V našem seriálu o pohonu všech kol jsme již sledovali jeho cestu od vojenských vozidel a nákladních automobilů k rallyovým vozům a dnešním rodinným vozům. Nyní je čas podívat se na různé typy 4×4. Během posledních desetiletí bylo vynalezeno mnoho různých systémů, z nichž každý má své výhody a nevýhody, každý vhodný pro jiné použití. Krátce se podíváme na základy a vysvětlíme, proč se používají v příslušných oborech.
Zkrácený úvazek 4×4
tam to všechno začalo. První sériově vyráběné terénní vozy s pohonem všech kol, jako Jeep Willys z 2. světové války, měly na částečný úvazek pohon 4×4. Za běžných podmínek byla poháněna pouze jedna náprava (většinou zadní), s možností přeřazení na pohon všech kol dle potřeby. Tento přístup se stále používá u mnoha terénních vozidel, kde jsou schopnosti vozidla v nerovném terénu důležitější než ovladatelnost na silnici.
Většina ručně ovládaných systémů 4×4 na částečný úvazek je navržena pro použití pouze při malých rychlostech a na sypkých površích. Chybí jim středový diferenciál, který by umožňoval otáčení předních a zadních kol různými rychlostmi v zatáčkách. To má za následek prokluzování nebo „poskakování“ kol, což je nejen nepříjemné, ale může také vést k poškození hnacího ústrojí.
Tyto systémy se používají v mnoha terénních vozidlech, od zmíněného armádního Jeepu až po mnoho moderních terénních aut. Obvykle jsou vynikající v nerovném terénu, ale protože jsou na silnici poháněny pouze dvěma koly, nenabízejí žádné výhody, pokud jde o jízdní dynamiku nebo bezpečnost. Toto řešení proto ve vozech ŠKODA nenajdete.
Plný úvazek 4×4
Systém pohonu všech kol dokáže mnohem víc, než jen dostat vás přes nerovný terén. Může také zlepšit jízdní dynamiku a ve stejném duchu i bezpečnost. Pro plné využití tohoto potenciálu byly navrženy systémy 4×4 na plný úvazek, které lze používat neustále a při jakékoli rychlosti.
Tyto systémy trvale rozdělují točivý moment motoru mezi přední a zadní nápravu. Poměr dělení je obvykle pevný, i když některé systémy umožňují změnit předozadní vyvážení. Mezi řešení 4×4 na plný úvazek patří systémy jako Torsen se středovým diferenciálem snímajícím točivý moment (odtud název), který se používá v mnoha modelech Audi.
Pohon 4×4 na plný úvazek se používá také v moderních soutěžních vozech WRC a WRC 2. Každá z kategorií používá jiný přístup. Vozy WRC mají aktivní středový diferenciál, který umožňuje lepší přizpůsobení jízdnímu stylu a charakteru rychlostní zkoušky, díky čemuž jsou rychlejší v zatáčkách a lépe reagují na korekce řízení. Jejich ovládání je podobné vozům z éry 2.0 litru WRC, jako je ŠKODA FABIA WRC, která používala podobnou konstrukci středového diferenciálu.
Vozy WRC 2, stejně jako ŠKODA FABIA R5, používají jiné řešení. Zde je středový diferenciál nahrazen pevným rozdělením točivého momentu mezi přední a zadní nápravu s poměrem nastaveným při homologaci vozu. Nastavení pro různé povrchy lze změnit pouze úpravou samosvorných diferenciálů na přední a zadní nápravě. Přečtěte si více o hnacím ústrojí ŠKODA FABIA R5 v naší podrobné technické sekci.
4×4 na vyžádání
Z hlediska jízdní dynamiky a ovladatelnosti by bylo snadné předpokládat, že plnohodnotný pohon 4×4 je schopen splnit jakoukoli potřebu. Ve skutečnosti však i tyto systémy mají své nevýhody. Nabízejí sice za všech okolností špičkovou trakci, ale také mají vyšší spotřebu paliva.
S pokrokem v technologii se zrodila třetí varianta: on-demand 4×4. Tyto systémy zapínají nebo rozpojují mezinápravovou spojku – typicky lamelovou spojku – podle potřeby na základě povelů z řídicí jednotky, která vyhodnocuje prokluz kol. V moderních systémech je systém dokonce schopen předpovědět skluz dříve, než k němu dojde.
