultat toga, nakon prijeđenih 100 tisuća kilometara, viskozna spojka obično prestaje obavljati svoje funkcije i središnji diferencijal postaje trajno slobodan.

Viskozne spojnice se sada ponekad koriste za zaključavanje stražnjeg središnjeg diferencijala na SUV-ovima, kao i za zaključavanje središnjeg diferencijala na Subaru vozilima s ručnim mjenjačem. Ranije je bilo slučajeva korištenja viskozne spojnice za spajanje druge osovine u sistemima s automatski povezanim pogonom na sve kotače (automobili Toyota), ali su od njih napušteni zbog izuzetno niske efikasnosti.

2. Samoblokirajući diferencijali sa zupčanicima uključuju dobro poznati Torsen diferencijal. Njegov princip se zasniva na svojstvu pužnog ili spiralnog zupčanika da se "zaglavi" pri određenom omjeru momenta na osi. Ovo je skup i tehnički složen mehanički diferencijal. Koristi se na veoma velikom broju vozila sa pogonom na sve točkove (skoro svi modeli Audija sa pogonom na sve točkove) i nema ograničenja za upotrebu na asfaltiranim putevima ili off-road. Jedan od nedostataka treba imati na umu da u potpunom odsustvu rotacijskog otpora na jednoj od osovina, diferencijal ostaje u otključanom stanju i automobil se ne može kretati. Zbog toga automobili sa Torsen diferencijalom imaju ozbiljnu "ranjivost" - u potpunom odsustvu vuče na OBA kotača jedne osovine, automobil nije u stanju da se kreće. To je efekat koji se vidi u ovome video. Stoga, novi Audi modeli trenutno koriste diferencijal s prstenastim zupčanicima s dodatnim paketom kvačila.

3. Elektronsko upravljanje blokiranjem uključuje kako jednostavne metode kočenja proklizavanja kotača pomoću standardnog kočionog sistema, tako i složene elektronske uređaje koji kontrolišu stepen blokade diferencijala u zavisnosti od situacije na putu. Njihova prednost je što su viskozno kvačilo i Torsen diferencijal sa ograničenim proklizavanjem potpuno mehanički uređaji, bez mogućnosti elektronske intervencije u njihovom radu. Naime, elektronika je u stanju da momentalno odredi koji od točkova automobila zahteva obrtni moment i u kojoj količini. U ove svrhe koristi se kompleks elektronskih senzora - senzori rotacije na svakom kotaču, upravljač i senzor položaja papučice gasa, kao i akcelerometar koji bilježi uzdužno i bočno ubrzanje automobila.

Istovremeno, želio bih napomenuti da se sistem simulacije blokade diferencijala baziran na standardnom kočionom sistemu često ispostavi da nije tako efikasan kao direktno blokiranje diferencijala. Obično se simulacija zaključavanja pomoću kočionog sistema koristi umjesto zaključavanja među kotačima i trenutno se koristi čak i na vozilima s jednom osovinom. Primer elektronski kontrolisane blokade centralnog diferencijala bi bio VTD menjač sa pogonom na sve točkove koji se koristi na vozilima Subaru sa petostepenim automatskim menjačem, ili DCCD sistem koji se koristi na Subaru Imprezi WRX STI, kao i na Mitsubishi Lancer Evolition sa aktivni ACD središnji diferencijal. Ovo su najnapredniji mjenjači s pogonom na sve kotače na svijetu!

Sada pređimo na glavni predmet rasprave - prijenose sa automatski povezan pogon na sve kotače (a-awd). Tehnički najjednostavniji i najjeftiniji način implementacije pogona na sve kotače. Između ostalog, njegova prednost leži u mogućnosti korištenja poprečnog rasporeda motora u motornom prostoru, ali postoje opcije za njegovu upotrebu s uzdužnim rasporedom motora (na primjer, BMW xDrive). U takvom mjenjaču jedna od osovina je pogonska i u normalnim uvjetima na nju obično otpada najveći dio obrtnog momenta. Za vozila sa poprečnim motorom, ovo je prednja osovina za vozila sa uzdužnim motorom, ovo je zadnja osovina;

Glavni nedostatak ovog tipa mjenjača je što se kotači na spojenoj osovini fizički ne mogu rotirati brže od kotača “glavne” osovine. Odnosno, za automobile kod kojih kvačilo povezuje zadnju osovinu, udio raspodjele obrtnog momenta duž osovina kreće se od 0:100 (u korist prednje osovine) do 50:50. U slučaju kada je “glavna” osovina stražnja (na primjer, xDrive sistem), često se nominalni omjer momenta između osovina postavlja sa blagim pomakom u korist zadnje osovine kako bi se poboljšalo upravljanje automobilom (npr. 40:60).

