Pohon všech kol vysvětlen: historie, technika a jak fungují systémy AWD

Tento článek začínal jako obyčejný technický průvodce — něco jako „všechno, co jste kdy chtěli vědět o pohonu všech kol, ale nevěděli jste, koho se zeptat“. Záměrem bylo vysvětlit, čím se otevřený diferenciál liší od viskózní spojky nebo jednotky Haldex, co vlastně samosvorný diferenciál dělá a proč na tom všem záleží. Ale čím hlouběji jsme se nořili do historie, tím překvapivější to bylo. První osobní automobil se stálým pohonem všech kol byl postaven v Nizozemsku před více než sto lety. A v roce 1935 se americký závodní vůz s pohonem všech kol neuvěřitelně přiblížil tomu, že změní běh světových dějin.

Proč vůbec osobní automobil potřebuje pohon všech kol? Ve 21. století vypadá odpověď samozřejmě: lepší trakce, menší prokluz kol na kluzkém povrchu, lepší stabilita při akceleraci. Čtyři poháněná kola jsou prostě lepší než dvě. Přesto trvalo automobilovému průmyslu překvapivě dlouho, než na to zareagoval. Zeptejte se kteréhokoli automobilového historika a řekne vám, že éra pohonu všech kol u sériových vozů začala v roce 1980 s Audi Quattro, s několika vzácnými předchůdci — britským supersportem Jensen FF z roku 1966 a Subaru Leone 4WD z roku 1972. Skutečný odborník dodá, že rané Subaru s pohonem všech kol vlastně vůbec neměly stálý pohon všech kol. Byly připojitelné. A právě tento rozdíl je celý příběh.

Připojitelný pohon 4×4: nouzové řešení

Pohánět jednu nápravu jen občas je kompromis, a pro silniční vůz ne zrovna elegantní. Pojem „připojitelný pohon 4×4“ pochází ze světa SUV a terénních vozů. V tomto uspořádání je jedna náprava poháněna trvale a druhá se podle potřeby pevně připojí — jenže toto pevné spojení lze použít pouze mimo silnici. Na asfaltu musí být systém zcela odpojen.

Proč pevné spojení na asfaltu selhává

• Když auto zatáčí, přední kola projedou delší oblouk než zadní, a musí se proto otáčet rychleji.
• U pevně spojeného systému pohonu všech kol se trakce předních kol snižuje, zatímco točivý moment na zadní nápravě roste.
• V některých případech mohou přední kola vyvíjet spíše brzdnou než hnací sílu — přidávají odpor a ztěžují řízení vozu.
• Na sypkém povrchu, jako je bláto nebo sníh, je to zvládnutelné, ale na asfaltu to způsobuje silné pnutí v hnacím ústrojí a problémy s ovladatelností.

V zatáčce každé kolo sleduje svůj vlastní oblouk a musí se otáčet vlastní rychlostí. Proto stálý pohon všech kol potřebuje tři diferenciály: dva mezi koly každé nápravy a jeden mezi samotnými nápravami, aby se přední a zadní část mohly otáčet nezávisle na sobě.

Vozy s připojitelným pohonem: od GAZ-61 k Subaru Leone

Pevně spojený pohon všech kol se přece jen dostal do několika silničních vozů, i když měly blíže k terénním nákladním vozům. V SSSR se GAZ-61 „Emka“ — sedan s pohonem všech kol, šestiválcovým motorem a připojitelnou přední nápravou — dostal do malosériové výroby už v roce 1938. Po válce se stejná myšlenka objevila v terénním GAZ-M72 „Poběda“ a v Moskviči-410. Subaru Leone 4WD z roku 1972 sledovalo přesně stejnou logiku: stavěné pro náročný terén, vyšší než Subaru s pohonem předních kol, se zadní nápravou, kterou řidič připojoval ručně.

Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979) bylo adaptací platformy s pohonem předních kol na pohon všech kol, s ručně připojovanou zadní nápravou. Mezi klíčové parametry patřily:

• Varianty motoru: 1,4litrový (72 k) nebo 1,6litrový (80 k)
• Karoserie: kombi, sedan a pick-up
• Připojení pohonu zadních kol: ruční u vozů s manuální převodovkou; automatické prostřednictvím lamelové třecí spojky u vozů s automatem
• Toto uspořádání s připojitelným pohonem přetrvalo u všech Subaru s pohonem všech kol až do roku 1989

Základní problém připojitelného pohonu spočívá v tom, že je na zpevněných silnicích, kde většina aut tráví většinu svého života, k ničemu — a přesto vůz všude s sebou vozí hmotnost rozdělovací převodovky, druhé hnací hřídele a celé přídavné soustavy nápravy. K přeměně připojitelného systému na stálý stačí přesně jedna další součást: mezinápravový diferenciál uvnitř rozdělovací převodovky.

