Мы рассказываем, как устроена полноприводная трансмиссия на многочисленном семействе кроссоверов альянса Рено-Ниссан и можно ли ее реально перегреть при езде по бездорожью.

Чтобы разобраться в особенностях полноприводных кроссоверов, начать надо, как ни странно, с их моноприводных собратьев.

Итак, современный переднеприводной кроссовер — это обычный автомобиль с кузовом хэтчбек или универсал с несколько увеличенными в диаметре колесами и немного (всего на 25 — 75 мм) подросшим клиренсом. Кроме того, он чаще всего создается на платформе популярного легкового автомобиля. На всех созданных таким образом кроссоверах двигатель расположен поперечно, а ведущими колесами, конечно, будут передние.

Однако не все фирмы соглашаются с наличием только таких «недоприводных» кроссоверов в гамме выпускаемых автомобилей.

Полный привод современного кроссовера

Практика показывает, что рецепт создания полноприводного кроссовера у всех непремиальных фирм получается примерно одинаковым. Двигатель установлен поперечно в правой части моторного отсека. Коробка передач (безразлично, механика, вариатор или автомат), естественно, также получается установленной поперечно — только уже перед водителем. Все валы внутри нее также располагаются поперек продольной оси автомобиля. А приводной вал, который передает крутящий момент на заднюю ось, проходит вдоль этой оси, через всю машину. Поэтому необходимо применение углового редуктора спереди и карданного вала, идущего к задней оси.

Карданный вал соединен с муфтой, управляющей передачей момента на заднюю ось. Далее, поскольку вращение нужно передать под углом 90 градусов, неизбежно применение второго углового редуктора, совмещенного с дифференциалом. От дифференциала приводы передают вращение задним колесам. Такая схема используется на автомобилях фирмы Nissan (Terrano, Qashqai, X-Trail) и Renault (Duster, Kaptur и Koleos).

Схема трансмиссии: 1 — двигатель; 2 — сцепление; 3 — коробка передач; 4 — привод правого переднего колеса; 5 — угловой редуктор; 6 — межколесный дифференциал передней оси; 7 — карданная передача; 8 — электромагнитная муфта; 9 — привод правого заднего колеса; 10 — межколесный дифференциал задней оси; 11 — задний редуктор; 12 — привод левого заднего колеса; 13 — привод левого переднего колеса

Коробка передач: 1 — картер коробки передач; 2 — картер сцепления; 3 — первичный вал; 4 — сальник ведущего вала раздаточной коробки; 5 — привалочная плоскость редуктора

Привалочная плоскость редуктора. Стрелкой показаны шлицы привода редуктора.

После первичного и вторичного валов коробки передач установлена главная передача, которая понижает частоту вращения до необходимой для вращения колес. Напомним, что связь с приводами передних колес не прямая, а через дифференциал.

Коробка передач, будь она автоматическая, вариатор или с ручным переключением, несколько отличается от обычной, устанавливаемой на переднеприводные автомобили. Слева в коробку передач входит шлицевая и цилиндрическая часть корпуса внутреннего шарнира привода левого колеса. Тут все как у любой переднеприводной машины. А вот с правой стороны потребовалось подсоединить привод правого колеса и осуществить, как это принято говорить применительно к грузовикам, «отбор мощности» для привода задней оси.

Для более компактного размещения узлов применена схема, при которой привод на заднюю ось происходит от шлицев, нарезанных в отверстии коробки дифференциала. Пристыкованная к коробке передач раздаточная коробка на самом деле представляет собой обычный угловой редуктор с гипоидной передачей. Единственное не совсем традиционное решение — это применение полого ведущего вала. Принята такая конструкция для того, чтобы пропустить внутри проходной вал, на шлицевой конец которого и надевается корпус внутреннего шарнира привода правого колеса.

Угловой редуктор повышает частоту вращения выходного вала более чем в два раза с тем, чтобы снизить крутящий момент на карданной передаче. Это приводит к облегчению условий работы крестовин и позволяет уменьшить металлоемкость самих валов карданной передачи.

Карданная передача служит для передачи крутящего момента от раздаточной коробки к заднему редуктору под изменяющимися углами и призвана компенсировать колебания, которые испытывает силовой агрегат, подвешенный на относительно мягких опорах.

На подрамнике задней независимой подвески закреплен редуктор заднего моста. Крутящий момент через два одинаковых привода передается задним колесам. В заднем редукторе расположены главная передача с дифференциалом и электромагнитная муфта.

Задний редуктор: 1 — крышка заднего редуктора; 2 — картер редуктора; 3 — корпус электромагнитной муфты; 4 — фланец электромагнитной муфты; 5 — колодка жгута проводов управления электромагнитной муфтой; 6 — сальник привода левого колеса.

Главная передача — гипоидная. Ведущая шестерня главной передачи выполнена заодно с валом, шлицевой конец которого соединен со ступицей управляющего сцепления электромагнитной муфты. Вал ведущей шестерни установлен на двух роликовых конических подшипниках. Ведомая шестерня главной передачи крепится к фланцу коробки дифференциала специальными болтами. Дифференциал передает крутящий момент на приводы задних колес и допускает вращение приводов с разными угловыми скоростями. Это позволяет колесам при их повороте проходить разные по длине пути без проскальзывания. Коробка дифференциала вращается в двух конических роликовых подшипниках. В коробке дифференциала установлены две полуосевые шестерни и два сателлита, находящиеся в постоянном зацеплении. Сателлиты вращаются вокруг оси, зафиксированной в коробке дифференциала.