Postoje dva radna mehanizma za automatski priključeni pogon na sve kotače: reaktivni i preventivni.

1. Reaktivni radni algoritam uključuje blokiranje kvačila odgovornog za prijenos obrtnog momenta na drugu osovinu kada kotači na pogonskoj osovini proklizavaju. To je otežano velikim kašnjenjima u povezivanju druge osovine (posebno, iz tog razloga, viskozne spojke nisu zaživjele u ovoj vrsti prijenosa) i dovelo je do dvosmislenog ponašanja automobila na cesti. Ova shema se široko koristi na automobilima s pogonom na prednje kotače s poprečnim motorom.

U krivinama, reakciono kvačilo radi ovako: U normalnim uslovima, skoro sav obrtni moment se prenosi na prednju osovinu, a automobil je u suštini pogon na prednje točkove. Čim postoji razlika u rotaciji kotača na prednjoj i stražnjoj osovini (na primjer, u slučaju zanošenja prednje osovine), središnja spojka je blokirana. To dovodi do iznenadne pojave vuče na zadnjoj osovini i podupravljanje je zamijenjeno prekomjernim upravljanjem. Kao rezultat spajanja stražnje osovine, brzine rotacije prednje i stražnje osovine su stabilizirane (kvačilo je blokirano) - kvačilo se ponovo otključava i automobil postaje pogon na prednje kotače!

Offroad situacija ne postaje bolja, u stvari, ovo je običan automobil s prednjim pogonom, u kojem je trenutak uključivanja stražnje osovine određen proklizavanjem prednjih kotača. Upravo iz tog razloga mnogi krosoveri sa ovom vrstom pogona nisu u potpunosti u stanju da se kreću unazad kada su van puta. A kod takvog prijenosa posebno se dobro osjeća trenutak spajanja zadnje osovine. Istovremeno, na asfaltiranim putevima automobil uvijek ostaje pogon na prednje točkove.

Trenutno se takav radni algoritam za automatski priključeni pogon na sve kotače rijetko koristi, posebno u Hyundai/Kia crossoverima (osim novog DynaMax AWD sistema), kao i Honda automobilima (Dual Pump 4WD sistem). U praksi je takav pogon na sve kotače potpuno beskoristan.

2. Kvačilo za preventivno zaključavanje radi drugačije. Njegovo blokiranje se događa ne nakon što kotači proklizavaju na „glavnoj“ osovini, već unaprijed, u trenutku kada je potrebna vuča na svim kotačima (brzina rotacije kotača je sekundarna). Odnosno, kvačilo se zaključava u trenutku kada pritisnete gas. Uzimaju se u obzir i stvari kao što je ugao upravljanja (sa previše okrenutim točkovima, stepen blokiranja kvačila se smanjuje kako se ne bi opteretio menjač).

Zapamtite, prednja osovina ne zahtijeva klizanje za spajanje zadnje osovine! Zaključavanje automatski uključenog kvačila za pogon na svim točkovima prvenstveno je određeno položajem pedale gasa. U normalnim uslovima, oko 5-10% obrtnog momenta se prenosi na zadnju osovinu, ali čim pritisnete gas, kvačilo se blokira (do potpunog zaključavanja).

Ozbiljna greška koju već dugi niz godina rade automobilski novinari - ne treba miješati algoritme rada automatski povezanih pogona na sve kotače. Automatski sistem pogona na sva četiri točka sa preventivnim zaključavanjem konstantno prenosi obrtni moment na sva 4 točka! Za nju ne postoji nešto poput „iznenadne veze zadnje osovine“.

Preventivne kvačila za zaključavanje uključuju Haldex 4 (moj poseban članak na temu) i 5 generacija, Nissan/Renault, Subaru kvačila, BMW xDrive sistem, Mercedes-Benz 4Matic (za poprečno postavljene motore) i mnoge druge. Svaki brend ima svoje algoritme rada i kontrolne karakteristike, to treba imati na umu kada pravite uporednu analizu.

Ovako izgleda spojka prednje osovine u BMW xDrive sistemu

Posebnu pažnju treba obratiti i na svoje vozačke vještine. Ako vozač nije upoznat s principima vožnje automobila na cesti, a posebno s načinom smjenjivanja (o tome sam nedavno govorio), onda s vrlo velikom vjerovatnoćom neće moći parkirati automobil sa automatskim sistemom pogona bočno, dok se to lako može uraditi na automobilu sa pogonom na sve točkove sa tri diferencijala (otuda i pogrešan zaključak da samo Subaru može da vozi bočno). I naravno, ne zaboravite da se količina vuče na osovinama regulira pedalom za gas i kutom upravljanja (uključujući, kao što sam gore napisao, ako su kotači previše okrenuti, kvačilo se neće potpuno blokirati).

