Systémy pohonu všech kol: co to je a jaké problémy od každého z nich očekávat – Časopis Dvizhok.

Pro většinu je pohon všech kol, když jsou poháněna všechna čtyři kola. Když však zabrousíme trochu hlouběji, zjistíme, že i když má auto štítek AWD, to neznamená, že točivý moment z motoru je dodáván na obě nápravy. Společně s technickými specialisty servisního centra Stagecoach, které se specializuje na opravy koncernových vozů, jsme se rozhodli pochopit, jaké jsou dnes systémy pohonu všech kol a jaké technické problémy s sebou nesou. VAG.

Dnes v civilním automobilovém průmyslu existují dva hlavní typy pohonu všech kol: částečný a plný. Mezi běžné podtypy patří elektronicky řízený pohon všech kol (On-demand) a multifunkční pohon všech kol, který má zpravidla své vlastní jméno pro různé značky.

Pohon všech kol plug-in

V tomto systému vůz standardně jezdí v režimu pohonu jednoho kola. V případě potřeby všech hnacích kol se druhá náprava připojí buď na žádost řidiče, nebo elektronickým signálem. Navíc v první verzi se systém zásadně liší svým designem.

Pohon všech kol napevno nebo na částečný úvazek

Tento typ pohonu je považován za nejjednodušší a nejspolehlivější, protože nemá žádné složité systémy, které by měly být zodpovědné za automatické rozložení trakce podél os. Ve výchozím nastavení je točivý moment přenášen pouze na jednu nápravu, druhá náprava se zapíná pouze v případě potřeby pomocí rozdělovací převodovky s ozubenou spojkou. Po zapnutí rozdělovací převodovky jsou obě nápravy navzájem pevně spojeny, což zajišťuje konstantní symetrické rozdělení točivého momentu.

Navzdory konstrukční jednoduchosti má systém významnou vlastnost: nemožnost jet neustále v režimu pohonu všech kol, stejně jako ve vysokých rychlostech a na rovném suchém povrchu. Lépe řečeno, můžete s ním jezdit, jen s obrovskou pravděpodobností poškození systému pohonu všech kol.

Faktem je, že při zatáčení se každé ze čtyř kol otáčí jinou rychlostí a sleduje svou vlastní dráhu otáčení. Mezi nápravami nejsou žádné systémy, které by vyrovnávaly rozdíl těchto rychlostí, a proto celá zátěž dopadá na rozdělovací převodovku, která nakonec selže. Jednoduše řečeno, připojení druhé nápravy je nutné pouze pro zvýšení ovladatelnosti vozidla na površích, které umožňují prokluz kol, jako je bláto, písek, sníh, led nebo v extrémních případech silný déšť.

Problémy

Pokud jde o technické problémy, hlavním důvodem selhání rozdělovací převodovky je právě zanedbání pravidel pro používání pohonu všech kol. Například převodovka se pravidelně rozpadá na vozech Suzuki Jimny kvůli skutečnosti, že hlavními spotřebiteli tohoto vozu jsou zástupci spravedlivé poloviny lidstva, kteří příliš nerozumí konstrukčním nuancím systému Part-time.

Pokud dojde k tvrdé aktivaci ne starou dobrou pákou, ale pomocí elektrického pohonu, systém se nemusí zapnout. Nejčastěji se to stává, když auto stojí, protože zuby hřídelí nezabírají do háku a elektronika to vzdává. Nejedná se o závadu a lze ji napravit jednoduše dojezdem, takže v okamžiku pohybu stále dochází k háčku.

Auta se systémem Part-time jsou velmi často předmětem vážného off-roadového ladění, a proto nejnáročnějšího zatížení. Zhroucené mezinápravové diferenciály, prasklý řetěz předního hřídele a změněné koncové převody tedy nejsou u takových aut nic neobvyklého. Ve většině případů je však jednotka tak jednoduchá a spolehlivá, že může vyvolávat otázky pouze v případě velkého počtu najetých kilometrů nebo nedbalosti majitele, například při výměně oleje.

Pro vozidla se systémem Část–čas zahrnuje nejmodernější pickupy a seriózní SUV: UAZ Patriot, Toyota Hilux, Foton Jako hůl a dokonce i Suzuki Jimny. Většina vozů s podobným systémem má zpravidla přídavnou redukční převodovku v rozdělovací převodovce a také zamykání zadní příčné nápravy – standardně nebo na přání

Automatický nebo On-demand pohon všech kol

Nejrozšířenější typ pohonu všech kol, jehož základem je lamelová spojka schopná přenášet točivý moment z hlavní hnací nápravy na pomocnou. Tento typ pohonu není vážnou terénní zbraní (i když existují výjimky) a slouží spíše jako doplňkový systém pro jistější pohyb po nerovnostech a efektivnější rozložení točivého momentu napříč koly v závislosti na typu povrchu.

