Pohon všech kol: Historie, technologie a jak fungují systémy AWD

Tento článek začal jako přímočarý technický průvodce — něco jako „vše, co jste kdy chtěli vědět o pohonu všech kol, ale nevěděli jste, koho se zeptat.” Plánovali jsme popsat, jak se otevřené diferenciály liší od jednotek s visko-spojkou nebo typu Haldex, co vlastně dělají samosvorné diferenciály a proč na tom vůbec záleží. Čím hlouběji jsme se však ponořili do historie, tím více jsme byli překvapeni. Ukázalo se, že první osobní automobil s trvalým pohonem všech kol byl postaven v Nizozemsku před více než sto lety. A v roce 1935 přišel americký závodní vůz s pohonem čtyř kol překvapivě blízko k tomu, aby změnil chod světových dějin.

Proč osobní automobil potřebuje pohon všech kol? Ve 21. století se odpověď zdá zřejmá: lepší trakce, menší protáčení kol na kluzkých površích a lepší ovladatelnost při přidávání plynu. Čtyři hnací kola jsou jednoduše lepší než dvě. Lidstvo však překvapivě dlouho otálelo, než začalo tuto základní pravdu uplatňovat. Zeptejte se jakéhokoli historika automobilismu a řekne vám, že éra pohonu všech kol pro sériově vyráběné osobní automobily začala v roce 1980 s Audi Quattro. Může také zmínit vzácné předchůdce — britské supersportovní auto Jensen FF z roku 1966 a Subaru Leone 4WD z roku 1972. Skutečný odborník však rychle poznamenává, že rané čtyřkolkové Subaru nemělo vůbec trvalý pohon čtyř kol — byl to přídavný pohon. A jak vysvětlíme, je to zásadní rozdíl.

Přídavný pohon 4×4: Provizorní řešení

Přídavný pohon jedné nápravy je kompromisní řešení, a pro silniční automobily nijak elegantní. Pojem „přídavný pohon 4×4″ (Part-Time 4WD) pochází ze světa SUV a terénních vozů. V této konfiguraci jedna náprava pohání trvale, zatímco druhá je na vyžádání tuhle připojena — toto tuhé spojení však lze použít pouze v terénu. Na zpevněných površích musí být přídavný systém zcela odpojen. Důvody jsou následující:

• Při průjezdu zatáčkou opisují přední kola delší oblouk než zadní a musí se proto otáčet rychleji.
• U tuhle spojeného systému pohonu čtyř kol se trakce předních kol snižuje, zatímco točivý moment na zadní nápravě roste.
• V některých případech mohou přední kola dokonce vytvářet brzdnou sílu namísto hnací — zvyšují odpor a ztěžují řízení.
• Na sypkých površích, jako je bláto nebo sníh, je tento efekt zvládnutelný, ale na asfaltu způsobuje vážné svírání hnacího ústrojí a problémy s ovladatelností.

Při průjezdu zatáčkou opisuje každé kolo vlastní oblouk a musí se otáčet jinou rychlostí. Proto trvalý pohon všech kol vyžaduje tři diferenciály: dva mezikolové diferenciály (jeden na každé nápravě) a jeden mezinápravový diferenciál, který umožňuje oběma hnaným nápravám otáčet se nezávisle na sobě.

Navzdory těmto nevýhodám se tuhé spojení pohonu čtyř kol objevilo u některých silničních vozidel — ta však svým charakterem byla blíže terénním vozům. V SSSR například GAZ-61 „Emka” — čtyřkolkový sedan se šestiválcovým motorem a přídavnou přední nápravou — zahájil malosériovou výrobu již v roce 1938. Po válce se podobné pohonné soustavy objevily ve verzi GAZ-M72 „Pobeda” pro lehký terén a v Moskviči 410. Subaru Leone 4WD z roku 1972 se řídilo stejnou logikou: bylo určeno pro terénní použití, mělo vyšší světlou výšku než standardní Subaru s předním pohonem a ručně připojitelnou zadní nápravu.

Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979) bylo čtyřkolkovou úpravou platformy s předním pohonem a ručně připojitelnou zadní nápravou. Hlavní technické parametry zahrnovaly:

• Varianty motorů: 1,4 litru (72 k) nebo 1,6 litru (80 k)
• Karoserie: kombi, sedan a pick-up
• Zapínání zadního pohonu: ruční u vozů s manuální převodovkou; automatické přes vícelamelovou třecí spojku u automatů
• Toto přídavné uspořádání pokračovalo na všech čtyřkolkových Subaru až do roku 1989

Základní problém přídavného pohonu čtyř kol spočívá v tom, že je na zpevněných komunikacích, kde většina automobilů tráví většinu svého času, k ničemu — přesto musí vozidlo neustále nést přebytečnou hmotnost redukční převodovky, druhého kardanového hřídele a sekundárního nápravového ústrojí. Převod přídavného systému na trvalý však vyžaduje jedinou součást navíc: mezinápravový diferenciál v redukční převodovce.

Trvalý pohon všech kol: Jak funguje a proč na tom záleží

Mezinápravový diferenciál je klíčem k trvalému pohonu všech kol. Dva mezikolové diferenciály — jeden na každé nápravě — umožňují levému a pravému kolu na každé nápravě otáčet se při průjezdu zatáčkou různými rychlostmi. Mezinápravový diferenciál plní stejnou funkci mezi přední a zadní nápravou. Automobil vybavený všemi třemi diferenciály může mít trvalý pohon všech kol na jakémkoli povrchu bez svírání hnacího ústrojí nebo zhoršení ovladatelnosti.

V teorii jednoduché — přesto až do počátku 80. let automobilový mainstream považoval trvalý pohon čtyř kol pro silniční vozy za zbytečný. Převládal názor, že neustálé otáčení druhé dvojice kol a všech souvisejících součástí hnacího ústrojí na suchém asfaltu přidává hluk a plýtvá palivem. Audi Quattro toto myšlení trvale změnilo. Rozložením točivého momentu motoru trvale na všechna čtyři kola trvalý pohon AWD:

• Ponechává větší rezervu přilnavosti pro zvládání bočních sil v zatáčkách
• Výrazně zlepšuje stabilitu při akceleraci nebo brzdění v průběhu zatáčení
• Snižuje riziko náhlého přetáčivého nebo nedotáčivého chování vyvolaného pohybem plynové páky

Audi 80 Quattro z konce 80. let ukazuje, jak vybroušeným toto uspořádání postupně bylo. Architektura Quattro je kompaktnější než přenos Ferguson Formula od konkurence. Od roku 1984 přijalo Audi samosvorný diferenciál Torsen — čistě mechanické zařízení, které reaguje na změny točivého momentu na každém výstupním hřídeli, nikoli na rozdíly v rychlosti otáčení kol. Na rozdíl od samosvorného diferenciálu s visko-spojkou se Torsen uzamyká pouze při trakci, nikoli při brzdění, a je tedy plně kompatibilní se systémy ABS a zlepšuje stabilitu při zpomalování.

Za zmínku stojí, že Range Rover (1970) a ruská Lada Niva (1976) jsou obecně považovány za první sériově vyráběná vozidla s mezinápravovým diferenciálem — obě patří pevně do kategorie terénních vozů. Audi Quattro si nárokuje průkopnický titul výhradně mezi osobními automobily.

Rané závodní vozy s pohonem čtyř kol: Od Spykera po Bugatti

Zkoumali konstruktéři závodních vozů trvalý pohon čtyř kol před érou Quattro? Odpověď je jednoznačně ano — a příběh sahá mnohem dál, než většina lidí čeká.

Prvním poválečným projektem Ferdinanda Porscheho byl závodní vůz s pohonem čtyř kol: Cisitalia 360 s motorem uprostřed a dvanáctiválcovým motorem o objemu 1,5 litru. Přední pohon však byl přídavný — řidič ho zapínal pouze na rovinkách a před zatáčkami přepínal zpět na zadní pohon.

Porsche však postavilo čtyřkolkové vozidlo mnohem dříve: elektrický vůz se čtyřmi individuálními motory kol, již v roce 1900. Skutečným překvapením pro historiky automobilismu je však závodní vůz z roku 1902 postavený nizozemským výrobcem Spyker. V době, kdy byly brzdy montovány pouze na zadní kola, měl tento vůz skutečný trvalý pohon všech kol — včetně mezinápravového diferenciálu.