Dijagram rada Haldex spojnice 5. generacije je potpuno elektronski kontrolisan (da podsjetim da su Haldex 1, 2 i 3 generacije imale u svojoj konstrukciji diferencijalnu pumpu koja je bila vođena razlikom u rotaciji ulaznog i izlaznog vratila ). Uporedite ovo sa ludo složenim dizajnom 1. generacije Haldex spojnice.

Osim toga, gotovo uvijek takvi sistemi su dopunjeni elektronskom simulacijom blokade diferencijala poprečne osovine pomoću kočionog sistema. Ali treba imati na umu da ima i svoje operativne karakteristike. Konkretno, radi samo u određenom rasponu brzina. Pri malim brzinama se ne uključuje kako ne bi "zadavio" motor, a pri velikim brzinama kako ne bi spalio jastučiće. Stoga, nema smisla gurati okretomjer u crvenu zonu i nadati se pomoći elektronike kada se auto zaglavi. Za terenske primjene, hidraulički sistemi kvačila imaju veću otpornost na pregrijavanje od elektromagnetnih frikcionih kvačila. Konkretno, Land Rover Freelander 2/Range Rover Evoque može biti primjer automobila s automatskim pogonom na sve kotače baziran na 4. generaciji Haldex kvačila i vrlo impresivnim terenskim sposobnostima.

šta je rezultat? Nema potrebe da se plašite automatskih sistema pogona na sve točkove sa preventivnim zaključavanjem. Ovo je univerzalno rješenje kako za korištenje na cestama, tako i za povremeno korištenje van ceste srednje složenosti. Automobil sa takvim sistemom pogona na sva četiri točka se adekvatno snalazi na putu, ima neutralno upravljanje i uvek ostaje pogon na sve točkove. I ne vjerujte pričama o "iznenadnom spoju zadnje osovine".

Dodatak: Vrlo važno pitanje za razumijevanje je raspodjela momenta duž osi. Reklamni materijali proizvođača automobila često obmanjuju i čine još zbunjujućim razumjeti kako funkcionira prijenos na sve kotače. Prva stvar koju treba zapamtiti je da obrtni moment postoji samo na onim točkovima koji imaju vuču. Ako kotač visi u zraku, tada unatoč činjenici da ga motor slobodno okreće, okretni moment na njemu je NULA. Drugo, nemojte brkati procenat obrtnog momenta koji se prenosi na osovinu i proporciju raspodele obrtnog momenta po osovinama. Ovo je važno za automatske sisteme pogona na sva četiri točka, jer odsustvo centralnog diferencijala ograničava maksimalnu moguću distribuciju obrtnog momenta duž osovina u odnosu 50/50 (tj. fizički je nemoguće da odnos bude veći prema spojenoj osovini), ali istovremeno do 100% obrtnog momenta može se prenijeti na svaku osovinu. Uključujući i povezanu. To se objašnjava činjenicom da ako na jednoj osi nema kvačila, tada je moment na njoj jednak nuli. Posljedično, 100% momenta će biti na osovini spojenoj kvačilom, dok će omjer raspodjele momenta duž osi i dalje biti 50/50.

Pogledajmo princip rada viskozne spojnice. Viskozna spojnica je uređaj koji se nalazi u automobilima s pogonom na sve kotače koji može prenositi i izjednačavati moment između osovina bez pametne elektronike.

Odnosno, viskozna spojka obavlja posao sličan radu blokade diferencijala, samo u automatskom načinu rada.

Šta je viskozna spojnica? Ako dešifrujete naziv viskozna spojnica, ispada da se zasniva na frazi "viskozna spojka".

U principu, to objašnjava cijelu suštinu viskozne spojnice - posebna viskozna tekućina koja puni jedinicu je sama karika koja prenosi okretni moment s jednog vratila na drugo, ali oni sami nisu mehanički povezani.

Ova tekućina ima jedno zanimljivo svojstvo - počinje se zgušnjavati kada se aktivno miješa, zbog čega se mijenja prijenos okretnog momenta između osovina.

Viskozne spojke su počele aktivno koristiti automobilski inženjeri za stvaranje automatskih središnjih brava za vozila s pogonom na sve kotače. Kasnije ćemo detaljnije razmotriti dizajn i princip rada viskozne spojnice, ali za sada pogledajmo u prošlost.

Istorijska referenca

Treba napomenuti da je izum viskozne spojnice daleko od novog. Ovaj princip je bio poznat još 1917. godine u SAD-u. Tamo je živio njegov tvorac, talentirani inženjer Melvin Severn.