Tyto systémy, mezi které patří spojka Haldex používaná ve vozech ŠKODA, umožňují poslat na každou nápravu (nebo dokonce každé kolo) tolik točivého momentu, kolik je potřeba. Ve většině podmínek se tyto vozy chovají jako standardní vozidla s pohonem dvou kol, což znamená výrazné zvýšení spotřeby paliva. Na kluzkém nebo sypkém povrchu nebo v jakékoli jiné situaci, kdy by jedna poháněná náprava neposkytovala dostatečnou trakci, se zapojí druhá. Akce je tak rychlá, že si řidič často neuvědomuje, že ke změně došlo.
Mezi přednosti těchto vozů ŠKODA patří sofistikované nastavení pohonu 4×4, pracující ve spojení s ESC (Electronic Stability Control). Systém dokáže vyhodnotit váš styl jízdy a rozhodnout, zda za volantem hledáte maximální trakci nebo zábavu.
Elektrická budoucnost
Nástup elektrických nebo elektrifikovaných vozů přinese masivní rozšíření dalšího typu 4×4, který již nebude závislý na fyzickém spojení mezi nápravami. Hybridní i čisté elektromobily umožňují pohánět každou nápravu samostatně. Ať už je jeden z nich poháněn elektromotorem a druhý se spalováním (jako je tomu u některých hybridů), nebo jsou elektromotory pro oba, takové řešení umožňuje posílat výkon na jednotlivé nápravy dle potřeby, bez nutnosti pro pokročilé diferenciály, lamelové spojky a další komplexní řešení.
V budoucnu pravděpodobně vyvineme systémy, které budou mít ještě větší schopnost dodávat přesné množství točivého momentu na každé kolo, přesně ve správný okamžik, aby zajistily dokonalou dynamiku.
Pohon všech kol je mezi řidiči škodovek velmi oblíbený a firma jej nabízí v řadě modelů a verzí. Podívejte se, jak to funguje a k čemu je to dobré.
Škoda u svých modelů s pohonem všech kol využívá v podstatě dva různé principy. U vozů se spalovacím motorem česká automobilka tradičně používá pro připojení zadní nápravy mezinápravovou lamelovou spojku. U jejích elektromobilů se o pohon všech kol stará dvojice elektromotorů. Standardní motor zadní nápravy, který pohání všechny modely z rodiny Enyaq iV, je spojen s druhým motorem vpředu.
V současnosti si můžete vybrat ze šesti řad, včetně plně elektrické rodiny Enyaq iV, Octavie a Superbu ve verzi liftback a kombi a SUV Karoq a Kodiaq.
V závislosti na modelu nyní Škoda používá mezinápravové spojky páté nebo šesté generace, které se vyznačují nízkým třením a vysokou účinností, přinášející pozitivní vliv na spotřebu paliva. Ve většině případů se pohon všech kol připojuje automaticky na základě skutečné potřeby, kterou určuje speciální řídicí jednotka.
Funguje to tak, že různé senzory neustále monitorují parametry, jako je rychlost kol, aktuální úhel předního kola, podélné a příčné zrychlení vozu, poloha plynového pedálu, otáčky motoru a točivý moment. Na základě těchto údajů dokáže systém detekovat hrozící prokluz hnané nápravy a v takovém případě dá pokyn mezinápravové spojce, aby okamžitě a v potřebném rozsahu připojila druhou nápravu. Připojení a přenos vypočteného požadovaného krouticího momentu trvá jen několik milisekund. „Výhodou systému je nejen superrychlá odezva, ale také možnost vektorování točivého momentu u nejnovější generace a celkově vysoká účinnost, když není potřeba pohon 4×4,“ říká Martin Hrdlička, šéf podvozku a hnacího ústrojí. vývoj ve Škodovce.
Martin Hrdlička
vedoucí vývoje podvozků a pohonných jednotek ve Škodovce
Systém pohonu všech kol rodiny elektromobilů Enyaq iV funguje ve skutečnosti velmi podobně, chybí zde však mechanická vazba – vše řídí elektronika. Systém se ale opět rozhoduje na základě stejných údajů jako u aut se spalovacím motorem. Zadní náprava je vždy poháněna synchronním elektromotorem s permanentními magnety. „Na přední nápravě používáme asynchronní elektromotor, který nemá žádné ztráty, když se nepoužívá. To je u elektromobilu velmi důležité, protože motor spotřebovává energii pouze tehdy, když je skutečně zapojen do řízení auta,“ vysvětluje Hrdlička.