Stálý pohon všech kol: jak funguje a proč na něm záleží

Tři diferenciály, jeden princip

Mezinápravový diferenciál je klíčem ke stálému pohonu všech kol. Dva mezikolové diferenciály umožňují levému a pravému kolu každé nápravy otáčet se v zatáčce různou rychlostí. Mezinápravový diferenciál dělá totéž mezi přední a zadní nápravou. Vůz se všemi třemi může jezdit se stálým pohonem všech kol na jakémkoli povrchu, aniž by docházelo k pnutí v hnacím ústrojí nebo ke zhoršení ovladatelnosti.

V teorii dost jednoduché — přesto až do počátku 80. let 20. století považoval průmysl stálý pohon všech kol u silničního vozu za zbytečný. Panoval názor, že roztáčení druhého páru kol a všeho, co je k nim připojeno, na suchém asfaltu jen zvyšuje hluk a spotřebu paliva.

Co Quattro dokazalo

Audi Quattro tento pohled definitivně změnilo. Tím, že neustále rozděluje točivý moment motoru mezi všechna čtyři kola, stálý systém:

• ponechává větší rezervu přilnavosti pro zvládání bočních sil v zatáčkách
• výrazně zlepšuje stabilitu při zrychlování nebo brzdění uprostřed zatáčky
• snižuje riziko náhlé přetáčivosti nebo nedotáčivosti vyvolané prací s plynem

Audi 80 Quattro z konce 80. let ukazuje, jak vytříbené toto uspořádání bylo. Architektura Quattro je kompaktnější než konkurenční převodovka Ferguson Formula. Od roku 1984 Audi montovalo samosvorný diferenciál Torsen — čistě mechanické zařízení, které reaguje na točivý moment na jednotlivých výstupních hřídelích, nikoli na rozdíl v otáčkách kol. Na rozdíl od viskózní spojky se Torsen uzavírá pouze při trakci, nikdy při brzdění, což ho činí plně kompatibilním s ABS a stabilnějším při zpomalování.

Stojí za zmínku, že Range Rover (1970) a ruská Lada Niva (1976) jsou obecně považovány za první sériově vyráběná vozidla s mezinápravovým diferenciálem — obě jsou však vysloveně terénní vozy. Nárok Audi Quattro spočívá konkrétně v tom, že bylo první mezi osobními automobily.

Rané závodní vozy s pohonem všech kol: od Spykeru k Bugatti

Zkoumali konstruktéři závodních vozů stálý pohon všech kol už před érou Quattro? Rozhodně ano — a příběh sahá mnohem dál, než většina lidí očekává.

Porscheho experimenty s pohonem ctyr kol

Prvním poválečným projektem Ferdinanda Porscheho byl závodní vůz s pohonem všech kol: Cisitalia 360, se středově uloženým 1,5litrovým dvanáctiválcovým motorem. Jeho pohon předních kol byl ovšem připojitelný — řidič ho připojoval na rovinkách a před zatáčkami se vracel k pohonu zadních kol.

Porsche ve skutečnosti postavil vozidlo s pohonem všech kol mnohem dříve: elektromobil se čtyřmi samostatnými motory v kolech, pocházející z roku 1900.

Spyker 60 HP, 1902

Skutečným šokem pro automobilové historiky je závodní vůz z roku 1902 postavený nizozemským výrobcem Spyker. V době, kdy i brzdy byly montovány pouze na zadní kola, měl tento vůz opravdový stálý pohon všech kol, včetně mezinápravového diferenciálu.

