Prolistujte si marketingový šmrnc na nové vozidlo s pohonem všech čtyř kol a obecně vám málo napoví, jaký typ terénního podvozku je na místě.
Existuje spousta termínů jako Intelligent AWD, 4Matic, Super Select II a Quattro, ale často je těžké najít vodítka k mechanickému hardwaru. K nejasnostem přispívá také skutečnost, že někteří výrobci používají stejnou značku pro řadu různých systémů.
Ve snaze zjistit, co se skutečně děje pod karoserií, jsme se podrobně podívali na hlavní systémy pohonu všech čtyř kol, které výrobci používají, a určili jsme, co mohou a hlavně nemohou.
Ty se v podstatě dělí do tří kategorií: částečný pohon všech čtyř kol, stálý pohon všech kol (někdy označovaný jako pohon všech kol) a automatický pohon všech čtyř kol. Ke každému z těchto nastavení však existuje řada různých přístupů.
Hybridní vozidla přidávají další rozměr, kdy elektromotor pohání zadní nápravu v mnoha verzích s pohonem všech čtyř kol, zatímco některá plně elektrická vozidla používají motor na každém kole. Ale těm se budeme věnovat jindy.
Základy pohonu všech čtyř kol
Aby bylo možné efektivně zatáčet, musí mít vozy diferenciály na každé nápravě, které umožňují otáčení levého a pravého kola různými rychlostmi.
Vozidla, která jsou navržena pro jízdu na vysoce přilnavých površích (jako jsou silnice) s pohonem všech čtyř kol, také musí do směsi přidat nějakou formu centrálního diferenciálu, aby se zohlednily rozdíly v rychlosti mezi přední a zadní nápravou.
Nicméně, když jsou všechny tyto diferenciály otevřené, žádné kolo není schopno přijmout větší točivý moment než jiné. Pokud se tedy jedno kolo začne protáčet, zbývající kola obdrží stejné množství točivého momentu, což není dostatečné k tomu, aby se vozidlo dalo do pohybu.
Zde přichází na řadu různé kombinace výrobců uzávěrek diferenciálu, viskózních spojek, kontroly trakce a systémů vektorování točivého momentu, které se snaží zajistit, aby se co nejvíce točivého momentu dostalo na kola, která mají přilnavost, aniž by to ohrozilo jízdní vlastnosti.
1. Pohon všech čtyř kol na částečný úvazek
Systémy pohonu všech čtyř kol na částečný úvazek jsou pravděpodobně nejzákladnějším způsobem, jak získat pohon všech čtyř kol, a tato nastavení se stále používají ve většině pickupů.
Vozidla spadající do této kategorie mají mezi převodovkou a nápravami namontovanou dvourozsahovou rozdělovací převodovku, která má dvě funkce: přepínat mezi vysokým a nízkým rozsahem převodových stupňů a volit pohon dvou nebo čtyř kol.
Pohon dvou kol posílá veškerou sílu na zadní kola, a když je aktivován pohon všech čtyř kol, převodová skříň posílá výkon na přední kloubový hřídel prostřednictvím těžkého řetězu. Zároveň se při přepnutí zpět na pohon dvou kol automaticky zapojují a odpojují volnoběžné náboje na přední nápravě.
To snižuje opotřebení při jízdě na silnici a zlepšuje účinnost hnacího ústrojí. Tradičně byly tyto rozbočovače aktivovány ručně a některé poloautomatické verze byly představeny před přechodem na plně automatické.
Rozhodující je, že vozidla s tímto nastavením nemají středový diferenciál, což znamená, že nemohou jezdit na silnici s pohonem všech čtyř kol. Když je zvolen pohon všech čtyř kol, je mezi přední a zadní kola pevně rozdělen točivý moment 50/50, což neumožňuje žádný rozdíl rychlostí mezi předními a zadními koly.
Pokud je systém zapojen na površích, které nejsou dostatečně volné, aby se pneumatiky mohly škrábat, způsobí to zavětrování v převodovce, které může nakonec něco zlomit.
To je místo, kde Mitsubishi krade se svými vyššími modely L200. Přidáním středového diferenciálu Torsen se snímáním točivého momentu dal japonský výrobce řidičům možnost používat na silnici pohon všech čtyř kol, což zlepšuje ovladatelnost a snižuje možnost protáčení zadních kol. To lze také zablokovat ručně, což poskytuje stejné rozdělení točivého momentu vpředu/vzadu pro náročnější podmínky.