Nažalost, u to vrijeme princip viskoznosti tekućine u prijenosu nije bio cijenjen, a nije bilo ni posebne potrebe za njim. Viskozna spojnica bi potonula u zaborav, ali se neočekivano 1964. godine ponovo pojavila u svjetskoj automobilskoj areni u mjenjaču britanskog sportskog automobila Jensen Interceptor FF.

Ovo je bio debi viskozne spojnice u serijskom automobilu i od tada je aktivno koriste i koriste različiti proizvođači automobila.

Pogledajmo unutrašnjost uređaja

Udubimo se u detalje dizajna i principa rada viskozne spojke s pogonom na sve kotače, jer se u takvim sistemima najčešće koristi.

Dakle, općenito, već smo opisali ovaj princip - viskozna spojka se u pravilu nalazi između prednje i stražnje osovine automobila i povezuje dvije osovine - jedna dolazi iz prijenosnog kućišta, a druga sa stražnje osovina.

Ponekad se ovo kvačilo montira direktno na zadnju osovinu automobila, ali se njegova suština i princip rada ne mijenjaju ni na koji način. Glavni elementi uređaja su:

• zapečaćeno kućište;
• punilo napravljeno od posebne viskozne tekućine (obično na bazi silikona);
• Paket diskova sa pogonskim vratilom;
• paket diskova pogonskog vratila.

Viskozna spojka s pogonom na sve kotače funkcionira na sljedeći način.

U trenutku ravnomjernog i mirnog kretanja, obje osovine, kao i zadnji i prednji kotači, rotiraju se istom brzinom - sinhrono.

U takvim uvjetima, tekućina u spojnici ima minimalnu gustoću i praktično se ne prenosi obrtni moment sa pogonskog vratila na pogonsko vratilo.

Čim postoji razlika u brzini rotacije osovine, a samim tim i diskova unutra, tekućina se počinje aktivno miješati (efekat miješalice) i, zbog svojih jedinstvenih fizičkih svojstava, zgušnjavati.

To uzrokuje postupno blokiranje međuosovinskih osovina i veća količina obrtnog momenta počinje teći na pogonjeno vratilo. Prednja ili stražnja osovina, ovisno o dizajnu automobila, počinje raditi.

Dakle, viskozna spojnica radi automatski, bez ikakve elektronike ili intervencije vozača.

Čini se da na prvi pogled sve izgleda gotovo savršeno, čini se da bi svi trebali imati viskoznu spojnicu, ali to nije tako.

Štoviše, u modernoj automobilskoj industriji ovaj se uređaj praktički više ne koristi. Zašto?

Prednosti i nedostaci viskozne spojnice

Pogledajmo pozitivne i negativne aspekte viskoznih spojnica s pogonom na sve kotače i odgovorimo na pitanje: zašto su one postale stvar prošlosti i zašto ih proizvođači automobila napuštaju?

Prednosti viskoznih spojnica jasno uključuju jednostavnost dizajna. Ovi uređaji ne zahtijevaju rutinsko održavanje i izuzetno su pouzdani. Tu prestaju prednosti.

Mora se reći da su nedostaci viskoznog spoja vrlo uočljivi. Najozbiljnije su:

• inercija viskozne tečnosti - ona se "zgušnjava" ne odmah, već postepeno, što je u stalno promenljivim uslovima na putu vrlo nepraktično i ponekad opasno. Takođe je teško predvidjeti koliko će brzo raditi i doći do centralnog zaključavanja;
• ovisnost efikasnosti spojke o veličini - da bi se stvorio mehanizam koji adekvatno funkcionira, potrebne su velike dimenzije karoserije i impresivni promjeri paketa diskova, a to negativno utječe na klirens vozila.

Općenito, gore navedeno je unaprijed odredilo sudbinu viskoznih spojnica. Unatoč svojim zanimljivim svojstvima, elektronske blokade, na primjer Haldex spojnice, već postaju sve popularnije u modernoj automobilskoj industriji.

Mislim da ste shvatili ovaj jednostavan mehanizam i možete objasniti princip rada viskozne spojnice. Napišite ako imate razmišljanja o ovom pitanju u komentarima, pretplatite se na blog i proučavajte automobile s nama.

Automobili s pogonom na sve kotače u našoj zemlji uživaju čast i poštovanje, ali u isto vrijeme, toliko željena šema 4x4 može se implementirati na različite načine. Razmotrimo prednosti i nedostatke shema s mehaničkim blokiranjem međuosovinskih osovina i blokiranjem pomoću elektronički kontrolirane spojke.