Spyker byl založen v roce 1880 bratry Spijkerovými jako výrobce koňských povozů. Jejich první automobil se objevil v roce 1900 a o dva roky později ve spolupráci s belgickým konstruktérem Josephem Valentinem Laviolettem vyrobili závodní vůz Spyker 60 HP s pohonem všech kol (1902–1907). Jeho technická specifikace byla na tehdejší dobu mimořádná:

• tři diferenciály — mezinápravový a oba mezikolové
• tři samostatné brzdné mechanismy — dva na zadních kolech, jeden na přední hnací hřídeli
• systém pohonu všech kol, jemuž se koncepčně po desetiletí nic nevyrovnalo

Koncept stálého pohonu všech kol je tedy více než století starý. Spykerů s pohonem všech kol nebylo postaveno mnoho — byly nesmírně drahé a v závodech nikdy nedosáhly velkých úspěchů. Na počátku 30. let následovaly dva ambicióznější projekty.

Bugatti Tipo 53 a Miller FWD

Bugatti Tipo 53 začalo u inženýra Fiatu Antonia Pichetta, který s tím nápadem přišel za Ettorem Bugattim v roce 1930. V roce 1932 byly dokončeny tři vozy, každý s:

• přeplňovaným řadovým osmiválcovým motorem o výkonu 300 k
• stálým pohonem všech kol se třemi diferenciály
• rozdělovací převodovkou a mezinápravovým diferenciálem integrovanými se samostatně uloženou převodovkou
• hnacími hřídelemi obou náprav umístěnými na levé straně vozu
• nezávislým předním zavěšením na příčném listovém peru — u Bugatti neobvyklým

Tipo 53 předjíždělo tehdejší vozy s pohonem zadních kol ve štěrkových zatáčkách, ale řídilo se otřesně těžce: přední hnací hřídele používaly obyčejné kardanové klouby místo homokinetických kloubů se stejnoběžnou rychlostí. Tyto tři vozy závodily až do roku 1935.

Miller FWD vznikl zčásti proto, že americký konstruktér Harry Miller studoval Bugatti s pohonem předních kol, které bylo zakoupeno právě proto, aby bylo rozebráno. Inspirován tím, co objevil, vyvinul Miller vlastní podvozek s pohonem všech kol za podpory nákladní automobilky FWD. Jeden z Millerů s pohonem všech kol vedl Indianapolis 500 v roce 1934, než ho mechanická porucha odsunula na deváté místo.

Tesne minuti na AVUS, 1935

Tyto vozy se pojí také s jedním z nejpodivnějších okamžiků „co kdyby“ v dějinách motorismu. Během závodu na okruhu AVUS v Berlíně v roce 1935 jel Miller s pohonem všech kol třetí, když jeho řadový osmiválec katastrofálně selhal a vymrštil úlomky směrem k tribunám. Toho dne byl na tribuně Adolf Hitler. Kdyby ho zasáhl byť jen malý úlomek, mohl být průběh druhé světové války — i světových dějin — zcela jiný.

Ferguson Formula: systém pohonu všech kol, který změnil všechno

Problém s otevřeným středovým diferenciálem

Abychom pochopili další kapitolu, je užitečné vrátit se k základnímu omezení otevřeného mezinápravového diferenciálu. Otevřený diferenciál nechá jednu nápravu volně protáčet, zatímco druhá nedostává žádný točivý moment. Pokud zadní kola zcela ztratí přilnavost, přední mohou stát na místě, zatímco zadní se protáčejí — a diferenciál s tím nic neudělá.

Odpovědí ze světa SUV byla mechanická uzávěrka: řidič aktivuje mechanismus, který pevně zablokuje ozubená kola diferenciálu a promění diferenciální pohon v pevné spojení. Používaly ji rané Range Rovery, stejně jako Lada Niva a desítky dalších terénních vozů — a také Audi Quattro první generace, u něhož musel řidič až do roku 1984 uzavírat středový diferenciál ručně. Ruční uzávěrka je ale další kompromis. Na tvrdém povrchu se musí uvolnit a nenabízí vůbec nic, pokud se kolo na kluzké silnici začne nečekaně protáčet.

Rolt, Dixon a Harry Ferguson

První automatický samosvorný mezinápravový diferenciál byl dílem britského závodního jezdce a inženýra Tonyho Rolta. Se svým přítelem a kolegou závodníkem Fredem Dixonem provozoval před válkou dílnu Rolt/Dixon Developments; poté oba propadli fascinaci tím, co by dokázal stálý pohon všech kol. Postavili experimentální zkušební vůz s pohonem všech kol zvaný „Crab“ a v roce 1950 spojili síly s Harrym Fergusonem — úspěšným výrobcem traktorů — a založili Harry Ferguson Research.