Stejný systém se používá na Shogun Sport a byl používán na Shogun v plné velikosti, než byl ve Velké Británii ukončen.
Některá vozidla dosáhla podobného efektu s automatickým režimem, který v případě potřeby využívá mokrou spojku v rozdělovací převodovce k přímému pohonu na přední kola. Nissan to použil u některých modelů Pathfinder.
Pokud jde o nápravové diferenciály, některá vozidla s pohonem všech čtyř kol na částečný úvazek přicházejí s otevřenými diferenciály vpředu a vzadu a spoléhají pouze na systém kontroly trakce, který pulzuje brzdy na protáčejících se kolech, aby přenesl o něco více točivého momentu na vozidla s přilnavostí.
Mnoho pick-upů však bude mít zadní diferenciál s manuální uzávěrkou, který poskytne extra pomoc v obzvláště náročných podmínkách.
Pokud víme, žádné snímače v současné době v prodeji ve Velké Británii nenabízejí manuální uzávěrku předního diferenciálu. To se však změní, když pickup Jeep’s Gladiator dorazí do Velké Británie koncem tohoto roku.
Je založen na Wrangleru a v nejvyšší specifikaci Rubicon bude mít dvojité nápravy Dana 44 s manuálními uzávěrkami diferenciálu. Disponuje také funkcí, která dokáže na dálku odemknout přední kyvnou tyč pro větší naklápění nápravy.
Mezi vozidla se systémem 4×4 na částečný úvazek patří:
- Většina pickupů
- Suzuki Jimny
- Jeep Wrangler a Gladiator
- Mitsubishi Shogun a Shogun Sport
2. Trvalé 4×4
Vysoký a nízký rozsah
Vozidla vybavená středovým diferenciálem a bez možnosti jízdy s pohonem dvou kol jsou obecně označována jako permanentní 4×4, a pokud to myslí vážně s jízdou mimo silnice, budou mít také dvourozsahovou převodovku.
Známé příklady s tímto nastavením jsou starý Land Rover Defender a současná Toyota Land Cruiser. Oba mají rozdělovací převodovku s centrálním diferenciálem, ale chybí jim planetová převodovka, která je umožňuje provozovat na silnici s pohonem dvou kol.
To zjednodušuje hnací ústrojí a jedinou skutečnou nevýhodou je horší spotřeba paliva a více pohyblivých dílů na údržbu.
Pokud jde o Defender, tento vyšel z továrny s uzamykatelným středovým diferenciálem v rozdělovací převodovce, který v případě potřeby umožňoval rozdělení točivého momentu mezi přední a zadní část v poměru 50/50.
Obě nápravy mají otevřené diferenciály, takže je možné uvíznout, pokud přední a zadní kolo nemají trakci. Působivé kloubové spojení nápravy to za určitých podmínek pomáhá kompenzovat, ale některé seriózní off-roady jsou vybaveny uzávěrkami nápravových diferenciálů.
Modely Early Discovery používaly stejné nastavení, ale v průběhu let došlo k přechodu na více elektronických pomůcek.
Nejnovější modely Defender a Discovery mají stále centrální diferenciál plus možnost nízkého dosahu a uzamykatelný zadní diferenciál. Jedná se však o efektní elektronické jednotky, které budou fungovat automaticky, aby hledaly přilnavost.
Land Cruiser od Toyoty je trochu tradičnější, ale stále je pokrytý elektronikou. Má středový diferenciál Torsen snímající točivý moment, který za normálních podmínek rozděluje točivý moment rovnoměrně mezi nápravy. Pokud zaznamená prokluz, může poslat až 70 % dopředu nebo dozadu, ale řidiči jej mohou ručně uzamknout, aby bylo zachováno rozdělení točivého momentu 50/50.
Toyota Land Cruiser
Vzadu si kupující mohou vybrat, zda mají otevřený diferenciál Torsen se snímáním točivého momentu nebo s omezeným prokluzem, ale přední je vždy otevřená. Stejně jako většina ostatních moderních terénních vozidel je toto spojeno se systémem kontroly trakce.
Jediným terénním vozidlem, o kterém víme, že k trvalému systému 4×4 přidává přední diferenciál s manuálním uzávěrem, je Mercedes třídy G (dříve G-Wagon).