Istorijski gledano, najprije se pojavila shema pogona na sve kotače, u kojoj je prijenosno kućište dodano prijenosu automobila sa pogonom na stražnje kotače, a iz njega je pogonsko vratilo prošireno na prednju (sada i pogonsku) osovinu. U ovom slučaju, spajanje prednje osovine izvedeno je po potrebi i "čvrsto". Mjenjači mnogih "profesionalnih" terenskih vozila i dalje se izrađuju prema ovoj shemi. Među domaćim možemo navesti cijelu porodicu UAZ. Ima ih i iz uvoza - od kompaktnog Suzuki Jimnyja do legendarnog Land Rover Defendera.

A ako off-road takvim "lutnicima" nema premca, onda se u gradu, morate priznati, nije lako nositi s njima. Stoga su dizajneri predložili pogodnije i praktičnije tehničko rješenje. Ovo je shema pogona na sve kotače u kojoj se obrtni moment prenosi na obje osovine kroz diferencijal. Tipični predstavnici su domaća Lada 4x4 i Chevrolet Niva.

Trajni pogon na sve kotače sa središnjim diferencijalom koji se može zaključati

Chevrolet Niva ima stalni pogon na sve točkove - obrtni moment sa motora se uvek prenosi na obe osovine (osovine nisu onemogućene). Ova shema povećava sposobnost vozila za vožnju po zemlji, dok istovremeno smanjuje opterećenje na jedinicama prijenosa, ali neznatno povećava potrošnju goriva.

Prednja i zadnja osovina su povezane preko centralnog diferencijala, omogućavajući prednjim i zadnjim točkovima da se rotiraju različitim ugaonim brzinama u zavisnosti od putanje i uslova vožnje. Srednji diferencijal nalazi se u kutiji prijenosa. Sličan je međuosovinskim diferencijalima na prednjoj i stražnjoj osovini, ali za razliku od njih, međuosovinski diferencijal se može nasilno blokirati. U tom slučaju, pogonske osovine prednje i stražnje osovine postaju čvrsto povezane jedna s drugom i rotiraju se istom frekvencijom. Ovo značajno povećava upravljivost vozila (na klizavim padinama, u blatu, snijegu, itd.), ali pogoršava upravljivost i povećava habanje dijelova prijenosa i guma na površinama s dobrim prianjanjem. Stoga se blokada diferencijala može koristiti samo za savladavanje teških područja i pri malim brzinama.

Možete uključiti bravu dok se automobil kreće, ako točkovi ne proklizaju. Ali to neće eliminirati opasnost od „dijagonalnog vješanja“, kada jedan od kotača na svakoj osovini izgubi vuču sa tlom - u ovom slučaju ćete morati dodati tlo ispod ovjesnih kotača ili ga kopati ispod ostalih. Za povećanje okretnog momenta dostavljenog kotačima, koristi se niski stupanj prijenosa u prijenosnom kućištu, njegov omjer prijenosa je 2,135. Najviša brzina, predviđena za normalne uslove vožnje, ima prenosni odnos 1,20.

Mjenjač s pogonom na sve kotače sa elektromagnetnom spojnicom stražnjih kotača

Međutim, napredak nije stajao - dizajneri su predložili ideju koja je bila briljantna u smislu jednostavnosti izvedbe i isplativosti: stvoriti crossover na bazi automobila s prednjim pogonom. Recept je sličan za sve proizvođače automobila. Razmotrimo ovu shemu detaljno na primjeru modela Renault Duster.

Motor i mjenjač (ručni ili automatski) postavljeni su poprečno na vozilo. Sve osovine unutar mjenjača, odnosno također. A obrtni moment treba prenijeti na zadnju osovinu. Da bi to učinili, koristili su kutni mjenjač sprijeda i kardansko vratilo, koje je zauzvrat povezano sa spojnicom. Pogonski dio spojnice u sprezi sa osovinom propelera se okreće kad god se okreće prednji zupčanik mjenjača. Pogonski dio kvačila spojen je utorima na osovinu pogonskog zupčanika glavnog zupčanika. Kućište elektromagnetne spojke je također pričvršćeno na kućište glavnog mjenjača: kutni mjenjač u kombinaciji s diferencijalom. Iz diferencijala, pogoni prenose obrtni moment direktno na zadnje točkove. Kvačilo je opremljeno elektronskom kontrolnom jedinicom, koja zauzvrat zavisi od prekidača režima prenosa na konzoli instrument table. Ovako na pojednostavljen način izgleda shema pogona na sve kotače većine modernih crossovera s poprečnim agregatom.