Společnost Spyker byla založena v roce 1880 bratry Spijkery jako výrobce koňských kočárů. 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 čtyř kol (1902–1907). Jeho specifikace byla pro tehdejší dobu mimořádně pokročilá:

• Tři diferenciály — mezinápravový a oba mezikolové
• Tři samostatné brzdné mechanismy — dva na zadních kolech, jeden na předním hnacím hřídeli
• Systém pohonu čtyř kol, jehož koncepci nemělo co překonat po celá desetiletí

Koncepce trvalého pohonu čtyř kol je tedy stará více než sto let. Čtyřkolkových Spykerů nevzniklo mnoho — byly nesmírně drahé a nikdy nedosáhly výraznějších závodních úspěchů. Na počátku 30. let následovaly dva ambicióznější projekty závodních vozů AWD: Bugatti Tipo 53 a Miller FWD.

Projekt Bugatti Tipo 53 vznikl z iniciativy inženýra Fiatu Antonia Pichetta, který myšlenku předložil Ettorovi Bugattovi v roce 1930. V roce 1932 byly dokončeny tři vozy, každý s těmito vlastnostmi:

• Přeplňovaný řadový osmiválec s výkonem 300 k
• Trvalý pohon čtyř kol se třemi diferenciály
• Redukční převodovka a mezinápravový diferenciál integrované do samostatně uložené převodovky
• Hnací hřídele obou náprav umístěné na levé straně vozu
• Nezávislé přední zavěšení na příčném listovém pružení — pro Bugatti neobvyklé

Přestože Tipo 53 předjíždělo tehdejší vozy se zadním pohonem v zatáčkách na štěrku, trpělo nadměrnou námahou na volantu kvůli použití standardních kardanových kloubů místo kloubů s konstantní úhlovou rychlostí v předních hnacích hřídelích. Tři vozy závodily až do roku 1935.

Miller FWD vznikl částečně proto, že americký konstruktér Harry Miller prostudoval Bugatti s předním náhonem zakoupené výslovně za účelem demontáže. Inspirován Bugattiho přístupem vyvinul Miller vlastní podvozek s pohonem čtyř kol za sponzorství společnosti FWD (výrobce nákladních vozidel). Jeden z čtyřkolkových Millerů vedl závod Indianapolis 500 v roce 1934, než musel na devátém místě odstoupit s mechanickou poruchou.

Tyto vozy jsou spojeny s jedním z nejpodivnějších okamžiků „co by bylo, kdyby” v dějinách automobilismu. Při závodě na autodromu AVUS v Berlíně v roce 1935 jel čtyřkolkový Miller na třetím místě, když jeho řadový osmiválec katastrofálně selhal a trosky začaly létat směrem k tribunám. Adolf Hitler byl ten den přítomen na tribuně. Kdyby ho zasáhl byť jen malý úlomek, mohl by chod druhé světové války — a světových dějin — být zcela jiný.

Ferguson Formula: Systém AWD, který změnil vše

Aby bylo možné pochopit další klíčovou kapitolu v historii pohonu všech kol, je užitečné vrátit se k zásadnímu omezení otevřených mezinápravových diferenciálů. Otevřený diferenciál umožňuje jedné nápravě volně se otáčet, zatímco druhá nedostává žádný točivý moment. Pokud zadní kola zcela ztratí přilnavost, mohou přední kola stát na místě, zatímco zadní se protáčejí — diferenciál tomu nijak nezabrání.

Řešení vyvinuté pro SUV bylo pevné uzamčení: řidič ručně zapne mechanismus, který tuhle uzamkne ozubení diferenciálu a přemění diferenciální pohon na tuhé spojení. Tento přístup byl používán v prvních Range Roverech, Ladě Niva a mnoha dalších terénních vozidlech — včetně první generace Audi Quattro, kde musel řidič až do roku 1984 ručně uzamykat střední diferenciál. Ruční uzamčení je však dalším kompromisem: musí být na tvrdých površích vypnuto a nenabízí žádnou ochranu, pokud protáčení kol začne nečekaně na kluzké vozovce.

Prvním automatickým samosvorným mezinápravovým diferenciálem bylo dílo britského závodního jezdce a inženýra Tonyho Rolta. Spolu se svým přítelem a kolegou jezdcem Fredem Dixonem provozoval Rolt před válkou dílnu Rolt/Dixon Developments. Po válce oba propadli kouzlu trvalého pohonu čtyř kol. Po stavbě experimentálního čtyřkolkového zkušebního vozidla nazvaného „Crab” se v roce 1950 spojili s Harrym Fergusonem — úspěšným výrobcem traktorů — a založili Harry Ferguson Research.