Ferguson neusiloval o závodní vůz. Chtěl skutečně bezpečný silniční vůz: takový, jehož kola by se ani neprotáčela při akceleraci, ani neblokovala při brzdění. Rolt a Dixon se pustili do jeho konstrukce od nuly — karoserie, převodovky i hnacího ústrojí — se zkušeným konstruktérem Claudem Hillem, dříve z Aston Martinu, jako hlavním inženýrem. Experimentální sedan Ferguson R4 byl dokončen po šesti letech práce a jeho specifikace byla na rok 1956 pozoruhodná:

• stálý pohon všech kol se samosvorným mezinápravovým diferenciálem
• Plochy ctyrvalcovy motor
• kotoučové brzdy na všech čtyřech kolech
• elektromechanický protiblokovací brzdový systém Dunlop MaxaRet, převzatý z letectví

Uvnitř rozdělovací převodovky Ferguson Formula

Srdcem převodovky Ferguson Formula byl důmyslný samosvorný mechanismus uvnitř rozdělovací převodovky. Kromě diferenciálu obsahovala jednotka přídavnou sadu ozubených kol, dvě kuličkové volnoběžné spojky a dva svazky třecích lamel. Za normálního provozu se tyto prvky tiše protáčely naprázdno. Jakmile se ale kola jedné nápravy začala protáčet — a vznikl rozdíl v otáčkách výstupních hřídelí — jedna ze spojek se sepnula, přitiskla svůj svazek lamel k ozubeným kolům diferenciálu a na místě proměnila diferenciální pohon v pevné spojení.

Druhý prototyp, kombi Ferguson R5 z roku 1962, byl ještě lepší. Testeři časopisu Autocar poznamenali, že dosahoval mezí přilnavosti při rychlostech, které se zdály téměř nemožné. Přesto by žádný výrobce Ferguson do výroby nezařadil; složitost a náklady byly příliš vysoké.

Jensen FF jde do prodeje

V roce 1962 přesvědčil Tony Rolt vedení automobilky Jensen Cars, aby převodovku Ferguson Formula přizpůsobili pro jejich chystané kupé CV8 a jeho motor Chrysler V8 o výkonu 300 k. O tři roky později jezdil experimentální Jensen CV8 FF s pohonem všech kol.

V roce 1966 nahradil Jensen Interceptor model CV8 a vedle standardního kupé s pohonem zadních kol nabízel Jensen verzi s pohonem všech kol s decentním označením „FF“ — zkratkou pro „Formula Ferguson“. Jensen FF se stal prvním sériovým vozem na světě, který kombinoval samosvorný mezinápravový diferenciál s ABS. Mezi klíčové parametry patřily:

• 6,3litrový motor Chrysler V8 typu big-block o výkonu 325 k
• třístupňová automatická převodovka TorqueFlite nebo čtyřstupňová manuální převodovka
• asymetrické rozdělení točivého momentu: 63 % na zadní nápravu, 37 % na přední — pro zachování charakteru ovladatelnosti vozu s pohonem zadních kol
• jednokanálové ABS Dunlop MaxaRet
• posilované hřebenové řízení a kotoučové brzdy na všech kolech
• nejvyšší rychlost 212 km/h; 0–100 km/h za 7,7 sekundy; pohotovostní hmotnost přibližně 1 800 kg
• cena ve Velké Británii v roce 1968: přibližně 6 000 £ — obdobná jako u nejlevnějšího Rolls-Royce
• Celkova vyroba: 318 aut (1966–1971)

Každý automobilový novinář té doby chválil stabilitu Jensenu FF a to, co popisovali jako „téměř neomezenou rezervu trakce na mokrém asfaltu“. Harry Ferguson tento vůz nikdy nespatřil: zemřel v roce 1960.

Proč byla Ferguson Formula důležitá

Proč se tak dlouho zabývat Ferguson Formula? Protože Harry Ferguson Research byla první organizací na světě, která pohon všech kol vnímala především jako nástroj aktivní bezpečnosti, a nikoli jako řešení trakce v terénu.

Asymetrické rozdělení točivého momentu bylo záměrným krokem proti nepředvídatelnosti, která sužuje symetrické systémy. Přidejte vozu s pohonem zadních kol v kluzké zatáčce příliš mnoho plynu a přetáčí se, předvídatelně. Udělejte totéž u vozu s pohonem předních kol a nedotáčí se, předvídatelně. Udělejte to u vozu se symetrickým pohonem všech kol a odpověď závisí na tom, která náprava má zrovna horší přilnavost — což je nejednoznačné a nebezpečné. Tím, že Ferguson Formula směřovala točivý moment více dozadu, dodala Jensenu FF ve většině podmínek chování blízké pohonu zadních kol.