V dnešní době je to velmi drahé, specializované vozidlo, ale řidičům poskytuje všechny mechanické off-roadové možnosti přímo z dealerství. Má vysoko-nízkou rozdělovací převodovku s uzamykatelným středovým diferenciálem a také manuální uzávěrky na přední a zadní nápravě.
Uzávěry diferenciálu Mercedes třídy G
Mezi vozidla se systémem trvalého pohonu všech čtyř kol se dvěma rozsahy patří:
- Land Rover Defender, některé modely Discovery a Range Rover
- Aktuální Toyota Land Cruiser
- Některé modely Volkswagen Touareg (ne aktuální řada)
- Mercedes G-Wagon
Jednorozsahový stálý pohon všech čtyř kol
Mnoho velkých SUV má stálý pohon všech kol s jednorozsahovou převodovkou.
Přestože mají pro většinu kupujících dostatek terénních schopností, nedostatek nízkého převodového rozsahu násobícího točivý moment znamená, že se obecně více zaměřují na výkon na silnici.
Existuje několik příkladů, kterým se daří velmi dobře v terénu, částečně díky elektronickým systémům, jako je kontrola sjezdu z kopce, která jim umožňuje sjíždět strmé svahy zdrženlivým způsobem.
Jediným modelem pickupu ve Velké Británii, který je vybaven permanentním systémem pohonu všech kol, je Amarok od VW s automatickou převodovkou.
Tyto nákladní vozy jsou vybaveny osmistupňovou skříní ZF a mají středový diferenciál Torsen s omezeným prokluzem pro distribuci výkonu na přední a zadní nápravu.
Při normálním provozu je nastaveno dodání 40 % točivého momentu na přední nápravu a 60 % na zadní nápravu, ale diferenciál Torsen to mění podle dostupné přilnavosti. Je plně automatizovaný, bez funkce ručního zamykání.
Ve standardní výbavě jsou diferenciály přední a zadní nápravy otevřené a systém kontroly trakce pomáhá přenášet točivý moment na kola s přilnavostí. Existuje však možnost zadat zadní diferenciál s manuální uzávěrkou.
Pohon VW Amarok
Středové diferenciály Torsen jsou nyní u tohoto typu hnacího ústrojí poměrně běžné, ale Subaru je jedním příkladem, který stále používá viskózní spojku. Ty jsou však instalovány pouze v manuálních modelech a CVT mají automatické nastavení vícelamelové spojky.
Mezi vozidla se systémem trvalého pohonu všech kol s jedním rozsahem patří:
- VW Amarok automat
- Vozy Audi Q5, Q7 a Quattro kromě A3, S3 a TT
- Většina modelů VW Touareg
- Některé modely Land Rover Discovery
- Manuál Subaru Forester
3. Automatické 4×4
Boom v počtu vozidel s pohonem všech čtyř kol na silnicích byl z velké části podpořen úspěchem kompaktního SUV.
Tato vozidla mají typicky příčný čtyřválcový motor (většina velkých 4×4 má podélné motory) s převodovkou zavěšenou vespod, takže konfigurace je podobná hatchbacku.
Bylo by obtížné a drahé vybavit tato auta tradičním pojezdem s trvalým pohonem všech čtyř kol, takže místo toho používají automatický systém, který v případě potřeby posílá pohon na zadní kola.
Díky moderním senzorům a chytré elektronice dokážou podat překvapivě dobrý výkon, ale v případě, že jde do tuhého, se nevyrovnají správnému mechanickému nastavení.
Tyto systémy mají obvykle jednotku přenosu výkonu (PTU) přišroubovanou k přední transaxli, která otočí hnací soustavu o 90 stupňů, než kloubový hřídel pošle výkon dozadu.
V mnoha případech se kloubový hřídel neustále točí a nějaká počítačově řízená vícelamelová spojka připojená k (nebo integrovaná do) zadního diferenciálu spojuje pohon, když je to potřeba.
Existuje celá řada různých typů, ale pravděpodobně nejznámější je jednotka Haldex (nyní ve vlastnictví Borg Warner). K zapínání a vypínání používá hydraulické čerpadlo a první příklady spoléhaly na prokluzování předních kol pro připojení pohonu.
Pozdější verze jsou proaktivnější a využívají data z různých senzorů (jako je plyn ABS a zvolený režim jízdy) k rozhodování o tom, kdy zasáhnout.
