Прежде, чем ответить на этот вопрос, рассмотрим некоторые понятия.
Устойчивость - это способность автомобиля при отсутствии управляющих действий водителя (вращение рулевого колеса, изменение положения педали газа, включение тормозов и т. д.) выдерживать заданное направление движения без опрокидывания и бокового скольжения колес. Поворачиваемость - свойство автомобиля изменять траекторию движения под действием боковых сил (силы ветра и т.п.) при неподвижном рулевом колесе. Если водитель не поворачивает руль, но при этом:
- радиус поворота не изменяется - поворачиваемость нейтральная.
Автомобиль с недостаточной поворачиваемостью обладает лучшей устойчивостью, так как под воздействием боковых сил он стремится двигаться по кривой большего радиуса. При этом уменьшается центробежная сила и транспортное средство восстанавливает движение в прежнем направлении.
Управляемость - способность автомобиля изменять направление движения в соответствии с управляющим воздействием водителя. Она тесно связана с устойчивостью. Так, при боковом скольжении (заносе) всех колес автомобиль может стать неуправляемым.
Склонность к заносу больше у ведущих колес. Например, при резком трогании с места буксуют только они. Для исключения заноса необходимо, чтобы сила сцепления колеса с дорогой была больше суммы сил, приложенных к нему. Ведущие колеса уже нагружены тяговым усилием или силой торможения двигателем. Поэтому при появлении боковых воздействий они раньше чем ведомые теряют сцепление с дорогой. У переднеприводного автомобиля, если он движется без багажа и пассажиров, задняя ось также склонна к заносу, так как на нее приходится меньший вес, чем на передние колеса. Соответственно меньше сила сцепления с дорогой. Особенности поведения
Заднеприводной автомобиль.
При движении по прямой в случае бокового воздействия ветра на автомобиль ведущая задняя ось, более склонная к заносу, начинает смещаться в сторону действия возмущающей силы (рис. а). Автомобиль поворачивается вокруг точки, лежащей на продолжении передней оси (полюс поворота). При этом возникает центробежная сила, которая действует в одном направлении с боковым воздействием ветра и стремится увеличить занос. В повороте на транспортное средство действует центробежная сила, а при возникновении заноса задней оси она увеличивается, следовательно, "стремится" еще больше повернуть автомобиль в сторону заноса. Соответственно заднеприводные транспортные средства в большинстве своем обладают избыточной поворачиваемостью. Упрощенные схемы сил, действующих при возникновении боковой силы ветра: а - на заднеприводной автомобиль; б - на переднеприводной автомобиль; V - сила ветра; О - полюс поворота; F - центробежная сила; F1 и F2 - поперечная и продольная состовляющие центробежной силы.
Переднеприводной автомобиль
В случае воздействия бокового ветра на движущийся по прямой переднеприводный автомобиль начинается занос передней оси. Возникающая при этом центробежная сила (рис. б) действует в направлении противоположном заносу и препятствует ему. В повороте, при заносе колес передней оси, увеличившаяся центробежная сила "стремится" вернуть автомобиль к прежней траектории. Следовательно, переднеприводные транспортные средства в большинстве своем обладают недостаточной поворачиваемостью, поэтому они ведут себя более устойчиво, чем заднеприводные автомобили такого же класса, особенно на мокрой и обледенелой дороге.
Полный привод, подключаемый водителем.
В трансмиссиях такого типа обязательно есть раздаточная коробка. В ней может быть понижающая передача, но на большинстве моделей нет межосевого дифференциала. В этом случае второй мост (как правило, передний) подключается только для движения по бездорожью. На сухом асфальте это приведет к ухудшению устойчивости и управляемости из-за неизбежной пробуксовки колес, так как они не смогут вращаться с разными скоростями. При отключенном переднем мосте такой автомобиль ведет себя практически как заднеприводный. На автомобилях, имеющих межосевой дифференциал, включение полного привода допустимо и на твердой сухой дороге. Это повышает устойчивость движения за счет перераспределения тяговых усилий на четыре колеса. Поворачиваемость при этом изменяется, например переходит от избыточной к нейтральной или недостаточной, поскольку все колеса становятся ведущими. Однако движение с полным приводом повышает расход топлива из-за потерь мощности в дополнительно включенных агрегатах трансмиссии.
Полный привод, подключаемый автоматически.
В этих трансмиссиях крутящий момент начинает передаваться ко второй оси только при пробуксовке ведущих колес. За счет перераспределения тяговых усилий пробуксовка может прекратиться, а устойчивость повыситься. Если в трансмиссии установлена вискомуфта, то при значительном проскальзывании ведущих колес возможна ее внезапная полная блокировка (хамп-эффект). При криволинейном движении (в повороте) это вызывает непредсказуемое поведение автомобиля. Водитель может не успеть адекватно среагировать и предпринять необходимые действия для сохранения контроля над ситуацией. Автомобили, имеющие фрикционную муфту с электронным управлением, не подвержены такому эффекту, так как блокировка осуществляется автоматически по специально подобранной зависимости. При отсутствии пробуксовки колес эти автомобили на твердой и сухой дороге обладают устойчивостью и управляемостью практически такой же, как переднеприводные.