Vynález viskózní spojky

Fergusonův mechanismus měl jedno zásadní omezení: jeho volnoběžné spojky fungovaly binárně, ve stylu zapnuto–vypnuto. Přechod z otevřeného diferenciálu do plné uzávěrky byl okamžitý, a to mohlo v okamžiku sepnutí vytvořit vlastní nejednoznačnost. Bylo zapotřebí mechanismu, který by dokázal plynule měnit míru uzavření.

Koncem 60. let začali Tony Rolt a Derek Gardner — později hlavní konstruktér vozů Formule 1 stáje Tyrrell — experimentovat se silikonovou kapalinou používanou ve viskózních spojkách ventilátorů. Výsledkem byla viskózní spojka: válcové pouzdro naplněné silikonovou kapalinou, obsahující střídavé svazky třecích lamel připojených ke každé výstupní hřídeli.

Jak viskozni spojka funguje

• Za normálních podmínek, kdy se všechna kola otáčejí podobnou rychlostí, se svazky lamel vůči sobě téměř nepohybují a spojka nemá na diferenciál žádný vliv.
• Když se jedna náprava začne protáčet, její výstupní hřídel se otáčí rychleji, což způsobí, že se svazky lamel vůči sobě otáčejí a smýkají silikonovou kapalinu.
• Toto smýkání zvyšuje teplotu a tlak uvnitř spojky, čímž dramaticky roste viskozita kapaliny.
• Tento nárůst viskozity způsobí, že se lamely o sebe třou, postupně brzdí rychleji se otáčející hřídel a částečně nebo úplně uzavírají diferenciál.

FF Developments a AMC Eagle

Poté, co si Tony Rolt nechal viskózní spojku patentovat, založil v roce 1971 FF Developments (FFD) s cílem komerčně prodávat převodovky pro pohon všech kol. Počáteční práce byla nevděčná: dodávky Bedford s pohonem všech kol pro britskou lesní správu, série policejních vozů Ford Zephyr FF, sedany Opel Senator 4×4 pro britskou vojenskou misi v Berlíně.

Nejvýznamnější sériovou zakázkou FFD byla převodovka pro AMC Eagle (1979–1988) — zvýšenou verzi sedanu AMC Concord s pohonem všech kol, na větších pneumatikách, se zvednutou karoserií o 75 mm. Eagle byl prvním sériovým vozem na světě, který uzavíral svůj mezinápravový diferenciál viskózní spojkou. Byl koncipován spíše jako mírný terénní vůz než jako výkonný sporťák, přesto je architektura jeho převodovky přímým předchůdcem některých z nejslavnějších rychlých vozů s pohonem všech kol, jaké kdy byly postaveny, mezi nimi rané Subaru Impreza WRX a Mitsubishi Lancer Evolution.

Samosvorné diferenciály: od Torsenu k elektronickému řízení

Balici trik Audi

Když Audi Quattro vstoupilo v roce 1981 do výroby — dva roky po AMC Eagle — používalo konvenční otevřený mezinápravový diferenciál s ruční uzávěrkou. Elegance řešení Audi spočívala v uspořádání. Podélně uložený motor mířil přímo k zadní nápravě a mezinápravový diferenciál byl umístěn přímo do převodovky: sekundární hřídel byla dutá a přední hnací hřídel byla vedena skrz ni. Tým Ferdinanda Piëcha zvolil symetrické rozdělení 50:50 mezi přední a zadní nápravu.

Diferencial Torsen

V roce 1984 páky ruční uzávěrky z kabin Audi konečně zmizely, nahradil je samosvorný diferenciál Torsen — TORque SENsing (snímající točivý moment). Jeho výhody stojí za vyjmenování:

• je zcela mechanický — nevyžaduje žádnou elektroniku, kapalinu ani zásah řidiče
• reaguje na změny točivého momentu na výstupních hřídelích, nikoli na rozdíly otáček, což znamená, že může zareagovat dříve, než se kola skutečně začnou protáčet
• na rozdíl od viskózní spojky se uzavírá pouze při trakci, nikoli při brzdění, což ho činí plně kompatibilním s ABS
• uzavírání a otevírání je plynulé a spojité, bez binárních přechodů

Poté, co se Torsen osvědčil u rychlých vozů, sáhli po něm konstruktéři SUV usilující o ovladatelnost připomínající osobní auta. Používá se dnes v Range Roveru, Volkswagenu Touareg, Porsche Cayenne a Toyotě Land Cruiser Prado.

