Ez a cikk eredetileg egyszerű műszaki útmutatónak indult — valami olyasminek, hogy “minden, amit valaha tudni akartál az összkerékhajtásról, de nem tudtad, kitől kérdezd meg.” A terv az volt, hogy elmagyarázzuk, miben különbözik a nyitott differenciálmű egy viszkókuplungtól vagy egy Haldex egységtől, mit csinál valójában egy önzáró differenciálmű, és miért számít mindez. De minél mélyebbre ástunk a történelemben, annál meglepőbb lett a kép. Az első állandó összkerékhajtású személyautót több mint száz éve Hollandiában építették. És 1935-ben egy összkerékhajtású amerikai versenyautó megdöbbentően közel került ahhoz, hogy megváltoztassa a világtörténelem menetét.
Miért van egy személyautónak egyáltalán szüksége összkerékhajtásra? A 21. században a válasz magától értetődőnek tűnik: jobb tapadás, kevesebb kerékpörgés csúszós felületen, nyugodtabb viselkedés gázadás alatt. Négy hajtott kerék egyszerűen jobb, mint kettő. Az ipar mégis meglepően sokáig várt ezzel. Kérdezzen meg bármely autótörténészt, és azt fogja mondani, hogy a tömegpiaci autók összkerékhajtású korszaka 1980-ban kezdődött az Audi Quattro modellel, néhány ritka előfutárral — az 1966-os brit Jensen FF szuperautóval és az 1972-es Subaru Leone 4WD-vel. Egy igazi specialista hozzáteszi majd, hogy a korai összkerékhajtású Subaru modellek egyáltalán nem állandó összkerékhajtásúak voltak. Kapcsolható rendszerűek voltak. És kiderül, hogy ez a különbség az egész történet lényege.
Kapcsolható 4WD: átmeneti megoldás
Ha az autó csak az idő egy részében hajt egy tengelyt, az kompromisszum, és közúti autónál nem is elegáns. A “kapcsolható 4WD” kifejezés a SUV-ok és terepjáró teherautók világából származik. Ebben az elrendezésben az egyik tengely állandóan hajt, a másik pedig igény szerint mereven kapcsolódik hozzá — de ez a merev kapcsolat csak terepen használható. Aszfalton a rendszert teljesen ki kell kapcsolni.
Miért vall kudarcot a merev kapcsolat aszfalton
- Amikor egy autó kanyarodik, az első kerekek hosszabb ívet járnak be, mint a hátsók, ezért gyorsabban kell forogniuk.
- Mereven kapcsolt összkerékhajtásnál az első kerekek tapadása csökken, miközben a hátsó nyomaték nő.
- Bizonyos esetekben az első kerekek hajtóerő helyett fékezőerőt hozhatnak létre — ellenállást adva és nehezebbé téve a kormányzást.
- Laza felületeken, például sárban vagy hóban ez kezelhető, de aszfalton súlyos hajtásláncfeszülést és irányíthatósági gondokat okoz.
Kanyarban minden kerék a saját ívét követi, és a saját sebességével kell forognia. Ezért van szüksége az állandó összkerékhajtásnak három differenciálműre: kettőre az egyes tengelyek kerekei között, és egyre maguk a tengelyek között, hogy az első és a hátsó rész egymástól függetlenül foroghasson.
A kapcsolható autók: a GAZ-61-től a Subaru Leone-ig
A mereven kapcsolt összkerékhajtás mindezek ellenére eljutott néhány közúti autóba is, bár jellegükben inkább terepjáró teherautókra hasonlítottak. A Szovjetunióban a GAZ-61 “Emka” — egy hathengeres motorral és kapcsolható első tengellyel szerelt összkerékhajtású szedán — már 1938-ban kis sorozatban gyártásba került. A háború után ugyanez az ötlet jelent meg a terepjáró GAZ-M72 “Pobeda” és a Moskvitch-410 esetében. Az 1972-es Subaru Leone 4WD pontosan ugyanezt a logikát követte: rossz utakra épült, magasabb volt, mint az elsőkerék-hajtású Subaru modellek, és hátsó tengelyét a vezető kézzel kapcsolta be.
A Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979) egy elsőkerék-hajtású platform összkerékhajtású adaptációja volt, kézzel kapcsolható hátsó tengellyel. Főbb adatai:
- Motorváltozatok: 1.4 literes (72 hp) vagy 1.6 literes (80 hp)
- Karosszériaváltozatok: kombi, szedán és pickup
- A hátsókerék-hajtás bekapcsolása: kézi a kézi váltós autókon; automatikus többtárcsás súrlódó kuplunggal az automata váltósokon
- Ez a kapcsolható elrendezés 1989-ig megmaradt minden összkerékhajtású Subaru modellben
A kapcsolható hajtás alapvető problémája, hogy haszontalan azokon a burkolt utakon, ahol a legtöbb autó élete nagy részét tölti — miközben az autó mindenhová magával viszi az osztómű, a második kardántengely és egy teljes extra tengelyegység tömegét. Egy kapcsolható rendszert állandóvá alakítani pontosan egy további alkatrészt igényel: egy tengelyek közötti differenciálművet az osztómű belsejében.
Állandó összkerékhajtás: hogyan működik és miért fontos
Három differenciálmű, egy elv
A tengelyek közötti differenciálmű az állandó összkerékhajtás kulcsa. A két kerékközi differenciálmű lehetővé teszi, hogy kanyarban az egyes tengelyek bal és jobb kerekei különböző sebességgel forogjanak. A tengelyek közötti differenciálmű ugyanezt végzi el az első és a hátsó tengely között. Egy mindhárommal felszerelt autó bármilyen felületen használhat állandó összkerékhajtást anélkül, hogy feszítené a hajtásláncot vagy tompítaná a kezelhetőséget.
Elméletben elég egyszerű — az ipar mégis az 1980-as évek elejéig feleslegesnek tartotta az állandó összkerékhajtást egy közúti autóban. Az elfogadott bölcsesség szerint a második kerékpár és minden hozzá kapcsolódó alkatrész forgatása száraz aszfalton csak zajt és üzemanyag-fogyasztást adott hozzá.
Mit bizonyított a Quattro
Az Audi Quattro végleg megváltoztatta ezt a gondolkodást. Azáltal, hogy a motor nyomatékát folyamatosan mind a négy kerék között osztotta el, az állandó rendszer:
- Nagyobb tapadási tartalékot hagyott a kanyarok oldalirányú erőinek kezelésére
- Jelentősen javította a stabilitást kanyar közbeni gyorsításkor vagy fékezéskor
- Csökkentette a gázadásra hirtelen jelentkező túlkormányzottság vagy alulkormányzottság kockázatát
Az 1980-as évek végi Audi 80 Quattro mutatja, mennyire kifinomulttá vált az elrendezés. A Quattro architektúra kompaktabb, mint a rivális Ferguson Formula erőátvitel. 1984-től az Audi Torsen önzáró differenciálművet szerelt be — egy tisztán mechanikus eszközt, amely nem a keréksebességek különbségére, hanem az egyes kihajtótengelyeken jelentkező nyomatékra reagál. A viszkókuplunggal ellentétben a Torsen csak vonóerő alatt zár, fékezéskor soha, ezért teljesen kompatibilis az ABS-szel és lassuláskor stabilabb.
Érdemes megjegyezni, hogy a Range Rover (1970) és az orosz Lada Niva (1976) rendszerint az első nagy sorozatban gyártott, tengelyek közötti differenciálművel szerelt járműveknek számítanak — de mindkettő határozottan terepjáró. Az Audi Quattro igénye kifejezetten arra vonatkozik, hogy a személyautók között volt az első.
Korai összkerékhajtású versenyautók: a Spykertől a Bugattiig
Kutatták-e a versenyautó-tervezők az állandó összkerékhajtást a Quattro korszaka előtt? Határozottan igen — és a történet sokkal messzebbre nyúlik vissza, mint a legtöbben gondolnák.