Fergusonovou vizí nebyl závodní vůz, ale skutečně bezpečný silniční automobil: takový, jehož kola by se neprokluzovala při akceleraci ani neblokovala při brzdění. Rolt a Dixon se rozhodli navrhnout takový vůz zcela od základu — včetně karoserie, převodovky a pohonné jednotky. Se zkušeným konstruktérem Claudem Hillem (dříve z Aston Martinu) v roli hlavního inženýra byl experimentální sedan Ferguson R4 dokončen po šesti letech vývoje. Jeho specifikace byla pro rok 1956 pozoruhodná:

• Trvalý pohon všech kol se samosvorným mezinápravovým diferenciálem
• Plochý čtyřválec
• Kotoučové brzdy na všech čtyřech kolech
• Elektromechanický protiblokovací systém Dunlop MaxaRet přizpůsobený z letectví

Srdcem převodového systému Ferguson Formula byl důmyslný samosvorný mechanismus uvnitř redukční převodovky. Kromě diferenciálu obsahovala jednotka další sadu ozubených kol, dvě kuličkové jednostranné spojky a dvě sady třecích lamel. Za normálních podmínek tyto prvky tiše pracovaly naprázdno. Jakmile však kola jedné nápravy začala klouzat — což způsobovalo rozdíl v rychlosti výstupních hřídelů — jedna ze spojek se sepnula, zmáčkla svůj paket lamel na ozubení diferenciálu a okamžitě přeměnila diferenciální pohon na tuhé spojení.

Druhý prototyp, kombi Ferguson R5 z roku 1962, byl ještě schopnější. Testeři časopisu Autocar poznamenali, že dosahuje mezí přilnavosti při rychlostech, které se zdály téměř nemožné. Přesto žádný výrobce nepřijal Fergusona do výroby — složitost a náklady byly příliš vysoké. V roce 1962 však Tony Rolt přesvědčil vedení Jensen Cars, aby přizpůsobilo převodový systém Ferguson Formula pro jejich připravované kupé CV8 s motorem Chrysler V8 o výkonu 300 k. O tři roky později bylo dokončeno experimentální čtyřkolkové Jensen CV8 FF.

V roce 1966 nahradil Jensen CV8 model Interceptor — a vedle standardního kupé se zadním pohonem nabídl Jensen variantu s pohonem čtyř kol označenou diskrétním nápisem „FF”. Jensen FF se stal prvním sériově vyráběným automobilem na světě, který kombinoval samosvorný mezinápravový diferenciál s ABS. Označení „FF” znamenalo „Formula Ferguson”. Hlavní technické parametry zahrnovaly:

• Motor Chrysler V8 big-block o objemu 6,3 litru s výkonem 325 k
• Třístupňová automatická převodovka TorqueFlite nebo čtyřstupňová manuální převodovka
• Asymetrické rozdělení točivého momentu: 63 % na zadní nápravu, 37 % na přední — pro zachování jízdního charakteru vozu se zadním pohonem
• Jednookruhový ABS Dunlop MaxaRet
• Hřebenové posilovací řízení a kotoučové brzdy dokola
• Nejvyšší rychlost 212 km/h; 0–100 km/h za 7,7 sekundy; provozní hmotnost přibližně 1 800 kg
• Cena ve Velké Británii v roce 1968: přibližně 6 000 liber — srovnatelné s nejlevnějším Rolls-Roycem
• Celková výroba: 318 vozů (1966–1971)

Každý automobilový novinář té doby chválil výjimečnou stabilitu Jensenu FF a to, co popisovali jako „téměř neomezenou trakční rezervu na mokrém asfaltu”. Harry Ferguson sám bohužel Jensen FF nikdy nespatřil — zemřel v roce 1960.

Proč věnovat Ferguson Formule tolik prostoru? Protože Harry Ferguson Research byl první organizací na světě, která považovala pohon všech kol především za nástroj aktivní bezpečnosti — nikoli pouze za řešení trakčních problémů v terénu. Asymetrické rozdělení točivého momentu bylo záměrnou volbou, aby se předešlo nepředvídatelnosti symetrických systémů AWD. U vozu se zadním pohonem způsobuje přílišné přidání plynu v kluzké zatáčce předvídatelné přetáčivé chování. U vozu s předním pohonem způsobuje předvídatelné nedotáčivé chování. U symetrického vozu AWD závisí reakce na tom, která náprava má horší přilnavost — což může být nejasné a nebezpečné. Tím, že byl točivý moment vychýlen k zadní nápravě, dal Ferguson Formula Jensenu FF za většiny podmínek téměř předvídatelné jízdní chování typické pro vozy se zadním pohonem.