Skupina B a rallyové zbrojení

V 80. letech rozpoutala rallyová dominance Quattra závody ve zbrojení v oblasti pohonu všech kol. Během několika sezon se objevily všechny tyto rallyové vozy s pohonem všech kol, z nichž každý používal ve svých samosvorných diferenciálech technologii viskózní spojky FFD:

• Peugeot 205 T16
• Austin Metro 6R4
• Lancia Delta S4
• Ford RS200

Stuart Rolt, Tonyho syn, řídil v těch letech vztahy FFD s rallyovými týmy.

Počátkem 90. let se na FFD obrátila také ruská továrna AZLK, která chtěla rallyovou verzi Moskviče 2141 s pohonem všech kol. Experimentální vůz, postavený na stejném uspořádání se třemi diferenciály jako Ford RS200, se v extrémních podmínkách choval pozoruhodně předvídatelně. Testování odhalilo princip, který platí dodnes: nastavte tuhost uzavírání každé viskózní spojky zvlášť a vyváženost vozu se s tím posune.

• tužší zadní mezikolový diferenciál → větší sklon k přetáčivosti
• tužší přední nebo mezinápravový diferenciál → větší nedotáčivost a stabilita

Prichazi elektronicke rizeni

Právě tato možnost ladění je důvodem, proč moderní vozy WRC používají ve všech třech diferenciálech elektronicky řízené lamelové spojky místo pasivních viskózních spojek. Hydraulické akční členy a palubní počítač mění uzavření každého diferenciálu v reálném čase — uvolní spojky při najíždění do zatáčky, aby se vůz volně stáčel, a poté je postupně stahují, jak řidič akceleruje na rovinku, pro maximální trakci bez nedotáčivosti.

Dva výrobci byli průkopníky elektronicky řízených diferenciálů v silničních vozech:

• Mercedes-Benz 4Matic (1986, třída E W124): Tři elektronicky řízené spojky postupně připojovaly přední nápravu, poté uzavíraly mezinápravový diferenciál a nakonec podle potřeby uzavíraly zadní diferenciál. Systém byl účinný, ale příliš složitý a elektronika mohla na sypkém povrchu způsobovat znatelné připojování a odpojování předních kol.
• Porsche 959 (1986): Dvě elektronicky řízené spojky pracující ve čtyřech volitelných režimech řidiče. Systém 959 byl sofistikovanější a lépe vhodný pro vysoce výkonné nasazení.

Nahrazení diferenciálu: Haldex a zjednodušené systémy pohonu všech kol

Samotna viskozni spojka

Zatímco rallyoví inženýři posouvali samosvorné diferenciály na hranice možností, konstruktéři běžných osobních vozů se vydali opačným směrem — mezinápravový diferenciál zcela vypustili a na jeho místo umístili viskózní spojku. Volkswagen Golf II Syncro z roku 1985 byl prvním evropským osobním vozem, který to udělal, s převodovkou vyvinutou inženýry z GKN, jež v roce 1969 získala FFD.

Pro sériovou výrobu se toto zjednodušení vyplatilo:

• model s pohonem všech kol sdílel většinu součástí se standardní verzí s pohonem předních kol, což snižovalo výrobní náklady a složitost
• za normálních podmínek se vůz choval stejně jako vůz s pohonem předních kol
• když přední kola prokluzovala, viskózní spojka dokázala přenést až 70 % točivého momentu na zadní nápravu přibližně za 0,2 sekundy

Toto zpoždění však představovalo riziko z hlediska ovladatelnosti. Vůz, který se choval jako vůz s pohonem předních kol a přední částí vyjížděl ven ze zatáčky, mohl v okamžiku sepnutí spojky náhle přejít k chování s převahou zadní nápravy — a řidiče zaskočit. Japonští výrobci zkoušeli různá řešení, včetně montáže více spojek: Nissan Sunny/Pulsar z roku 1988 používal tři, jednu pro připojení pohonu zadních kol a jednu pro uzavření každého mezikolového diferenciálu. Mazda Concerto 4WD šla ještě dál a nahradila viskózními spojkami jak mezinápravový, tak zadní mezikolový diferenciál.