Porsche összkerékhajtású kísérletei
Ferdinand Porsche első háború utáni projektje egy összkerékhajtású versenyautó volt: a Cisitalia 360, középmotorral és 1.5 literes tizenkét hengeres motorral. Az elsőkerék-hajtása azonban kapcsolható volt — a vezető az egyenesekben bekapcsolta, a kanyarok előtt pedig visszaváltott hátsókerék-hajtásra.
Porsche valójában ennél jóval korábban is épített összkerékhajtású járművet: egy elektromos autót négy külön kerékmotorral, 1900-ból.
A Spyker 60 HP, 1902
Az autótörténészek számára az igazi meglepetés a holland Spyker gyártó 1902-es versenyautója. Abban az időben, amikor még a fékeket is csak a hátsó kerekekre szerelték, ebben az autóban valódi állandó összkerékhajtás volt, tengelyek közötti differenciálművel együtt.
A Spykert 1880-ban alapították a Spijker fivérek lovaskocsi-gyártóként. Első autójuk 1900-ban jelent meg, és két évvel később, a belga tervező Joseph Valentin Laviolette-tel együttműködve elkészítették a összkerékhajtású Spyker 60 HP versenyautót (1902–1907). Specifikációja a korszakhoz képest rendkívüli volt:
- Három differenciálmű — tengelyek közötti és mindkét kerékközi
- Három külön fékmechanizmus — kettő a hátsó kerekeken, egy az első kardántengelyen
- Egy összkerékhajtású rendszer, amelyhez fogalmilag évtizedekig nem értek fel
Az állandó összkerékhajtás koncepciója tehát jóval több mint egy évszázados. Nem sok összkerékhajtású Spyker készült — rendkívül drágák voltak, és versenyeken soha nem értek el sokat. Az 1930-as évek elején két még ambiciózusabb projekt következett.
Bugatti Tipo 53 és Miller FWD
A Bugatti Tipo 53 a Fiat mérnökével, Antonio Pichettóval kezdődött, aki 1930-ban vetette fel az ötletet Ettore Bugattinak. 1932-ben három autó készült el, mindegyikben:
- 300 hp teljesítményű, kompresszoros soros nyolchengeres motor
- Állandó összkerékhajtás három differenciálművel
- Az osztómű és a tengelyek közötti differenciálmű a külön beépített sebességváltóval integrálva
- Mindkét tengely hajtótengelyei az autó bal oldalán elhelyezve
- Független első felfüggesztés keresztlaprugón — szokatlan Bugattinál
A Tipo 53 kavicsos kanyarokban gyorsabb volt a korabeli hátsókerék-hajtású autóknál, de borzalmasan nehéz volt kormányozni: az első hajtótengelyek nem homokinetikus csuklókat, hanem egyszerű kardáncsuklókat használtak. A három autó 1935-ig versenyzett.
A Miller FWD részben azért született meg, mert az amerikai tervező, Harry Miller tanulmányozott egy kifejezetten szétszerelésre vásárolt elsőkerék-hajtású Bugattit. Az ott látottak inspirálták, és Miller a FWD teherautógyár támogatásával saját összkerékhajtású alvázat fejlesztett. Az egyik összkerékhajtású Miller vezette az 1934-es Indianapolis 500-at, mielőtt műszaki hiba miatt a kilencedik helyre esett vissza.
Egy majdnem végzetes pillanat az AVUS-on, 1935
Ezekhez az autókhoz kapcsolódik az autótörténet egyik legfurcsább “mi lett volna, ha” pillanata is. Egy 1935-ös berlini AVUS-pályán rendezett versenyen egy összkerékhajtású Miller a harmadik helyen haladt, amikor soros nyolchengeres motorja katasztrofálisan meghibásodott, és törmeléket vetett a lelátók felé. Adolf Hitler aznap a lelátón ült. Ha akár egy kis darab elérte volna, a második világháború — és a világtörténelem — menete teljesen más lehetett volna.