Vynález visko-spojky

Samosvorný mechanismus Ferguson Formula měl jedno závažné omezení: jeho jednostranné spojky pracovaly binárně, v režimu zapnuto-vypnuto. Přechod z otevřeného diferenciálu na plné uzamčení byl okamžitý, což mohlo v okamžiku sepnutí vytvářet vlastní nejasnosti v jízdním chování. Bylo zapotřebí zařízení, které by mohlo plynule a postupně měnit stupeň uzamčení diferenciálu.

Na konci 60. let začali Tony Rolt a Derek Gardner — pozdější hlavní konstruktér závodních vozů Formule 1 stáje Tyrrell — experimentovat se silikonovým olejem používaným ve viskózních spojkách ventilátorů. Výsledkem byla visko-spojka: válcový kryt naplněný silikonovým olejem se střídajícími se pakety třecích lamel spojenými s každým výstupním hřídelem.

Zde je princip fungování:

• Za normálních podmínek, kdy se všechna kola otáčejí podobnými rychlostmi, se pakety lamel téměř nepohybují vůči sobě a spojka nemá na diferenciál žádný vliv.
• Když jedna náprava začne klouzat, její výstupní hřídel se otáčí rychleji, což způsobuje vzájemné otáčení paketů lamel a střih silikonového oleje.
• Střih zvyšuje teplotu a tlak uvnitř spojky, čímž dramaticky vzrůstá viskozita oleje.
• Toto zvýšení viskozity způsobuje, že lamely na sebe tlačí, postupně brzdí rychleji se otáčející hřídel a částečně nebo úplně uzamykají diferenciál.

Po patentování visko-spojky založil Tony Rolt v roce 1971 společnost FF Developments (FFD) za účelem komerční dodávky převodovek AWD. Mezi rané projekty patřily dodávky Bedford s pohonem čtyř kol pro britské lesní služby, série policejních vozidel Ford Zephyr FF a sedany Opel Senator 4×4 pro britskou vojenskou misi v Berlíně.

Nejvýznamnějším sériovým úspěchem FFD byl převodový systém pro AMC Eagle (1979–1988) — zvýšená čtyřkolková verze sedanu AMC Concord s většími pneumatikami a zvednutou karoserií o 75 mm. AMC Eagle byl prvním sériově vyráběným automobilem na světě, který používal mezinápravový diferenciál uzamčený visko-spojkou. Ačkoli byl koncipován spíše jako lehký terénní vůz než jako sportovní automobil, jeho architektura převodového systému se stala přímým předkem některých nejslavnějších sportovních vozů AWD — včetně raných generací Subaru Impreza WRX a Mitsubishi Lancer Evolution.

Samosvorné diferenciály: Od Torsenu po elektronické řízení

Když Audi Quattro zahájilo sériovou výrobu v roce 1981 — dva roky po debutu AMC Eagle — používalo konvenční otevřený mezinápravový diferenciál s ručně ovládaným pevným uzamčením. Elegance Audiho řešení spočívala v zástavbě: podélně uložený motor mířil přímo k zadní nápravě a mezinápravový diferenciál byl integrován přímo do převodovky. Sekundární hřídel převodovky byl dutý a předním hnacím hřídelem byl veden skrz něj. Tým Ferdinanda Piëcha zvolil symetrické rozdělení točivého momentu 50:50 mezi přední a zadní nápravu.

V roce 1984 zmizely páky ručního uzamčení diferenciálu z interiérů Audi a nahradil je samosvorný diferenciál Torsen (TORque SENsing — snímání točivého momentu). Torsen nabízí několik klíčových výhod:

• Je zcela mechanický — nevyžaduje elektroniku, kapalinu ani zásah řidiče
• Reaguje na změny točivého momentu na výstupních hřídelích, nikoli na rozdíly rychlostí, takže může reagovat ještě před tím, než protáčení kol skutečně začne
• Na rozdíl od visko-spojky se uzamyká pouze při trakci, nikoli při brzdění, a je tedy plně kompatibilní se systémem ABS
• Uzamykání a odemykání je plynulé a průběžné, bez binárních přechodů

Ověřená schopnost Torsenu přinášet zlepšení jízdního chování a stability u sportovních vozů přilákala konstruktéry SUV hledající dynamiku blízkou osobním automobilům. Dnes se používá v převodovkách vozidel, jako je Range Rover, Volkswagen Touareg, Porsche Cayenne a Toyota Land Cruiser Prado.