Spojka Haldex

Další krok nahradil viskózní spojku elektronicky řízenou hydraulickou lamelovou spojkou — mnohem rychlejší a mnohem přesněji ovladatelnou. Nejznámějším příkladem je spojka Haldex, která na Volkswagenu Golf IV a jeho platformových sourozencích převzala roli viskózní spojky. Funguje takto:

• čelní vačky detekují jakýkoli rozdíl otáček mezi přední a zadní hřídelí
• válečky přejíždějící po plochách vaček tlačí písty v prstencových válcích a čerpají hydraulickou kapalinu
• tlak kapaliny stlačuje svazek lamel spojky a přenáší točivý moment na zadní nápravu
• solenoidový ventil řízený elektronikou vozidla může kdykoli uvolnit tlak — což umožňuje plynule proměnné rozdělení točivého momentu

Většina vozů s pohonem všech kol a crossoverů, které jsou dnes v prodeji, používá nějakou verzi této elektronicky řízené spojky, ať už je to Haldex u vozů koncernu Volkswagen, Honda VTM-4 nebo BMW xDrive. Moderní spojky reagují dostatečně rychle na to, aby se zpoždění při sepnutí stalo při běžné jízdě nepostřehnutelným, a nyní záleží více na kalibraci než na hardwaru: Golf 4Motion a Audi A3 Quattro používají mechanicky totožné převodovky, ale odlišný software dává Volkswagenu symetrické rozdělení, zatímco Audi posílá 60 % točivého momentu dopředu pro známější charakter pohonu předních kol.

Technologie pohonu všech kol dnes: který systém je nejlepší?

Připojitelné systémy s ručně připojovanou druhou nápravou z osobních vozů naštěstí zmizely. To, co zůstává, se dělí do tří skupin, z nichž každá má své přednosti:

• Stálý pohon všech kol se samosvorným mezinápravovým diferenciálem (viskózní spojka jako u Subaru, mechanický Torsen jako u Audi A4/A6/A8 Quattro a Volkswagen Phaeton nebo elektronicky řízené spojky jako u Mitsubishi Lancer Evo): nejsofistikovanější a nejpřínosnější systémy, schopné při správné kalibraci skutečně zlepšit ovladatelnost na silnici i na okruhu.
• Stálý pohon všech kol s otevřeným mezinápravovým diferenciálem (jako u Mercedes-Benz 4Matic): spoléhá na protiprokluzovou elektroniku, aby vyrovnal chybějící samosvornost. Účinný na silnici, ale mechanicky méně proaktivní.
• Připojitelný pohon zadních kol prostřednictvím řízené spojky (Haldex, jako u Volva, Saabu a různých crossoverů koncernu Volkswagen): nejrozšířenější uspořádání u moderních crossoverů — cenově výhodné, lehké a díky rychlejší elektronice stále schopnější.

Vektorování točivého momentu a co přijde poté

Dominantním trendem u pokročilého pohonu všech kol je vektorování točivého momentu (torque vectoring): nejen jeho rozdělování mezi nápravy, ale aktivní změna mezi levým a pravým kolem nápravy. Mitsubishi Lancer Evolution X představuje špičku — jeho systém S-AWC spojuje elektronicky řízený středový diferenciál (ACD) se zadním diferenciálem Active Yaw Control (AYC), který dokáže přesouvat točivý moment z jednoho zadního kola na druhé. Přídavné sady ozubených kol posouvají vyváženost proaktivně, dříve než dojde ke ztrátě přilnavosti, místo aby reagovaly, až když se kolo už protáčí.

V praxi se skutečné rozdíly mezi moderními systémy stále zmenšují, jak se zlepšuje řídicí elektronika. Dobře kalibrovaný crossover s Haldexem nyní nabízí stabilitu, za kterou by byl mechanický Torsen před generací obdivován. To je směr vývoje — a jeho koncovým bodem může klidně být elektromobil se čtyřmi samostatnými motory v kolech, z nichž každý dávkuje svůj vlastní točivý moment zcela bez mechanického hnacího ústrojí. Což příběh úhledně vrací zpět k elektrickému vozu Ferdinanda Porscheho s pohonem všech kol z roku 1900.

Toto je překlad. Originál si můžete přečíst zde: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html