A Ferguson Formula: az AWD rendszer, amely mindent megváltoztatott
A nyitott központi differenciálmű problémája
A következő fejezet megértéséhez érdemes visszatérni a nyitott tengelyek közötti differenciálmű alapvető korlátjához. A nyitott differenciálmű lehetővé teszi, hogy az egyik tengely szabadon kipörögjön, miközben a másik egyáltalán nem kap nyomatékot. Ha a hátsó kerekek teljesen elveszítik a tapadást, az elsők állhatnak, miközben a hátsók pörögnek — és a differenciálmű semmit sem tesz ennek megakadályozására.
A SUV-világ válasza a pozitív zár volt: a vezető bekapcsol egy mechanizmust, amely mereven összezárja a differenciálmű fogaskerekeit, a differenciálhajtást szilárd kapcsolattá alakítva. A korai Range Roverek ezt használták, ahogy a Lada Niva és tucatnyi más terepjáró is — és az első generációs Audi Quattro is, amelyben a vezetőnek 1984-ig kézzel kellett zárnia a központi differenciálművet. De a kézi zár újabb kompromisszum. Kemény felületen ki kell oldani, és egyáltalán nem segít, ha egy kerék váratlanul kezd pörögni csúszós úton.
Rolt, Dixon és Harry Ferguson
Az első automatikus önzáró tengelyek közötti differenciálmű Tony Rolt brit autóversenyző és mérnök munkája volt. Barátjával és versenyzőtársával, Fred Dixonnal a háború előtt a Rolt/Dixon Developments műhelyt vezette; utána mindkettejüket lenyűgözte, mire lehet képes az állandó összkerékhajtás. Építettek egy “Crab” nevű kísérleti összkerékhajtású próbapadot, majd 1950-ben társultak Harry Fergusonnal — a sikeres traktorgyártóval —, hogy megalapítsák a Harry Ferguson Researchet.
Ferguson nem versenyautót akart. Valóban biztonságos közúti autót akart: olyat, amelynek kerekei gyorsításkor nem pörögnek ki, fékezéskor pedig nem blokkolnak. Rolt és Dixon a semmiből indultak neki a tervezésnek — karosszéria, erőátvitel és hajtáslánc egyaránt —, a korábban az Aston Martinnál dolgozó tapasztalt tervező, Claude Hill főmérnök irányításával. A kísérleti Ferguson R4 szedán hat év munkája után készült el, és 1956-ban figyelemre méltó specifikációt kínált:
- Állandó összkerékhajtás önzáró tengelyek közötti differenciálművel
- Bokszermotor négy hengerrel
- Tárcsafékek mind a négy keréken
- A repülésből átvett Dunlop MaxaRet elektromechanikus blokkolásgátló fékrendszer
A Ferguson Formula osztóművének belsejében
A Ferguson Formula erőátvitel szíve egy leleményes önzáró mechanizmus volt az osztómű belsejében. A differenciálmű mellett az egység egy extra fogaskeréksort, két golyós szabadonfutó kuplungot és két súrlódótárcsa-csomagot tartalmazott. Normál haladáskor ezek az elemek csendben üresen futottak. De amint az egyik tengely kerekei csúszni kezdtek — különbséget hozva létre a kihajtótengelyek fordulatszámában — az egyik kuplung bekapcsolt, a súrlódócsomagot a differenciálmű fogaskerekeihez szorította, és a differenciálhajtást azonnal merev kapcsolattá alakította.
A második prototípus, az 1962-es Ferguson R5 kombi, még jobb volt. Az Autocar tesztelői megjegyezték, hogy olyan sebességnél érte el a tapadás határát, amely szinte lehetetlennek tűnt. Ennek ellenére egyetlen gyártó sem vitte sorozatgyártásba a Fergusont; a bonyolultság és a költség túl nagy volt.
A Jensen FF piacra kerül
1962-ben Tony Rolt meggyőzte a Jensen Cars vezetését, hogy a Ferguson Formula erőátvitelt alkalmazzák a készülő CV8 kupéjukhoz és annak 300 hp teljesítményű Chrysler V8 motorjához. Három évvel később már futott egy kísérleti összkerékhajtású Jensen CV8 FF.
