4×4 i inne takie numery

Nawet taką mikro encyklopedię napędów na obie osie należy rozpocząć podziałem na układy ze stałym przeniesieniem momentu na wszystkie koła oraz dołączanym. 

Te pierwsze oznaczane są powszechnie jako AWD (All Wheel Drive) i najczęściej składają się z trzech mechanizmów różnicowych. Dyferencjału centralnego – umiejscowionego między skrzynią biegów, a dyferencjałmi zamontowanymi na obu osiach. W tych drugich, centralny mechanizm różnicowy często w ogóle nie występuje, a jego funkcje przejmują różnego rodzaju przekładnie lub sprzęgła.

W układach przeniesienia napędu typu 4×4 zdarza się współcześnie, że ów międzyosiowy (centralny) dyferencjał zastępuje specjalne sprzęgło wielopłytkowe. Jeśli jednak to ostatnie służy jako mechanizm dołączający napęd drugiej osi, w przypadku uślizgu pierwszej – napędzanej stale – powinno się mówić o napędzie 4WD (Four Wheel Drive), do którego wrócimy nieco później.

Napędy typu AWD można z kolei podzielić na symetryczne i niesymetryczne. Kryterium przynależności do jednej lub drugiej grupy będzie tutaj stosunek siły napędowej, kierowanej na osie.

Jak można wydedukować, symetryczny to taki, w którym moment obrotowy, produkowany przez silnik trafia w połowie na oś przednią, w połowie na tylną. Niesymetryczny z kolei to taki, gdzie proporcje rozdziału momentu są inne, niż 50:50. Rolę centralnego mechanizmu różnicowego może pełnić w takich układach sprzęgło wielopłytkowe lub międzyosiowy mechanizm różnicowy (np. Torsen, Haldex o których więcej za chwilę).

Jakkolwiek powyższa nomenklatura jest raczej ogólnie przyjęta, to śmiało można z takim właśnie nazewnictwem polemizować. Wystarczy wrócić do skrótu AWD, który w wolnym tłumaczeniu będzie oznaczał „wszystkie koła pędne”. Tymczasem często używa się oznaczenia AWD dla napędów, w których jedna oś jest napędzana na stałe, a druga dołączana (poprzez przełączenie odpowiedniej dźwigni, przekręcenie gałki, czy wciśnięcie przycisku).

Zatem, zamiast wdawać się w nieco akademicki spór, skupimy się na mechanizmach zastępujących centralny dyferencjał, czyli sprzęgłach wielopłytkowych.

Wiele płytek w jednym układzie

Takie mechanizmy można podzielić na wiskotyczne, elektromechaniczne i elektromagnetyczne.

Mechanizmy wiskotyczne składają się ze sprzęgła wielopłytkowego lepkościowego, zalanego gęstym olejem, który odpowiada za automatyczne przeniesienie momentu na drugą oś. Ów transfer produktu spalania paliwa następuje przy znacznej różnicy prędkości obrotowej tylnych i przednich kół. Prosty w budowie mechanizm ma jednak pewną wadę, mianowicie może ulegać przegrzaniu.

W mechanizmach elektromechanicznych z kolei, główną rolę odgrywa elektronika. W układzie napędowym montuje się specjalne sterowniki, których zadaniem jest sterowanie sprzęgłem na podstawie danych z czujników monitorujących ruch pojazdu.

Jeszcze inne rozwiązanie to przeniesienie elektromechaniczne. W tym przypadku wielopłytkowy mechanizm działa – o dziwo – na zasadzie elektromagnetycznej. Taki system może przenosić moment obrotowy na osie w proporcji 50 na 50. System załącza się wówczas, gdy powstaje różnica obrotów między przednimi i tylnymi kołami.

Przykładem tego rozwiązania, w zaawansowanej formie, jest np układ xDrive, montowany w produktach bawarskiej myśli technicznej. W autach wyjeżdżających z Bayerische Motoren Werke, układ przeniesienia napędu jest wspomagany systemem ESP oraz układem hamulcowym, który może blokować mechanizmy różnicowe obu osi.

Ulubieńcy marek

Specyficznymi typami układów ze sprzęgłem wielopłytkowym są tzw. Torseny oraz Haldexy.

Mianem tego ostatniego nazywa się konstrukcje wymyślone przez szwedzką firmę o tej samej nazwie. W układach tego typu, obok sprzęgła wielopłytkowego zastosowano rozbudowany układ hydrauliczny do przekazywania napędu pomiędzy osiami. Jego zaletą jest możliwość współpracy z silnikiem umieszczonym poprzecznie. Do tego dochodzi stosunkowo niska masa. Wadą jak wiadomo, jest spory stopień skomplikowania, co często równa się czasochłonnej i kosztownej naprawie. Haldex od wielu lat jest ulubieńcem marki Volvo oraz producenta aut dla ludu z Volfsburgaf.

Tzw. Torsen to układ, którego sercem jest przekładnia z trzema parami zespołów ślimakowych kół zębatych. Torsen (od torque-sensing) automatycznie rozdziela moment obrotowy między osiami. W trakcie normalnej jazdy napęd jest przekazywany w stosunku 50/50 proc między kołami przednimi, a tynymi. W razie poślizgu mechanizm zdolny jest do przekazywania nawet 90 proc.momentu na oś, która zachowuje w tym momencie przyczepność

Torsen jest dość wydajnym systemem, jednak obok wszystkich swoich blasków, posiada także cienie. Najciemniejszym wydaje się jego skomplikowana budowa i dość wysokie koszty produkcji.

Zasady działania i różnice przekładni typu Torsen i Haldex całkiem dobrze obrazuje zamieszczone poniżej wideo:

 

Komentarze

Jeszcze nikt nie skomentował tego artykułu. Bądź pierwszy!