V 80. letech dominance Audi Quattro v rally spustila zbrojení pohonu čtyř kol mezi účastníky skupiny B. Během několika sezón se objevily následující čtyřkolkové závodní vozy — všechny používaly technologii visko-spojky FFD ve svých samosvorných diferenciálech:

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

Stuart Rolt, Tonyho syn, řídil v tomto období vztahy FFD s rallye týmy.

Na počátku 90. let se také ruská továrna AZLK obrátila na FFD s žádostí o vývoj čtyřkolkové rallye verze Moskviče 2141. S použitím stejného rozvržení tří diferenciálů jako Ford RS200 dosáhl experimentální čtyřkolkový Moskvič pozoruhodně předvídatelného jízdního chování v extrémních podmínkách. Testování odhalilo důležitý princip: úpravou tuhosti uzamčení každé visko-spojky zvlášť mohli inženýři ladit jízdní rovnováhu vozu v širokém rozsahu:

• Tužší zadní mezikolový diferenciál → větší sklon k přetáčivému chování
• Tužší přední nebo mezinápravový diferenciál → větší nedotáčivost a stabilita

Tato laditelnost je důvodem, proč moderní závodní vozy WRC používají elektronicky řízené pakety vícelamelových spojek namísto pasivních visko-spojek ve všech třech diferenciálech. Hydraulické aktuátory a palubní počítač mohou v reálném čase měnit uzamčení každého diferenciálu — uvolňovat spojky při vjíždění do zatáčky, aby se vůz mohl volně otáčet, a pak je postupně svírat, jak řidič přidává plyn na rovince, aby maximalizoval trakci a přitom se vyhnul nedotáčivosti.

Dva výrobci byli průkopníky elektronicky řízených diferenciálů v sériových vozech:

• Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 třídy E): Tři elektronicky řízené spojky postupně připojovaly přední nápravu, poté uzamykaly mezinápravový diferenciál a nakonec uzamykaly zadní diferenciál dle potřeby. Systém byl účinný, ale přehnaně složitý a elektronika mohla způsobovat znatelné připojování a odpojování předních kol na sypkých površích.
• Porsche 959 (1986): Dvě elektronicky řízené spojky pracující ve čtyřech volitelných jízdních režimech pro řidiče. Systém Porsche 959 byl propracovanější a lépe přizpůsobený vysokovýkonnému použití.

Náhrada diferenciálu: Haldex a zjednodušené systémy AWD

Zatímco rallye inženýři tlačili samosvorné diferenciály na jejich meze, konstruktéři sériových osobních automobilů se vydali opačným směrem — mezinápravový diferenciál zcela vyloučili a nahradili ho samotnou visko-spojkou. Volkswagen Golf II Syncro z roku 1985 byl prvním evropským osobním automobilem, který tento přístup použil. Převodový systém byl vyvinut inženýry ze společnosti GKN, která v roce 1969 získala FFD.

Zjednodušené uspořádání s visko-spojkou nabízelo jasné výhody pro sériovou výrobu:

• Model AWD sdílel většinu součástí se standardní verzí s předním pohonem, což snižovalo výrobní náklady a složitost
• Za normálních podmínek se automobil choval identicky jako vůz s předním pohonem
• Při prokluzu předních kol mohla visko-spojka přenést na zadní nápravu až 70 % točivého momentu přibližně za 0,2 sekundy

Toto zpožděné sepnutí však vytvářelo riziko v jízdním chování: vůz, který se zpočátku choval jako automobil s předním pohonem (tlačil přední část ven ze zatáčky), mohl po sepnutí visko-spojky náhle přejít k chování s přetížením zadní nápravy, čímž řidiče překvapil. Japonští výrobci zkoumali různá řešení, včetně montáže více visko-spojek — některé modely, například Nissan Sunny/Pulsar z roku 1988, jich používaly tři: jednu pro připojení zadního pohonu a jednu pro uzamčení každého mezikolového diferenciálu. Mazda Concerto 4WD zašla ještě dál a použila visko-spojky namísto mezinápravového i zadního mezikolového diferenciálu.