1966-ban a Jensen Interceptor leváltotta a CV8-at, és a szabványos hátsókerék-hajtású kupé mellett a Jensen egy összkerékhajtású változatot is kínált visszafogott “FF” jelvénnyel — a “Formula Ferguson” rövidítéseként. A Jensen FF lett a világ első sorozatgyártású autója, amely önzáró tengelyek közötti differenciálművet ABS-szel kombinált. Főbb adatai:
- 6.3 literes Chrysler V8 big-block motor 325 hp teljesítménnyel
- Háromfokozatú TorqueFlite automata vagy négyfokozatú kézi sebességváltó
- Aszimmetrikus nyomatékelosztás: 63% a hátsó tengelyre, 37% az elsőre — a hátsókerék-hajtású kezelhetőségi karakter megőrzésére
- Egycsatornás Dunlop MaxaRet ABS
- Fogasléces szervokormány és tárcsafékek körben
- Végsebesség 212 km/h; 0–100 km/h 7.7 másodperc alatt; saját tömeg körülbelül 1,800 kg
- Egyesült királyságbeli ár 1968-ban: körülbelül £6,000 — hasonló a legolcsóbb Rolls-Royce-éhoz
- Teljes gyártás: 318 autó (1966–1971)
A korszak minden autós újságírója dicsérte a Jensen FF stabilitását és azt, amit “szinte korlátlan tapadási tartaléknak nedves aszfalton” neveztek. Harry Ferguson soha nem látta az autót: 1960-ban meghalt.
Miért volt fontos a Ferguson Formula
Miért időzünk ilyen hosszan a Ferguson Formulánál? Mert a Harry Ferguson Research volt a világon az első szervezet, amely az összkerékhajtást elsősorban az aktív biztonság eszközeként kezelte, nem pedig a tereptapadás megoldásaként.
Az aszimmetrikus nyomatékelosztás tudatos lépés volt a szimmetrikus rendszereket kísérő kiszámíthatatlanság ellen. Adjon egy hátsókerék-hajtású autónak túl sok gázt csúszós kanyarban, és túlkormányzott lesz, kiszámíthatóan. Tegye ugyanezt egy elsőkerék-hajtású autóban, és alulkormányzott lesz, kiszámíthatóan. Tegye ugyanezt egy szimmetrikus összkerékhajtású autóban, és a válasz attól függ, éppen melyik tengelynek rosszabb a tapadása — ez pedig kétértelmű és veszélyes. A nyomaték hátrafelé tolásával a Ferguson Formula a Jensen FF-nek a legtöbb körülmény között a hátsókerék-hajtáshoz közeli viselkedést adott.
A viszkókuplung feltalálása
A Ferguson-mechanizmusnak volt egy valódi korlátja: szabadonfutó kuplungjai bináris, ki-be jelleggel működtek. A nyitott differenciálműről a teljes zárásra való átmenet azonnali volt, és ez a bekapcsolás pillanatában saját bizonytalanságot okozhatott. Olyan mechanizmusra volt szükség, amely simán tudja változtatni a zárás mértékét.
Az 1960-as évek végén Tony Rolt és Derek Gardner — később a Tyrrell Formula 1-es autóinak főtervezője — kísérletezni kezdett a viszkózus ventilátorhajtásokban használt szilikonfolyadékkal. Az eredmény a viszkókuplung lett: szilikonfolyadékkal töltött hengeres ház, benne váltakozó súrlódótárcsa-csomagokkal, amelyek az egyes kihajtótengelyekhez kapcsolódnak.
Hogyan működik a viszkókuplung
- Normál körülmények között, amikor minden kerék hasonló sebességgel forog, a tárcsacsomagok alig mozdulnak egymáshoz képest, és a kuplung nem hat a differenciálműre.
- Amikor az egyik tengely csúszni kezd, kihajtótengelye gyorsabban forog, ezért a tárcsacsomagok egymáshoz képest elfordulnak és nyírják a szilikonfolyadékot.
- A nyírás növeli a hőmérsékletet és a nyomást a kuplung belsejében, drámaian megemelve a folyadék viszkozitását.
- Ez a viszkozitásnövekedés a tárcsákat egymás ellen húzza, fokozatosan fékezve a gyorsabban forgó tengelyt, és részben vagy teljesen zárva a differenciálművet.