Ve výchozím nastavení systém On-demand pracuje v režimu jednoho disku. Jakmile elektronika přijme signál, že hnací kola prokluzují, přivádí se točivý moment na druhou nápravu pomocí elektronicky řízené lamelové spojky. Kromě toho lze pomocí pomocných elektronických systémů upravit točivý moment na každém kole.

Konstrukčně systém funguje na principu spojky: uvnitř spojky jsou kotouče, které se při příjmu signálu ze snímačů mechanicky přitlačují k sobě a přenášejí točivý moment na hnanou nápravu. Systémy různých značek se liší především principem lisování těchto disků a „sofistikovaností“ elektronických „mozků“ pohonu, která se projevuje rychlostí nebo přítomností různých režimů manuální aktivace. Jednoduché systémy spoléhají například na informace ze senzorů ABS a ESP, zatímco prémiové crossovery jsou schopny sledovat ukazatele, jako je úhel natočení volantu, naklánění karoserie atd.

Problémy

Vzhledem k tomu, že princip činnosti třecí spojky je založen na tření, je hlavním problémem systému On-demand přehřívání, kdy systém vygeneruje chybu a vyřadí hnanou nápravu. Ve většině případů k němu dochází při dlouhodobém uklouznutí, například při snaze zdolat jakékoli terénní podmínky, někdy i ty nejnebezpečnější. Po ochlazení je spojka zpravidla opět funkční. Pravidelné opakování vede k výměně spojkového bloku.

Dalším častým problémem je porucha ložiska skříně spojky, jejíž známky opotřebení jsou hluk, kvílení nebo vibrace. Na výkon pohonu má samozřejmě velký vliv i stav a hladina oleje ve spojce. Provozuschopnost senzorů, z nichž „mozky“ spojky přijímají informace, přímo ovlivňuje aktivaci pohonu všech kol. Často se také můžete setkat s nefunkčností mechaniky, která disky komprimuje.

Obecně můžeme říci, že ačkoliv byl systém On-demand dobře prozkoumán a je mechanikům dobře známý, jeho oprava je poměrně rozmarná a nákladná. Dobrou zprávou je, že většina problémů třecí spojky souvisí s jejím drsným používáním, tedy ve chvíli, kdy se městské crossovery začínají používat jako SUV. Pokud se čas od času použije pohon všech kol v lehkém režimu, nezpůsobuje systém téměř žádné problémy.

Pro vozidla se systémem On–poptávka Mezi nejmodernější crossovery patří: Nissan X–Stezka, Kia Sportage, mitsubishi Outlander. Existují však různé zajímavé výjimky. Například, renault prachovka obdržel imitaci redukčního převodu v páru s konvenční spojkou a Nissan Juke má obecně systém dvou nezávislých spojek na každém ze zadních kol

Pohon všech kol na bázi spojky Haldex

Přestože je systém konstrukčně typem plug-in On-demand pohonu, zaslouží si zvláštní zmínku, protože jde o křížence mezi plug-in a stálým pohonem všech kol.

Konstrukce vychází ze stejné vícelamelové třecí spojky, ovládané elektrohydraulikou. Trik je v tom, že elektronika je naprogramována tak, aby přenesla část točivého momentu na zadní nápravu i na suché rovné vozovce, v důsledku čehož mají vozy se spojkou Haldex permanentní pohon. A náprava se vypíná například při rovnoměrném přímočarém pohybu (například na dálnici), aby se ušetřilo palivo.

spojovací zařízení Haldex

Problémy

V současné době je spojka Haldex již ve své páté generaci. Problémy s ním jsou úplně stejné jako u konvenčních třecích spojek popsaných výše. Vlastnosti jsou výhradně designové: spojka je umístěna přímo ve skříni zadního rozvodového kola spolu s čerpadlem a řídicí jednotkou. Vzhledem k tomu, že první verze Haldexu brzy oslaví dvacáté výročí, na mnoha autech už začínají hnít kryty elektronické jednotky. Musíte být opatrní při výměně oleje, která vyžaduje zkrácené intervaly: každých 60 tisíc km.