Za kontrolu sile kompresije diskova kvačila koristi se zupčasti mehanizam koji mijenja silu stezanja. Napon primijenjen na solenoid kvačila uzrokuje da se diskovi kvačila zatvore i zahvate zadnju osovinu. Količina prenesenog momenta regulirana je silom prianjanja tarnih diskova u kvačilu. Dakle, ako se napon koji se dovodi do elektromagneta smanji, kvačilo će osigurati nepotpuno kolo i moći će se rotirati s malim okretnim momentom. Međutim, čak i sa punim naponom, zatvoreno kvačilo može prenijeti obrtni moment ograničen silama trenja u kvačilu.

Da bi kvačilo radilo, potrebno je da postoji barem mali „zaostajanje“ između zadnjih i prednjih točkova. Najzanimljivije je da u kvacilu nema senzora temperature, a iskljucuje se "zbog pregrijavanja" kada kontrolna jedinica preko ABS senzora neko vrijeme snimi da sa punim naponom na kvacilu zadnji kotaci rade. ne rotiraju, ali se prednji točkovi okreću značajnom brzinom. Dakle, u većini slučajeva, elektronika jednostavno igra na sigurno.

Šta odabrati?

U obje sheme, sve pogonske i pogonske osovine stalno se rotiraju, tako da nema razlike u potrošnji goriva. Šema s krutom blokadom kvačila je poželjnija u teškim terenskim uvjetima, budući da su elektronski kontrolirana kvačila sposobna prenijeti samo ograničeni obrtni moment, a kada kvačila proklizavaju, sklona su brzom "pregrijavanju", iako često virtualna. Neočekivano automatsko aktiviranje kvačila u krivinama ponekad može biti opasno.

Iz ličnog iskustva

Posjedujući auto sa elektromagnetnim kvačilom za spajanje zadnje osovine, mogu vam reći koje modove koristim. Ljeti, na asfaltiranim putevima, 2WD način rada je uvijek uključen u blatu, koristim njegov puni potencijal i isključujem ESP sistem dinamičke stabilizacije; Zimi je AUTO način rada uvijek uključen. Prije svega, da izbjegnete gubljenje klinova na prednjim točkovima. Testovi pokazuju da je gubitak klinova posebno velik kada pogonski kotači proklizavaju. Ako je zimi potrebno oštro ubrzanje, a površina ispod kotača je loše kvalitete, na primjer, pločice tramvajske staze, tada uključujem način rada LOCK. A ako trebate izaći iz snježnog nanosa, koristite LOCK način rada i isključite ESP.

Koristio sam i Nivu. Dakle, ako je trebalo krenuti na klizavoj površini, uključio sam bravu, a u gustim prometnim gužvama puzao sam po nižoj - na ovaj način je opterećenje na kvačilu manje.

Pogon na sva četiri točka je dizajn mjenjača automobila koji prenosi obrtni moment koji stvara motor na sve kotače. U početku se ovaj sistem koristio samo za terenska vozila. Ali, počevši od 80-ih godina prošlog stoljeća, mnogi proizvođači su ga počeli naširoko koristiti za poboljšanje putnih karakteristika svojih automobila.

Glavne prednosti mjenjača s pogonom na sve kotače su:

• Bolje prianjanje na klizavim putevima.
• Efikasnost motora se povećava.
• Ubrzanje je brže.
• Karakteristike rukovanja su značajno poboljšane.
• Povećana sposobnost trčanja.

Glavni nedostatak takvih prijenosa je složenost dizajna, što podrazumijeva visoke osnovne troškove i troškove popravka. Osim toga, to dovodi do blagog povećanja potrošnje goriva u automobilu.

Prema principu rada, sistemi pogona na sva četiri točka dijele se na:

1. Trajni pogon na sva četiri točka.
2. Pogon na sve točkove sa automatskim priključkom.
3. Pogon na sve kotače s ručnim priključkom.

Trajni pogon na sva četiri točka

Sistem, koji radi na principu stalnog pogona na sva četiri točka, sastoji se od sljedećih strukturnih elemenata:

• Prijenos.
• Kutija za prijenos.
• Centralni diferencijal.
• Kvačilo.
• Transmisije kardanske osovine.
• Zupčanici glavne osovine.
• Poprečni diferencijali.
• Osovine kotača.

Ovaj dizajn prijenosa može se koristiti bez obzira na lokaciju motora i mjenjača (izgled). Glavne razlike između ovakvih sistema uzrokovane su upotrebom različitih tipova kardanskih mjenjača i prijenosnog kućišta.

Princip rada:

Obrtni moment se prenosi s motora na prijenosno kućište. U kutiji se, uz pomoć središnjeg diferencijala, raspoređuje između prednje i zadnje osovine automobila. Dakle, prvo se moment prenosi na pogonsko vratilo, kroz koje se prenosi na glavne zupčanike i diferencijale poprečne osovine. Preko osovinskih osovina, diferencijali prenose obrtni moment na točkove. U slučaju neravnomjernog kretanja kotača uzrokovanog ulaskom u zavoj ili vožnjom po klizavoj površini, središnji i međuosovinski diferencijal se blokiraju.