FF Developments és az AMC Eagle
Miután szabadalmaztatta a viszkókuplungot, Tony Rolt 1971-ben megalapította az FF Developments (FFD) vállalatot, hogy kereskedelmi alapon értékesítsen összkerékhajtású erőátviteleket. A korai munka nem volt csillogó: összkerékhajtású Bedford furgonok a brit erdészeti szolgálatnak, egy sor Ford Zephyr FF rendőrautó, Opel Senator 4×4 szedánok a berlini brit katonai misszió számára.
Az FFD legjelentősebb sorozatgyártású munkája az AMC Eagle (1979–1988) erőátvitele volt — az AMC Concord szedán megemelt, összkerékhajtású változata, nagyobb abroncsokon, 75 mm-es karosszériaemeléssel. Az Eagle volt az első sorozatgyártású autó a világon, amely viszkókuplunggal zárta a tengelyek közötti differenciálművét. Enyhe terepjárónak szánták, nem sportautónak, mégis erőátviteli architektúrája közvetlen őse néhány valaha épített leghíresebb gyors összkerékhajtású autónak, köztük a korai Subaru Impreza WRX-nek és a Mitsubishi Lancer Evolutionnek.
Önzáró differenciálművek: a Torsentől az elektronikus vezérlésig
Az Audi csomagolási trükkje
Amikor az Audi Quattro 1981-ben gyártásba került — két évvel az AMC Eagle után —, hagyományos nyitott tengelyek közötti differenciálművet használt kézi pozitív zárral. Az Audi megoldásának eleganciája a csomagolásban rejlett. A hosszirányú motor egyenesen a hátsó tengely felé mutatott, és a tengelyek közötti differenciálmű közvetlenül a sebességváltóba került: a másodlagos tengelyt üregesre készítették, és az első hajtótengelyt ezen vezették át. Ferdinand Piëch csapata szimmetrikus, első-hátsó 50:50 arányú elosztást választott.
A Torsen differenciálmű
1984-ben a kézi zárkarok végre eltűntek az Audi utastereiből, helyüket a Torsen — TORque SENsing — önzáró differenciálmű vette át. Előnyeit érdemes felsorolni:
- Teljesen mechanikus — nincs szükség elektronikára, folyadékra vagy vezetői beavatkozásra
- Nem a sebességkülönbségekre, hanem a kihajtótengelyek nyomatékváltozásaira reagál, vagyis már a kerékpörgés tényleges kezdete előtt képes működni
- A viszkókuplunggal ellentétben csak vonóerő alatt zár, fékezéskor nem, így teljesen ABS-kompatibilis
- A zárás és oldás sima és folyamatos, bináris átmenetek nélkül
Miután gyors autókban bizonyított, a Torsent átvették azok a SUV-mérnökök is, akik személyautós kezelhetőséget kerestek. Ma a Range Roverben, a Volkswagen Touaregben, a Porsche Cayenne-ben és a Toyota Land Cruiser Pradóban használják.
B csoport és a rali fegyverkezési versenye
Az 1980-as években a Quattro ralidominanciája összkerékhajtású fegyverkezési versenyt indított el. Néhány szezonon belül megjelentek ezek az összkerékhajtású raliautók, mindegyik FFD viszkókuplung-technológiát használva önzáró differenciálműveiben:
- Peugeot 205 T16
- Austin Metro 6R4
- Lancia Delta S4
- Ford RS200
Stuart Rolt, Tony fia, ezekben az években kezelte az FFD kapcsolatait a ralicspatokkal.
Az 1990-es évek elején az oroszországi AZLK gyár is az FFD-hez fordult, mert a Moskvitch 2141 összkerékhajtású raliváltozatát szerette volna. A Ford RS200-hoz hasonló háromdifferenciálműves elrendezés köré épített kísérleti autó szélsőséges körülmények között is figyelemre méltóan kiszámíthatóan viselkedett. A tesztelés feltárt egy ma is érvényes elvet: állítsa külön-külön az egyes viszkókuplungok zárási merevségét, és az autó egyensúlya vele együtt mozdul.