Постоянный полный привод.
В таких трансмиссиях обязательно есть межосевой дифференциал, который может блокироваться следующим образом: самостоятельно силами внутреннего трения ("Торсен", "Квайф"); при помощи электроники; принудительно водителем (жесткая блокировка).
На некоторых автомобилях блокировки дифференциала нет, а пробуксовка прекращается электронной противобуксовочной системой, которая подтормаживает колеса штатными тормозными механизмами. Поведение автомобиля с постоянным полным приводом зависит от распределения крутящего момента между мостами. Если на переднюю ось передается больший крутящий момент, характеристики автомобиля будут ближе к переднеприводному. Когда мощность распределяется по осям 50/50, показатели устойчивости и управляемости будут представлять собой что-то среднее между передним и задним приводами. Например, поворачиваемость может быть близка к нейтральной. Распределение крутящего момента зависит от коэффициента (степени) блокировки межосевого дифференциала. Чем больше этот показатель, тем интенсивней происходит перераспределение тяговых усилий и, соответственно, изменение поведения автомобиля. У самоблокирующегося дифференциала коэффициент блокировки является величиной постоянной, не зависимой от условий движения. Электронное управление оптимальнее перераспределяет силы и соответственно изменяет поведение автомобиля. Полная блокировка водителем межосевого дифференциала допустима только при движении в плохих дорожных условиях и обеспечивает максимальную проходимость. Проходимость при частичной блокировке ниже, так как для нее требуется пробуксовка колес. При устранении пробуксовки подтормаживанием колес увеличивается нагрузка на трансмиссию, тормоза и двигатель, что ведет к некоторому увеличению износа деталей и расхода топлива.
Что же выбрать?
Чтобы ответить на вопрос, автомобилю с какой трансмиссией отдать предпочтение, необходимо точно представлять основные условия его эксплуатации. Для бездорожья лучше всего подойдет постоянный полный привод с полной блокировкой межосевого дифференциала и понижающей передачей. Неплох для таких целей подключаемый водителем полный привод. Повышают проходимость и самоблокирующиеся межколесные дифференциалы. Любителям скоростной езды по автомагистралям предпочтительнее передний или постоянный полный привод без раздаточной коробки, так как автомобили с такой трансмиссией в большинстве своем разрабатывались для этой цели. Подключаемый автоматически полный привод вполне подойдет тем, кто вынужден довольно часто съезжать на плохие дороги. Такие машины неплохо ведут себя на шоссе, а проходимость по бездорожью у них выше, чем у переднего и заднего приводов. Сторонникам спокойного передвижения по асфальту вполне достаточно заднеприводного автомобиля. У каждого автомобиля существует своя критическая скорость прохождения поворотов, при которой начинается занос. И хотя у полноприводных устойчивость и управляемость в некоторых случаях выше, преувеличивать их возможности не стоит, так как они тоже могут оказаться в кювете. Прекратить занос автомобиля можно различными способами, простейшие из них зависят от типа трансмиссии и приведены ниже.
При заносе заднеприводного автомобиля нельзя тормозить. Следует повернуть руль в сторону заноса и одновременно немного сбросить газ. Не надо отпускать акселератор совсем, иначе начнется торможение двигателем. Когда сила тяги уменьшится, занос может прекратиться. Только после этого поворачивают рулевое колесо в нужном направлении.
На переднеприводном автомобиле необходимо предпринимать несколько иные действия, которые зависят от того, на какой оси начался занос. Если он появился на задней - необходимо добавить газа, направить передние колеса в сторону выбранной траектории движения и они "вытянут" автомобиль из заноса. При скольжении передней ведущей оси надо несколько сбросить газ, до прекращения пробуксовки колес, и только после этого, при необходимости, повернуть руль в сторону выбранной траектории.
Полноприводные автомобили из-за большого разнообразия особенностей трансмиссий имеют довольно различающиеся характеристики. Поэтому трудно определить общий для всех порядок действий для выхода из заноса. Несмотря на общие черты в поведении автомобилей в пределах своего типа привода, каждая модель транспортного средства ведет себя по-разному, особенно на больших скоростях движения. Связано это со множеством конструктивных особенностей - кинематикой подвески, распределением весовой нагрузки по осям, применением различных электронных систем (противобуксовочной, стабилизации движения и т. п.), характеристиками используемых шин и т.д. При пересаживании на незнакомый автомобиль, особенно с другим типом привода, необходимо время для привыкания, соблюдение максимальной осторожности при выборе скорости движения, особенно на скользком дорожном покрытии.
