Vítejte zpět v Gearhead 101 — sérii o základech toho, jak fungují auta pro automobilové nováčky.
Minule jsme se podrobně věnovali tomu, jak funguje 4WD na částečný úvazek a proč je výhodné mít všechna čtyři kola pohánějící vůz v situacích s nízkou trakcí. Dnes se zabýváme 4WD na plný úvazek a také pohonem všech kol (aka AWD).
V obou systémech pohonu pohánějí vůz neustále všechna čtyři kola, a jak uvidíme, dosáhnou tohoto výkonu pomocí podobného uspořádání hnacího ústrojí. Existují však také určité rozdíly mezi 4WD a AWD na plný úvazek, které vysvětlíme níže.
Začněme!
Jak jsme podrobně diskutovali v našem příspěvku o 4WD, jednou z jeho výhod oproti 2WD je to, že čtyři kola se neustále pohybují výrazně zvyšují trakci v situacích s nízkou trakcí, jako je sníh, bláto a uvolněná špína. Pokud, řekněme, vaše zadní kola narazí na oblast s nízkou trakcí na jízdním povrchu, vaše přední kola mohou být na oblasti s vysokou trakcí. Díky tomu, že dostávají energii, mohou pomoci udržet vaše vozidlo v pohybu, než aby se vaše zadní kola jen protáčela, zatímco vaše auto zůstane stát.
Vše v pořádku, ale proč byste chtěli, aby všechna čtyři kola dostávala výkon z motoru i za normálního jízdní podmínky? Proč byste chtěli 4WD na plný úvazek , místo toho, abyste jej v případě potřeby zapínali?
Hlavním důvodem je lepší manipulace. Pohyb všech čtyř kol vozu umožňuje lépe projíždět zatáčky a poskytuje lepší směrovou stabilitu, když se vůz pohybuje v ustáleném stavu. Zlepšená ovladatelnost za normálních jízdních podmínek vede k bezpečnější jízdě. Lepší ovladatelnost je jedním z důvodů, proč vidíte pohon AWD u sportovních vozů a luxusních sedanů.
Dalším důvodem je pohodlí. Řekněme, že jedete po silnici, která má části ledu a sněhu, ale je většinou suchá. Namísto toho, abyste museli zapínat a vypínat svůj 4WD na částečný úvazek, když narazíte a opustíte tato kluzká místa se čtyřmi koly neustále v chodu, nemusíte na to myslet. Prostě řídíš.
Velkou nevýhodou 4WD a AWD na plný úvazek je, že spotřebují mnohem více paliva než 4WD na částečný úvazek, protože motor musí neustále přenášet výkon na všechna čtyři kola.
Takže 4WD a AWD na plný úvazek mají všechna čtyři kola v pohybu vozu po celou dobu. To však vyvolává otázku:Jak to tyto systémy pohonu dokážou, aniž by při jízdě na vysoce přilnavých jízdních površích zvedly auto?
Jak jsme diskutovali v článku o 4WD na částečný úvazek, když zapnete 4WD, rozdělovací převodovka uzamkne přední a zadní hnací hřídel dohromady. Posílají stejné množství výkonu, neboli RPM, do předního a zadního diferenciálu. Při zatáčení na suché vozovce jsou přední kola nucena díky dobré trakci a geometrii se otáčet rychleji než zadní kola. Ale protože přední hnací hřídel jede stejnou rychlostí jako zadní hnací hřídel, vzniká velké množství napětí, které může nakonec vést k tomu, co se nazývá zablokování nebo navinutí hnacího ústrojí. To může vážně poškodit váš vůz.
Jak se tedy tomuto problému s pohonem 4WD a AWD na plný úvazek vyhnout?
Přidáním třetího diferenciálu uprostřed hnacího ústrojí.
Stejně jako u vozidel s pohonem 4WD na částečný úvazek mají pohon 4WD a AWD na plný úvazek přední i zadní diferenciál na přední a zadní nápravě, který umožňuje levému a pravému kolu pohybovat se při zatáčení různými rychlostmi. Tím se zabrání přeskočení kola, ke kterému by došlo při pohybu všech čtyř kol.
Aby se zabránilo zadrhávání hnacího ústrojí, ke kterému by mohlo dojít v důsledku rozdílných rychlostí, kterými musí přední a zadní kola jet při zatáčení, je mezi přední a zadní hnací hřídel umístěn středový diferenciál. To umožňuje předním a zadním hnacím hřídelům posílat výkon na přední i zadní kola, ale při zatáčení jim umožňuje pohybovat se různými rychlostmi. Problém vázání hnacího ústrojí vyřešen.
Středový diferenciál je tedy tím, co umožňuje nepřetržitým pohonům 4WD a AWD posílat výkon na všechna čtyři kola současně a neustále.
Jaký je tedy rozdíl mezi 4WD a AWD na plný úvazek?
Většinu času funguje 4WD na plný úvazek v podstatě stejným způsobem jako AWD:středový diferenciál neustále posílá výkon motoru na přední i zadní kola. Středový diferenciál umožňuje, aby se přední a zadní hnací hřídele pohybovaly různými rychlostmi, což umožňuje vozidlu normálně fungovat, i když zatáčí na normálním jízdním povrchu.