- Merevebb hátsó kerékközi differenciálmű → nagyobb túlkormányzottsági hajlam
- Merevebb első vagy tengelyek közötti differenciálmű → több alulkormányzottság és stabilitás
Megérkezik az elektronikus vezérlés
Pontosan ez a hangolhatóság az oka annak, hogy a modern WRC autók nem passzív viszkókuplungokat, hanem elektronikusan vezérelt többtárcsás kuplungcsomagokat használnak mindhárom differenciálműben. Hidraulikus működtetők és fedélzeti számítógép valós időben változtatja az egyes differenciálművek zárását — kanyar bejáratánál oldja a kuplungokat, hogy az autó szabadon forduljon, majd fokozatosan összeszorítja őket, ahogy a vezető az egyenesre gyorsít, a maximális tapadás és az alulkormányzottság elkerülése érdekében.
Két gyártó volt úttörő az elektronikusan vezérelt differenciálművek közúti autókban való alkalmazásában:
- Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 E-Class): Három elektronikusan vezérelt kuplung sorrendben kapcsolta az első tengelyt, majd zárta a tengelyek közötti differenciálművet, végül a körülmények szerint zárta a hátsó differenciálművet. A rendszer hatékony volt, de túlzottan bonyolult, és az elektronika laza felületen érezhetően kapcsolhatta és oldhatta az első kerekeket.
- Porsche 959 (1986): Két elektronikusan vezérelt kuplung, négy választható vezetői üzemmódban működve. A 959 rendszere kifinomultabb volt és jobban illett a nagy teljesítményű használathoz.
A differenciálmű kiváltása: Haldex és egyszerűsített AWD rendszerek
A viszkókuplung önmagában
Miközben a ralimérnökök az önzáró differenciálműveket a végsőkig fejlesztették, a hétköznapi személyautók tervezői az ellenkező irányba indultak — teljesen elhagyták a tengelyek közötti differenciálművet, és viszkókuplungot tettek a helyére. Az 1985-ös Volkswagen Golf II Syncro volt az első európai személyautó, amely ezt alkalmazta, a sebességváltót pedig a GKN mérnökei fejlesztették, amely 1969-ben felvásárolta az FFD-t.
A tömeggyártásban az egyszerűsítés kifizetődött:
- Az összkerékhajtású modell a legtöbb alkatrészt megosztotta a szabványos elsőkerék-hajtású változattal, csökkentve a gyártási költséget és bonyolultságot
- Normál körülmények között az autó ugyanúgy viselkedett, mint egy elsőkerék-hajtású autó
- Amikor az első kerekek megcsúsztak, a viszkókuplung körülbelül 0.2 másodperc alatt akár a nyomaték 70%-át is hátra tudta vinni
A késés azonban kezelhetőségi kockázatot teremtett. Egy elsőkerék-hajtásúként viselkedő, az orrával kifelé tolódó autó a kuplung bekapcsolásának pillanatában hirtelen hátsó hangsúlyú viselkedésre válthatott — és meglephette a vezetőjét. A japán gyártók különféle válaszokat próbáltak ki, többek között több kuplung beépítését: az 1988-as Nissan Sunny/Pulsar hármat használt, egyet a hátsó hajtás bekapcsolására, és egyet-egyet az egyes kerékközi differenciálművek zárására. A Mazda Concerto 4WD még tovább ment: a tengelyek közötti és a hátsó kerékközi differenciálművet is viszkókuplungokkal váltotta ki.