Systém lze upravit tak, aby vyhovoval potřebám různých výrobců, a lze jej nastavit tak, aby v případě potřeby vždy posílal určitý podíl pohonu dozadu.
Další značkou nabízející tento typ převodovky je GKN. Jeho spojková jednotka Twinster má schopnost přenášet výkon mezi přední a zadní částí vozidla na vyžádání a mezi zadními koly, aniž by se spoléhal na systém ABS. Toto je známé jako vektorování točivého momentu.
Land Rover GKN Twinster
Systém je použit v některých modelech Discovery Sport a Range Rover Evoque vyrobených po roce 2014. GKN staví i jednodušší jednotky, z nichž jeden používá Dacia v Dusteru.
Mezi vozidla s automatickým systémem pohonu všech kol patří:
haldex
- VW Tiguan
- Audi Q3
- Volvo V70 Cross Country, XC70 a XC90
- Ford kuga
- Land Rover Freelander (dřívější modely měly viskózní spojku) Discovery Sport a Range Rover Evoque (do roku 2013)
- Škoda Octavia 4 × 4
- VW Passat
- VW Golf a Audi A3
- BMW X1
GKN
- Dacia Duster
- Nissan Qashqai a X-Trail
- minikrajan
- Audi RSQ3
- Volvo XC90
- Některé modely Land Rover Discovery Sport a Evoque vyrobené od roku 2014
Off-roadový žargon
Diferenciál s omezenou svorností
Toto je univerzální termín pro diferenciály, které mají schopnost progresivně se zamykat v závislosti na tom, jak velký prokluz kol nastává. To znamená, že mohou fungovat bez jakéhokoli zásahu řidiče, ale nedokážou zmrazit diferenciál diferenciálu jako manuální uzávěrky.
diferenciál Torsen
Diferenciály Torsen snímající točivý moment využívají chytrou kombinaci šnekových a čelních ozubených kol, které jim umožňují zablokovat a přenést točivý moment, když se kola začnou protáčet. Jejich schopnost zamykat a odemykat na požádání – bez jakéhokoli zásahu řidiče nebo elektronického vstupu – z nich dělá oblíbenou volbu jako centrální diferenciál. Skvěle se používají v modelech Audi Quattro a mnoha terénních vozidlech, která mohou na silnici fungovat s pohonem všech čtyř kol.
Viskózní spojka
Viskózní spojky jsou jednoduchou a cenově výhodnou alternativou středového diferenciálu. Jsou umístěny mezi přední a zadní hnací hřídelí a mají řadu kovových desek ponořených do kapaliny. Když se přední a zadní hnací hřídel točí stejnou rychlostí, je tato kapalina viskózní, ale pokud se jeden hřídel začne otáčet rychleji než druhý, změní se na pevnou hmotu a uzamkne je dohromady.
Ovládání trakce
Téměř všechny moderní vozy jsou vybaveny nějakou formou počítačem řízeného systému kontroly trakce, který využívá informace z různých senzorů kolem vozu, aby mu pomohl udržet přilnavost. Pro jízdu v terénu využívá systém ABS vozu k rychlému brzdění protáčejících se kol, aby se točivý moment přenesl na ta s přilnavostí. U vozidel, která nemají diferenciál s omezenou svorností nebo uzávěrkou, pomáhá dosáhnout podobných výsledků. Když to funguje, řidiči slyší a cítí, jak ABS zacvakává a vypíná, když brzdy pulzují na různých kolech. Výrobci pro to používají různé názvy, například elektronický diferenciál s omezeným prokluzem (ELSD).
Hill Hill Control
Jedná se o systém, který automaticky řídí rychlost vozidla při sjíždění strmých svahů. Je to v podstatě rozšíření systému kontroly trakce a funguje pomocí brzd ABS k udržení konzistentní rychlosti. Byl vyvinut, aby pomohl zlepšit výkon vozidel bez převodovky s nízkým dosahem, ale dnes je to docela běžná funkce u všech off-roadů.
Vektorování točivého momentu
Jednoduše řečeno, vektorování točivého momentu je proces odesílání točivého momentu motoru na kola, která to nejvíce potřebují. Na rozdíl od systémů kontroly trakce, které k tomu využívají brzdy, mají správné systémy vektorování točivého momentu elektronicky aktivované diferenciály s omezenou svorností. Pracují rychleji a efektivněji, takže je obvykle najdete u výkonnějších modelů.