Najpoznatiji dizajni mjenjača sa stalnim pogonom na sve kotače su Quattro sistem iz Audija, xDrive iz BMW-a i 4Matic iz Mercedesa.

Quattro je bio prvi proizvodni ekvivalent trajnog mjenjača s pogonom na sve kotače za limuzine. Pojavila se 1980. Ovaj sistem je dizajniran za ugradnju sa uzdužnim motorom. Nakon nekoliko nadogradnji, široko se koristi u modernim Audi modelima.

xDrive sistem je razvio BMW za upotrebu u sopstvenim sportskim terencima i putničkim automobilima. Pojavila se 1985. Najnovije ažuriranje integrira nekoliko modernih sistema u xDrive, pretvarajući ga u aktivni prijenos.

4Matic je mjenjač s pogonom na sve kotače koji je razvio Mercedes. Predstavljen je 1986. Danas se ugrađuje na nekoliko modela putničkih automobila njemačkog proizvođača. Posebnost je mogućnost korištenja samo u kombinaciji s automatskim mjenjačem.

Automatski pogon na sva četiri točka

Tipično, takav sistem se sastoji od sljedećih elemenata:

• Prijenos.
• Kvačilo.
• Glavni zupčanik prednje pogonske osovine.
• Kutija za prijenos.
• Glavni zupčanik stražnje pogonske osovine.
• Kardanski prenos.
• Međukotački diferencijal prednje osovine.
• Zadnja pogonska spojnica.
• Međukotački diferencijal zadnje osovine.
• Pola osovine.

Pogon na sva četiri točka je najpopularniji među svim sistemima pogona na sva četiri točka. Gotovo svaki proizvođač ima model koji koristi sličan dizajn. Idealan je za upotrebu u putničkim automobilima, jer može da obezbedi pogon na sve točkove kada je to potrebno, ali košta mnogo manje od mjenjača sa stalnim pogonom na sve točkove.

Princip rada:

Sistem pogona na sve točkove se aktivira kada točkovi prednje osovine proklizavaju. U normalnom stanju, obrtni moment od motora se prenosi na glavnu osovinu preko kvačila, mjenjača i diferencijala. Osim toga, kroz prijenosno kućište, obrtni moment se prenosi na glavni kontrolni element ovog sistema - frikciono kvačilo. Tokom normalnog pravolinijskog kretanja, kvačilo prenosi samo 10% obrtnog momenta na zadnju osovinu, a pritisak u njemu ostaje minimalan. Ako kotači prednje osovine proklizavaju, pritisak u kvačilu se povećava i ono prenosi obrtni moment sa motora na zadnju osovinu. U zavisnosti od intenziteta klizanja prednjih točkova, stepen prenosa obrtnog momenta na zadnju osovinu može varirati.

Najpoznatiji mjenjač s pogonom na sve kotače je Volkswagenov 4Motion sistem. Koristi se u dizajnu automobila koncerna od 1998. godine. Najnovija verzija 4Motiona koristi Haldex spojnicu kao svoj radni element.

Ručni pogon na sva četiri točka

U klasičnoj verziji, sistem ima gotovo isti dizajn kao mjenjač sa stalnim pogonom na sve kotače.

• Prijenos.
• Kutija za prijenos.
• Kvačilo.
• Transmisije kardanske osovine.
• Zupčanici glavne osovine.
• Poprečni diferencijali.
• Osovine kotača.

Ova vrsta mjenjača se ne koristi u modernim automobilima. Ovaj sistem ima veoma nisku efikasnost. Njegova jedina prednost je što omogućava raspodjelu obrtnog momenta između osovina 50/50, što nije dostupno ni sa jednom drugom vrstom prijenosa. Stoga se smatra idealnim za snažne SUV-ove.

Princip rada:

Princip rada ručno uključenog mjenjača s pogonom na sve kotače sličan je sistemu sa stalnim pogonom na sve kotače. Jedina stvar je da se prijenosna kutija kontroliše direktno iz unutrašnjosti automobila pomoću posebne poluge.

Jedan od najozbiljnijih nedostataka sistema je nemogućnost korišćenja u dužem vremenskom periodu. To znači da se može privremeno priključiti ako udari na klizav ili mokru podlogu, ali ga tada treba odmah isključiti. Dugotrajna upotreba takvog mjenjača dovodi do povećanja vibracija, buke i potrošnje goriva.