Ale tím, že se kola mohou pohybovat různými rychlostmi, obětujete určitou trakci, zejména v podmínkách s nízkou trakcí, jako je bláto, sníh a špína. To je zejména případ, kdy je středový diferenciál otevřený. Připomeňme si z našeho předchozího článku, že tok výkonu otevřených diferenciálů jde cestou nejmenšího odporu. V nastavení nízké trakce to není žádný bueno. Zde je důvod.
Řekněme, že jste ve vozidle s pohonem 4WD nebo AWD s otevřeným středovým diferenciálem. Jedete po příjezdové cestě a přední kola narazí na zledovatělý sníh. Myslíte si:„Mám AWD! Tohle by neměl být problém." Ale je to tak. Tato přední kola mají nejmenší trakci, a proto představují cestu nejmenšího odporu. Středový diferenciál tedy přenese veškerou sílu na přední kola, což způsobí, že se budou protáčet na místě, zatímco vaše zadní kola jen sedí na suché vozovce a vůbec se nehýbou. Abyste se dostali na příjezdovou cestu, bylo by hezké, kdyby tato zadní kola dostávala trochu výkonu.
K vyřešení tohoto problému používá většina vozidel s pohonem 4WD a AWD na plný úvazek středový diferenciál s omezeným prokluzem (LSD) nebo Torsen. Tyto typy diferenciálů vám poskytují výhodu diferenciálů s otevřeným středem – umožňují, aby se přední a zadní kola pohybovaly různými rychlostmi při zatáčení na suché vozovce – ale když jedna sada kol narazí na kluzkou část, místo toho, aby posílala veškerou sílu na ta kola, pořád to bude posílat nějakou sílu těm na suché vozovce.
Takže v našem scénáři zasněžené příjezdové cesty by vozidlo na plný úvazek 4WD nebo AWD se středovým LSD posílalo část výkonu motoru na zadní kola, která mají trakci, namísto veškerého výkonu pouze na přední kola, která nemají trakci, což vám umožní dostat své auto na příjezdovou cestu.
Diferenciály s omezeným prokluzem rozhodně zlepšují trakci ve srovnání s otevřenými diferenciály. Pro většinu scénářů 4WD jsou LSD vše, co potřebujete pro adekvátní trakci. LSD však stále neposkytují optimální trakce, protože většina výkonu jde stále na kola s menší trakcí. Stále existuje možnost prokluzu kola.
Zde se 4WD na plný úvazek odděluje od AWD. Vozidla s pohonem všech kol na plný úvazek mají uzávěrku středového diferenciálu, která je zabudována do rozdělovací převodovky. Když jej řidič zapojí, středový diferenciál uzamkne přední a zadní hnací hřídele k sobě, takže se otáčejí stejnou rychlostí, a tak přenášejí stejné množství točivého momentu na zadní a přední kola. Vozidlo s pohonem všech kol na plný úvazek s uzamčeným středovým diferenciálem se v zásadě chová jako vozidlo s pohonem čtyř kol na částečný úvazek, když je zapnutý pohon všech kol.
V našem scénáři zasněžené příjezdové cesty bude vozidlo s trvalým pohonem 4WD s uzamčeným středovým diferenciálem posílat stejné množství výkonu na přední i zadní kola. Místo toho, aby se zadní kola nepohybovala vůbec (jako u otevřeného středového diferenciálu), nebo jen trochu (jako u středového LSD), zadní kola se budou pohybovat v dobrém klipu, což vám umožní dostat vaše vozidlo bezpečně nahoru. příjezdová cesta.
Některá vozidla s pohonem všech kol na plný úvazek zvyšují trakční schopnosti při nastavení nízké trakce tím, že mají možnost uzamknout zadní diferenciál nebo dokonce přední i zadní diferenciál, čímž se z vozidla stane skutečný 4×4.
Mnoho vozidel s pohonem všech kol na plný úvazek má také možnost přeřadit na rychlostní stupeň Lo, což vám umožní dodat více výkonu na vaše kola při nižších rychlostech.
Stejně jako byste nechtěli, aby se přední i zadní hnací hřídele pohybovaly stejnou rychlostí u vozidla s pohonem 4WD na částečný úvazek na normálních jízdních površích, nechcete, aby se pohybovaly stejnou rychlostí u vozidla s pohonem 4WD na plný úvazek. vozidlo na normálním jízdním povrchu. Když budete na vysoce přilnavých površích, budete chtít odpojit uzamčený středový diferenciál.
Vozidla s pohonem všech kol nemají možnost uzávěrky středového diferenciálu, takže neposkytují tolik trakce na kluzkých scénářích jako vozidla 4WD. Zatímco AWD může pomoci zlepšit ovladatelnost na normálních jízdních površích a může zlepšit trakci na deštivých silnicích a trochu na zasněžených silnicích, nechtěli byste vzít vozidlo AWD do terénu. K tomu slouží spolehlivý 4WD.
No, tady to je. Základy fungování 4WD a AWD na plný úvazek. Tím jsme do značné míry pokryli hnací ústrojí na autě. Další v naší řadě Gearhead 101:převodovka.