Spojky haldex používané značkami jako např Volvo, Přistát tulák, brod, obavy VAG a mnoho dalších

Trvalý pohon všech kol

Vozy s takovým systémem pohonu všech kol přenášejí točivý moment vždy na všechna čtyři kola, což je jasné z anglického názvu Full-time. V jádru je systém vybaven středovým diferenciálem, který má několik konstrukčních možností: symetrický a asymetrický, zablokovaný a neuzamčený. Blokování lze zase provádět automaticky nebo ručně. To vše závisí na účelu, pro který je pohon všech kol vytvořen. Nejčastěji používaný je samosvorný diferenciál, který lze vyrobit i na bázi jednoho ze tří systémů: viskózní nebo třecí spojky a s uzávěrkou typu Torsen.

Stručně řečeno, Full-time systém strukturálně i funkčně kombinuje provozní principy Part-time a On-demand systémů. Diferenciál přímo přenáší točivý moment z jedné nápravy na druhou a spojka s ním nainstalovaná ve stejné skříni může v závislosti na míře blokování tento točivý moment přerozdělovat na základě podmínek. Sofistikované systémy se dvěma hnacími hřídeli, jako je převodovka Mitsubishi SuperSelect, dokážou dodatečně „odjistit“ jednu nápravu a přeměnit se v přepínatelný pohon všech kol.

Diferenciální Torsen

Samostatně stojí za zmínku převodovka založená na diferenciálu Torsen, která je stále oblíbenější. Místo spojek používá tři páry šnekových převodů, které přerozdělují točivý moment. Ve volném stavu je rozložení trakce po osách rovnoměrné, jakmile se otáčky kol začnou lišit, otáčení ozubených kol způsobí částečné zablokování výstupních hřídelů, přenášení točivého momentu na kolo s nejlepší přilnavostí.

V závislosti na úkolech jsou vozy s takovými systémy navíc vybaveny zadním (a někdy i předním) svorným mezinápravovým diferenciálem, redukční převodovkou a dokonce i přídavnou spojkou. Kombinace mohou být zcela odlišné v závislosti na úkolech – terénní, sportovní nebo úsporné. Například převodovka od Audi na osobní vozy a crossovery – quattro ultra – má vícekotoučovou středovou spojku a přídavný diferenciál s psí spojkou v pohonu zadní nápravy, který je schopen i úplného vypnutí.

Systém Quattro Ultra Full-Time (vlevo) a planetová převodovka Mercedes-Benz (vpravo)

Problémy

Jakkoliv je to těžké uhodnout, vzhledem k neuvěřitelné složitosti jednotlivých konstrukcí hrozí jakákoliv nefunkčnost permanentních systémů pohonu všech kol obtížná a nákladná oprava.

Systémy založené na viskózních a třecích spojkách, jako je tomu u systémů On-demand, jsou náchylné k přehřívání. Tomuto osudu neunikl ani diferenciál Torsen, jehož ozubená kola se také velmi zahřívají a pro chlazení vyžadují speciální grafitový olej.

Navíc u vozů Audi je například diferenciál umístěn v převodové jednotce DSG, takže jakýkoli problém s „robotem“ automaticky vede k demontáži tohoto mechanismu. U složitých systémů s oddělenou přední hřídelí přidejte problémy s pohonem – jeho zapnutí/vypnutí nebo čidlo provozu.

V souladu s tím jsou všechny druhy snímačů a řídicích elektronických jednotek v případě poruchy a převodovky vyřazeny ze správného provozního režimu. Totéž platí pro chod převodovky, jejíž fungování přímo ovlivňuje chod pohonu všech kol. Vůle kardanu a kvílení převodovky jsou běžným problémem seriózních SUV.

Design diferenciálu u sportovních modelů Audi s pohonem všech kol

Pro vozidla se systémem Plný–čas To platí pro většinu moderních prémiových modelů, drahých nebo prostě seriózních SUV a také pro jednotlivé verze pickupů: mitsubishi Pajero, Toyota LC, VW Touareg, Přistát tulák objev

Jaký je výsledek?

Ať si někdo říká co chce, zatím nevznikl jediný univerzální systém pohonu všech kol vhodný pro všechny příležitosti. Její výběr závisí pouze na úkolech a prioritách. Off-roadové nájezdy jsou omezeny na nevyčištěný základní nátěr na chatě? Postačí vám systém On-demand. Sníte o dobytí Everestu, proražení tundry a ponoření do bažin? Potřebujete part-time systém, který vydrží hodně daleko od civilizace. Budete ale muset obětovat jízdní komfort a získat sebevědomé řidičské schopnosti na zadním pohonu. Chcete, aby to bylo obojí? Pak potřebujete systém na plný úvazek, ale ten bude stát jak sám o sobě, tak i spoustu peněz na opravu.

Redakce časopisu „Engine“ děkuje servisnímu středisku „Stagecoach“ za pomoc při přípravě materiálu.