Dalším evolučním krokem bylo nahrazení visko-spojky elektronicky řízenou hydraulickou vícelamelovou spojkou — mnohem rychlejším a přesněji ovladatelným zařízením. Spojka Haldex, která nahradila visko-spojku ve Volkswagenu Golf IV a jeho platformových sourozencích, je nejznámějším příkladem této technologie. Zde je princip jejího fungování:

• Čelní vačky detekují jakýkoli rozdíl otáčivých rychlostí mezi předním a zadním hřídelem
• Válečky pohybující se po vačkových površích tlačí na písty v prstencových válcích a čerpají hydraulickou kapalinu
• Tlak kapaliny stlačuje paket vícelamelové spojky a přenáší točivý moment na zadní nápravu
• Elektromagnetický ventil, řízený elektronikou vozidla, může kdykoli uvolnit tlak — čímž umožňuje plynule proměnné rozdělení točivého momentu

Dnes většina osobních automobilů AWD a crossoverů používá určitou variantu této architektury elektronicky řízené spojky — ať už Haldex u vozidel skupiny Volkswagen, Honda VTM-4 nebo BMW xDrive. Rychlost moderních spojkových systémů snížila zpoždění sepnutí na bod, kdy je v běžném provozu nepostřehnutelné. Ladění řídicího softwaru nyní hraje větší roli než samotný hardware: Golf 4Motion a Audi A3 Quattro používají mechanicky identické převodovky, ale odlišný software dává Volkswagenu symetrické rozdělení točivého momentu, zatímco kalibrace Audi posílá 60 % točivého momentu na přední nápravu pro zachování charakteru typického pro vozy s předním pohonem.

Technologie AWD dnes: Který systém je nejlepší?

Přídavné systémy pohonu čtyř kol s ručně připojitelnou druhou nápravou naštěstí z osobních automobilů zmizely. Zbývající architektury mají každá své přednosti:

• Trvalý pohon AWD se samosvorným mezinápravovým diferenciálem (visko-spojka jako u Subaru, mechanický Torsen jako u Audi A4/A6/A8 Quattro a Volkswagenu Phaeton, nebo elektronicky řízené spojky jako u Mitsubishi Lancer Evo): nejpropracovanější a nejodměňující systémy, schopné skutečně zlepšit jízdní chování na silnici i na závodní dráze, jsou-li správně vykalibrovány.
• Trvalý pohon AWD s otevřeným mezinápravovým diferenciálem (jako u Mercedes-Benz 4Matic): spoléhá na elektroniku proti prokluzu, která kompenzuje absenci samosvornosti. Na silnici účinný, ale mechanicky méně proaktivní.
• Přídavný zadní pohon prostřednictvím řízené spojky (Haldex, jako u Volva, Saabu a různých crossoverů skupiny Volkswagen): nejrozšířenější uspořádání v moderních crossoverech — nákladově efektivní, lehké a díky rychlejší elektronice stále výkonnější.

Dominantním trendem ve vyspělém pohonu AWD je vektorování točivého momentu — nikoli jen jeho rozdělení mezi přední a zadní nápravu, ale aktivní variace mezi levým a pravým kolem na nápravě. Mitsubishi Lancer Evolution X představuje špičku techniky: jeho systém S-AWC kombinuje elektronicky řízený středový diferenciál (ACD) se zadním diferenciálem Active Yaw Control (AYC) schopným nezávisle přenášet točivý moment mezi zadními koly. Další sady ozubených kol mohou proaktivně přesouvat rovnováhu točivého momentu ještě před ztrátou přilnavosti, a nikoli reaktivně až po začátku protáčení kol.

V praktickém ohledu se reálné rozdíly v jízdním chování mezi moderními systémy AWD stále více zmenšují, jak se řídicí elektronika zdokonaluje. Dobře vyladěný systém na bázi Haldexu v crossoveru může poskytovat stabilitu, která by se zdála pozoruhodná u mechanického diferenciálu Torsen z předchozí generace. To je nakonec směr, kterým se technologie ubírá — a konečným cílem může být elektrický automobil se čtyřmi individuálními motory kol, každý dodávající přesně řízený točivý moment bez jakéhokoli mechanického hnacího ústrojí.

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