Viskozna spojnica ili viskozna spojnica je uređaj koji prenosi obrtni moment s jedne osovine na drugu zbog viskoznih svojstava posebne tekućine koja se nalazi unutar spojnice. Ovaj mehanizam se široko koristi u tehnologiji, ali ljubitelji automobila su ga više upoznati kao uređaj u mjenjaču automobila. Ovo je jednostavan i jeftin mehanizam koji je u stanju da obezbedi i automatsko zaključavanje diferencijala i automatski uključeni pogon na sve točkove u većini modernih crossovera. Razmotrimo princip rada, dizajn, kao i prednosti i nedostatke popularnog mehanizma prijenosa.

Princip rada viskozne spojnice

Viskozna spojnica je zapečaćeno kućište koje sadrži perforirane diskove i dilatantnu tečnost (materijal na bazi silikona visokog viskoziteta). Jedan dio diskova je čvrsto povezan s pogonskom osovinom, drugi s kućištem diferencijala.

Opšti pogled na viskoznu spojnicu

Kada se vozilo vozi po ravnoj površini puta, diferencijal i pogonsko vratilo se okreću sinhrono. Perforirani diskovi se također rotiraju kao jedna jedinica. Ako automobil počne da proklizava, točkovi jedne osovine počinju brzo da se okreću, a druga osovina miruje. U ovom trenutku, diskovi spojeni na pogonsko vratilo počinju da se brzo rotiraju i miješaju dilatantnu tekućinu. Kao rezultat toga, silikonska tvar se brzo zgusne i stvrdne, blokirajući diferencijal. Obrtni moment se prenosi na drugu osovinu, čime se omogućava pogon na sve točkove, što pomaže automobilu da se nosi sa terenskim uslovima. Nakon savladavanja prepreke, silikonska tekućina se vraća u prvobitno stanje, viskozna spojnica se otključava, a stražnja osovina je onemogućena.

Uređaj i glavne komponente

Dijagram viskozne spojnice: 1 - pogonjena glavčina; 2 - tijelo spojnice spojeno na pogonsko vratilo; 3 — pogonski disk; 4 - pogonski disk.

Glavne komponente viskozne spojnice su ravni perforirani diskovi, dilatantna tekućina i zaptiveno kućište.
Paket diskova sa rupama podijeljen je u dvije grupe: jedna grupa je spojena na pogonsko vratilo, druga na pogonsko vratilo. Svi diskovi se nalaze na minimalnoj udaljenosti jedan od drugog, dok se master i slave izmjenjuju.
Dilatantna tekućina koja ispunjava unutrašnji prostor viskozne spojnice je organska tvar na bazi silikona. Aktivnim miješanjem i zagrijavanjem tvar se zgušnjava i prelazi u čvrsto stanje. Jednom kada se silikonski materijal proširi i stvrdne, pritisak na perforirane diskove se uvelike povećava, uzrokujući da se pritisnu jedan na drugi. Nakon toga se stavlja u pogon zadnja osovina automobila.

Prednosti i nedostaci

Prvo, o prednostima viskozne spojke:

• najjednostavniji dizajn;
• izdržljivo kućište koje može izdržati pritisak do 20 atmosfera;
• pristupačna cijena zbog jednostavnosti dizajna;
• ne zahtijeva održavanje i obično radi bez kvarova tokom cijelog vijeka trajanja vozila.

Glavni nedostaci viskozne spojnice:

• nemogućnost popravka (ako je viskozna spojnica pokvarena, zamjenjuje se novom);
• opasnost od pregrijavanja tokom dužeg rada;
• nema mogućnosti ručnog blokiranja;
• nepotpuno automatsko blokiranje;
• odgođen odgovor;
• nekompatibilnost sa ;
• nedostatak kontrole pogona na sve kotače;
• Velike spojnice uvelike smanjuju klirens od tla.

Primjena viskozne spojnice

Viskozno kvačilo se uglavnom ugrađuje na terenska vozila kao centralni diferencijal sa automatskim zaključavanjem (na primjer, na Jeep Grand Cherokee i Range Rover HSE vozilima). Međutim, viskozna spojnica se također može koristiti u kombinaciji s diferencijalom bez zupčanika, djelujući kao pomoćni automatski mehanizam za zaključavanje.
Imajte na umu da je spojnica s dilatantnom tekućinom najjednostavniji i najjeftiniji način povezivanja obje osovine automobila. Efikasnost i tačnost ovog mehanizma u većini slučajeva dovoljna je da spreči klizanje prednjih točkova automobila u odnosu na zadnje točkove na normalnim površinama puta. Međutim, sada proizvođači automobila sve više odbijaju ugraditi viskozne spojke zbog njihove nekompatibilnosti s ABS sistemom.