К картеру главной передачи болтами крепится корпус электромагнитной муфты подключения полного привода. Фрикционная электромагнитная муфта предназначена для подключения задней оси по команде от модуля управления полным приводом. Ведущая часть муфты соединена с карданным валом, который, напомним, вращается всегда, когда вращается шестерня главной передачи коробки передач. Ведомая часть муфты шлицами соединена с валом ведущей шестерни главной передачи. Для управления силой сжатия дисков муфты применен кулачковый механизм, изменяющий прижимное усилие. Подаваемое на соленоид муфты напряжение вызывает смыкание дисков муфты и подключение задней оси. Величина передаваемого крутящего момента регулируется силой сцепления фрикционных дисков в муфте.

Электромагнитная муфта: 1 — Входной вал, совмещенный с корпусом муфты; 2 — Главная муфта; 3 — Управляющая муфта; 4 — Электромагнит; 5 — Шарики; 6 — Вал привода заднего моста.

Здесь применен своего рода сервопривод, то есть происходит управление значительными усилиями при небольшом управляющем воздействии. Аналог в электротехнике — это реле. Управляющая электромагнитная муфта вызывает перемещение пластины. В канавках специально подобранного клинового профиля расположены шарики. Смещение шариков вызывает расклинивание их в канавках и осевое перемещение другой пластины, которая сжимает в свою очередь главную муфту. Крутящий момент передается на ведущий вал редуктора заднего моста.

«Шайба» управления системой полного привода на Renault Duster.

Технические особенности муфты:

  • Муфта передает крутящий момент и на переднем и на заднем ходу, т.к. канавки, расклинивающие шарики, выполнены симметричными.
  • Для срабатывания муфты нужно хотя бы небольшое «отставание» задних колес от передних.
  • Электромагнит управляется подачей импульсов напряжения; усилие регулируется с помощью широтной модуляции этих импульсов.
  • При подаче неполного питания на электромагнит муфта обеспечивает неполное замыкание и способна к провороту.
  • При полной подаче напряжения даже полностью замкнутая муфта может передавать момент, ограниченный силами трения в муфте.
  • Датчиков температуры в муфте нет, и выключение ее «по перегреву» происходит, когда блок управления достаточно длительное время «видит» через датчики ABS, что при полном питании на муфте задние колеса все равно не вращаются, а передние вращаются со значительной скоростью.

Особенности эксплуатации полноприводного автомобиля Renault/Nissan

  • В режиме 2WD напряжение на муфту не подается ни при каких режимах движения.
  • Недопустима установки сзади колес меньшего наружного диаметра. В противном случае не будет происходить подключение задней оси вплоть до значительной пробуксовки колес передней.
  • Вне зависимости от включенного режима управления трансмиссией все валы, все редукторы, все пары шестерен в части трансмиссии от коробки передач и до задних колес автомобиля всегда вращаются. Так что значительной экономии топлива в режиме 2WD на хороших дорогах ожидать не следует. И, тем не менее, самый правильный режим летом на шоссе — 2WD.
  • Эксплуатация автомобиля с заблокированной муфтой на асфальте вызовет ее нагрев и износ, а также перерасход топлива, износ шин и трансмиссии. По инструкции Дастер блокирует муфту до 80 км/ч. Ниссан Икс-Трейл — до 40 км/ч. После превышения порога система переходит в режим AUTO.
  • При буксировке прицепа следует повышать давление в задних колесах, чтобы получить хотя бы небольшой крутящий момент на них в режиме AUTO.

Что может сломаться? 

Все элементы полного привода достаточно надежны, если не «джиповать» каждый день. Необходимо периодически заменять смазку в переднем угловом редукторе и в заднем агрегате, совмещающем электромагнитную муфту главную передачу и дифференциал. Частота замены зависит от количества внедорожных подвигов, и в пределе может требоваться каждые 30 000 км. Выйти из строя могут карданный вал и оба редуктора. В крупных промышленных городах существуют фирмы, меняющие крестовины в карданных валах и производящих балансировку. Цена такой услуги может достигать 9000 — 12 000 рублей. Причем зачастую можно за те же деньги, сдав свой вал, получить полностью перебранный и отбалансированный.

Передний редуктор, у которого не просто потекли уплотнения, а началось разрушение подшипников и шестерен, проще всего заменить контрактным. Цена будет в пределах 8000 — 15 000 рублей.

Задний редуктор намного сложнее по конструкции и массивнее. Потому и цены на контрактный редуктор могут достигать 20 000 рублей. Тут лучше подстраховаться и перебрать редуктор, прежде чем ставить на автомобиль.

Выводы

Полный привод был чем-то экзотическим в начале и середине нулевых. Теперь кроссоверы составляют значительную часть автопарка. Полноприводные автомобили концерна Рено-Ниссан имеют не очень сложный и довольно надежный полный привод. Большое количество бэушных запчастей на рынке облегчает ремонт. И тем не менее помните, что этот привод не служит для ежедневного «джипования». Его предназначение — иногда проехать там, где не проберется моноприводная машина. Берегите и правильно используйте свой кроссовер, и он послужит вам верой и правдой много лет.

Источник