A Haldex kuplung
A következő lépés a viszkókuplungot elektronikusan vezérelt hidraulikus többtárcsás kuplungra cserélte — sokkal gyorsabbra és sokkal pontosabban szabályozhatóra. A legismertebb példa a Haldex kuplung, amely a Volkswagen Golf IV-en és platformtestvérein váltotta fel a viszkókuplungot. Így működik:
- A homlokbütyök érzékelik az első és hátsó tengelyek közötti bármilyen fordulatszám-különbséget
- A bütyökfelületeken gördülő görgők gyűrűs hengerekben dugattyúkat nyomnak, hidraulikafolyadékot pumpálva
- A folyadéknyomás összenyomja a többtárcsás kuplungcsomagot, nyomatékot továbbítva a hátsó tengelyre
- A jármű elektronikája által vezérelt szolenoidszelep bármely pillanatban kiengedheti a nyomást — lehetővé téve a fokozatmentesen változó nyomatékelosztást
A ma kapható legtöbb összkerékhajtású autó és crossover ennek az elektronikusan vezérelt kuplungnak valamelyik változatát használja, legyen az Haldex a Volkswagen-csoport autóiban, a Honda VTM-4 rendszere vagy a BMW xDrive-ja. A modern kuplungok elég gyorsan működnek ahhoz, hogy a bekapcsolási késedelem hétköznapi vezetéskor észrevehetetlenné váljon, és ma már a kalibráció fontosabb, mint a hardver: a Golf 4Motion és az Audi A3 Quattro mechanikailag azonos erőátvitelt használ, de az eltérő szoftver a Volkswagennek szimmetrikus elosztást ad, míg az Audi a nyomaték 60%-át előre küldi a megszokottabb elsőkerék-hajtású karakter érdekében.
AWD technológia ma: melyik rendszer a legjobb?
A kézzel kapcsolt második tengelyes kapcsolható rendszerek szerencsére eltűntek a személyautókból. Ami megmaradt, három családra oszlik, mindegyiknek megvannak az erényei:
- Állandó AWD önzáró tengelyek közötti differenciálművel (viszkókuplung, mint a Subaruban, Torsen mechanika, mint az Audi A4/A6/A8 Quattro és Volkswagen Phaeton modellekben, vagy elektronikusan vezérelt kuplungok, mint a Mitsubishi Lancer Evóban): a legkifinomultabb és legélvezetesebb rendszerek, amelyek megfelelő kalibrációval közúton és pályán is valóban javítani képesek a kezelhetőséget.
- Állandó AWD nyitott tengelyek közötti differenciálművel (mint a Mercedes-Benz 4Matic esetében): kipörgésgátló elektronikára támaszkodik az önzárás hiányának pótlásához. Közúton hatékony, de mechanikailag kevésbé proaktív.
- Kapcsolható hátsó hajtás vezérelt kuplungon keresztül (Haldex, mint a Volvo, Saab és különféle Volkswagen-csoportos crossoverek esetében): a modern crossoverek leggyakoribb elrendezése — költséghatékony, könnyű, és a gyorsabb elektronikának köszönhetően egyre képesebb.
Nyomatékvektorálás, és ami utána jön
A fejlett összkerékhajtás meghatározó iránya a nyomatékvektorálás: nem pusztán a nyomaték elosztása a tengelyek között, hanem aktív változtatása egy tengely bal és jobb kereke között. A Mitsubishi Lancer Evolution X a technika csúcsa — S-AWC rendszere egy elektronikusan vezérelt központi differenciálművet (ACD) párosít egy Active Yaw Control (AYC) hátsó differenciálművel, amely a nyomatékot az egyik hátsó kerékről a másikra tudja áthelyezni. Extra fogaskeréksorok proaktívan tolják el az egyensúlyt, még a tapadás elvesztése előtt, ahelyett hogy csak akkor reagálnának, amikor egy kerék már pörög.
A gyakorlatban a modern rendszerek közötti valós különbségek egyre szűkülnek, ahogy a vezérlőelektronika javul. Egy jól kalibrált Haldex crossover ma olyan stabilitást nyújt, amelyért egy mechanikus Torsent egy generációval korábban csodáltak volna. Ez az irány — és a végpont könnyen lehet az elektromos autó négy külön kerékmotorral, amelyek mindegyike saját nyomatékát adagolja, mechanikus hajtáslánc nélkül. Ami szépen visszavezeti a történetet Ferdinand Porsche 1900-as elektromos összkerékhajtású autójához.
Ez egy fordítás. Az eredetit itt olvashatja: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html
Közzététel november 04, 2021 • 21 perc olvasási idő