Staré dobré 4×4
Pohon všech čtyř kol zajímá motoristy a konstruktéry automobilů od nepaměti. Kvůli řadě výzev v oblasti designu však trvalo dlouho, než byl nápad uveden do praxe. Škoda byla jedním z prvních experimentátorů s pohonem všech čtyř kol, přičemž první prototypy byly vyrobeny již ve 1930. letech 3. století. Nejprve to byly třínápravové autobusy se dvěma zadními nápravami – vyrobeny byly 4 jednotky. První vozidla Škoda 4×1940 se objevila ve 4. letech minulého století. Pohon všech kol se však začal více rozšiřovat až v nedávné době. Škoda uvedla na trh Octavii 4×1999 v roce 4, kdy pohon všech kol nebyl v daném cenovém segmentu obvyklý. Zčásti i proto se Octavia 4×2008 stala nejprodávanějším vozem s pohonem všech kol na mnoha trzích a na poměrně dlouhou dobu, než se SUV stala extrémně populární. Octavii pak následovaly další vozy: v roce 2009 dostal poprvé pohon všech čtyř kol Superb (tehdejší druhá generace) a v roce XNUMX přišlo první moderní SUV od Škody Yeti. Ještě nedávno se na scénu objevily nejnovější modely jako Kodiaq a Karoq a rodina elektromobilů Enyaq iV.
Začátkem 1960. let se vyvinula Škoda 998, terénní 4×4 známý jako Agromobil, a krátce poté 990. Bylo vyrobeno pouze několik prototypů a do dnešních dnů přežily pouze dva.
Výzva vyvinout zlepšenou bezpečnost
Pohon všech kol se u vozů Škoda ve většině případů zapíná automaticky. V některých situacích si však může řidič zvolit i konkrétní jízdní režim. Karoq, Kodiaq, Octavia Scout a Superb Scout mají například režim Off-road, který je ideální pro jízdu, když nejste na asfaltu. Kromě odezvy samotného pohonu všech čtyř kol se mění charakteristika řazení automatické převodovky (řazení ve vyšších otáčkách) a také reakce na plyn (ty jsou méně prudké). Mění se i nastavení stabilizačních a asistenčních systémů. Modely Kodiaq a Karoq mají navíc režim Snow, kdy pohon všech kol zůstává po celou dobu v záběru a převodovka řadí v nižších otáčkách než obvykle. Elektromobily z rodiny Enyaq iV mají speciální režim Traction pro jízdu na neasfaltovém a kluzkém povrchu. Pohon všech kol je opět aktivní od okamžiku, kdy se rozjedete, zůstane zapojený až do rychlosti 20 km/h.
Škoda Kodiaq RS usnadňuje práci na zledovatělém povrchu.
Cílem pohonu všech kol je zajistit optimální trakci za všech okolností, a to nejen v zimním počasí, kdy je na vozovkách sníh nebo led. V těchto situacích pohon všech kol znamená, že každé kolo vozu musí přenášet na vozovku méně výkonu a může si tak déle udržet trakci. Stabilní trakce zlepšuje ovladatelnost vozu, což má pozitivní vliv na bezpečnost cestujících a ostatních účastníků silničního provozu. V důsledku toho se řidičův zážitek z jízdy zlepší i na zcela suché vozovce. „Pohon 4×4 poskytuje větší subjektivní pocit bezpečí, což samozřejmě může vést k rychlejší a riskantnější jízdě. Ale pohon 4×4 není zárukou bezpečnosti – nemůže vzdorovat fyzice a řidiči by měli zůstat ve střehu a nepřeceňovat své ani schopnosti vozu,“ upozorňuje Hrdlička.
Aby systém pohonu všech kol fungoval správně, musí být správně kalibrován. Primárním úkolem vývojářů je doladit řídicí elektroniku, ale musí také správně navrhnout a integrovat nové komponenty. „Naše úpravy se zaměřují na logiku odezvy přenosu točivého momentu na druhou nápravu. Vývojoví inženýři musí při návrhu softwaru myslet na rozdělení točivého momentu pro přední a zadní nápravu a u vozů se spalovacími motory řešit ovládání zadní spojky pro rozdělování točivého momentu na každé kolo nápravy. Musí také zohlednit skutečné namáhání komponent celého systému a jejich životnost,“ popisuje všechny výzvy Hrdlička.
