Penggerak Semua Roda: Sejarah, Teknologi, dan Cara Kerja Sistem AWD

Artikel ini awalnya dirancang sebagai panduan teknis yang lugas — semacam “Semua yang ingin Anda ketahui tentang penggerak semua roda, tapi tidak tahu kepada siapa harus bertanya.” Kami berencana membahas perbedaan antara diferensial terbuka dengan unit visco-coupler atau tipe Haldex, apa yang sebenarnya dilakukan oleh diferensial pengunci mandiri, dan mengapa semua itu penting. Namun semakin dalam kami menggali sejarahnya, semakin kami terkejut. Ternyata mobil penumpang pertama dengan penggerak semua roda permanen dibangun di Belanda lebih dari seratus tahun yang lalu. Dan pada tahun 1935, sebuah mobil balap Amerika bertenaga penggerak empat roda nyaris mengubah jalannya sejarah dunia.

Mengapa mobil penumpang membutuhkan penggerak semua roda? Di abad ke-21, jawabannya tampak jelas: traksi yang lebih baik, lebih sedikit selip roda di permukaan licin, dan penanganan yang lebih baik saat berakselerasi. Empat roda penggerak jelas lebih baik daripada dua. Namun butuh waktu yang sangat lama bagi manusia untuk bertindak atas kebenaran mendasar ini. Tanyakan kepada sejarawan otomotif mana pun, dan mereka akan memberi tahu Anda bahwa era penggerak semua roda untuk mobil penumpang pasar massal dimulai pada tahun 1980 dengan Audi Quattro. Mereka mungkin juga menyebut pendahulu yang langka — supercar Inggris Jensen FF tahun 1966 dan Subaru Leone 4WD tahun 1972. Namun seorang ahli sejati akan segera menunjukkan bahwa Subaru bertenaga empat roda awal sama sekali bukan sistem AWD permanen — melainkan paruh waktu. Dan seperti yang akan kami jelaskan, itu adalah perbedaan yang sangat penting.

4WD Paruh Waktu: Solusi Sementara

Penggerak paruh waktu pada satu poros merupakan solusi kompromi, dan bukan solusi yang sangat elegan untuk mobil jalan raya. Istilah “4WD Paruh Waktu” berasal dari dunia SUV dan truk off-road. Dalam konfigurasi ini, satu poros bergerak secara permanen sementara poros lainnya terhubung secara kaku sesuai kebutuhan — tetapi koneksi kaku ini hanya dapat digunakan di medan off-road. Di jalan beraspal, sistem paruh waktu harus dilepas sepenuhnya. Inilah alasannya:

• Saat mobil berbelok, roda depan menempuh busur yang lebih panjang daripada roda belakang dan karena itu harus berputar lebih cepat.
• Dengan sistem penggerak semua roda yang terhubung kaku, traksi pada roda depan berkurang sementara torsi pada roda belakang meningkat.
• Dalam beberapa kasus, roda depan justru dapat menghasilkan gaya pengereman alih-alih gaya penggerak — meningkatkan hambatan dan membuat mobil lebih sulit dikendalikan.
• Di permukaan longgar seperti lumpur atau salju, efek ini dapat ditoleransi, tetapi di aspal hal ini menyebabkan binding drivetrain yang parah dan masalah penanganan.

Saat mobil melewati tikungan, setiap roda mengikuti busurnya sendiri dan harus berputar pada kecepatan yang berbeda. Inilah mengapa sistem penggerak semua roda permanen membutuhkan tiga diferensial: dua diferensial antar-roda (satu per poros) dan satu diferensial antar-poros untuk memungkinkan kedua poros penggerak berputar secara independen satu sama lain.

Meski demikian, penggerak semua roda yang terhubung kaku memang muncul pada beberapa kendaraan jalan raya — meski karakternya lebih mendekati truk off-road. Di Uni Soviet, misalnya, GAZ-61 “Emka” — sebuah sedan bertenaga empat roda dengan mesin enam silinder dan poros depan paruh waktu — mulai diproduksi dalam jumlah kecil sejak tahun 1938. Setelah perang, drivetrain serupa muncul pada varian off-road GAZ-M72 “Pobeda” dan Moskvitch-410. Subaru Leone 4WD tahun 1972 mengikuti logika yang sama: dibangun untuk penggunaan off-road, dengan ground clearance lebih tinggi dari Subaru penggerak roda depan standar, dan poros belakang yang diaktifkan secara manual.

Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979) merupakan adaptasi penggerak empat roda dari platform penggerak roda depan, dengan poros belakang yang terhubung secara manual. Spesifikasi utamanya meliputi:

• Pilihan mesin: 1,4 liter (72 hp) atau 1,6 liter (80 hp)
• Tipe bodi: station wagon, sedan, dan pikap
• Pengaktifan penggerak roda belakang: manual pada mobil transmisi manual; otomatis melalui kopling gesek multi-cakram pada transmisi otomatis
• Susunan paruh waktu ini berlanjut pada semua Subaru bertenaga empat roda hingga tahun 1989

Masalah inti dari penggerak semua roda paruh waktu adalah ia tidak berguna di jalan beraspal tempat sebagian besar mobil menghabiskan sebagian besar waktunya — namun mobil harus menanggung bobot ekstra dari transfer case, poros penggerak kedua, dan rakitan poros sekunder setiap saat. Mengonversi sistem paruh waktu menjadi penuh waktu, bagaimanapun, hanya memerlukan satu komponen tambahan: diferensial antar-poros di dalam transfer case.

Penggerak Semua Roda Penuh Waktu: Cara Kerja dan Mengapa Penting

Diferensial antar-poros adalah kunci penggerak semua roda permanen. Dua diferensial antar-roda — satu di setiap poros — memungkinkan roda kiri dan kanan pada setiap poros berputar pada kecepatan berbeda saat menikung. Diferensial antar-poros melakukan pekerjaan yang sama antara poros depan dan belakang. Mobil yang dilengkapi ketiga diferensial ini dapat menjalankan penggerak semua roda permanen di permukaan jalan mana pun tanpa binding drivetrain atau kerugian penanganan.

Sederhana dalam teori — namun hingga awal tahun 1980-an, arus utama otomotif menganggap AWD penuh waktu tidak diperlukan untuk mobil jalan raya. Anggapan umum adalah bahwa terus-menerus memutar sepasang roda kedua beserta semua komponen drivetrain terkait di aspal kering menambah kebisingan dan membuang bahan bakar. Audi Quattro mengubah pemikiran itu secara permanen. Dengan mendistribusikan torsi mesin ke semua empat roda setiap saat, sistem AWD penuh waktu:

• Menyisakan margin cengkeraman yang lebih besar untuk menangani gaya lateral di tikungan
• Secara signifikan meningkatkan stabilitas saat berakselerasi atau mengerem di tengah tikungan
• Mengurangi risiko oversteer atau understeer mendadak yang dipicu oleh input gas

Audi 80 Quattro akhir tahun 1980-an menggambarkan betapa tersempurnanya tata letak ini. Arsitektur Quattro lebih kompak dari transmisi Ferguson Formula yang merupakan saingannya. Sejak tahun 1984, Audi mengadopsi diferensial pengunci mandiri Torsen — perangkat murni mekanis yang merespons perubahan torsi pada setiap poros keluaran alih-alih perbedaan kecepatan roda. Tidak seperti kunci diferensial berbasis visco-coupler, Torsen hanya mengunci saat traksi, bukan saat pengereman, yang berarti sepenuhnya kompatibel dengan sistem ABS dan meningkatkan stabilitas saat deselerasi.

Perlu dicatat bahwa Range Rover (1970) dan Lada Niva Rusia (1976) umumnya dianggap sebagai kendaraan produksi massal pertama dengan diferensial antar-poros — tetapi keduanya berada dalam kategori off-road. Audi Quattro mengklaim gelar pelopor khusus di antara mobil penumpang.

Mobil Balap Empat Roda Awal: Dari Spyker hingga Bugatti

Apakah perancang mobil balap mengeksplorasi penggerak semua roda penuh waktu sebelum era Quattro? Jawabannya pasti ya — dan kisahnya jauh lebih awal dari yang diperkirakan kebanyakan orang.

Proyek pertama Ferdinand Porsche setelah perang adalah mobil balap bertenaga empat roda: Cisitalia 360, dengan tata letak mesin tengah dan mesin dua belas silinder 1,5 liter. Namun, penggerak roda depannya bersifat paruh waktu — pengemudi mengaktifkannya hanya pada bagian lurus lintasan, beralih kembali ke penggerak roda belakang sebelum tikungan.

Namun Porsche sebenarnya telah membangun kendaraan bertenaga empat roda jauh lebih awal: sebuah mobil listrik dengan empat motor roda individual, yang berasal dari tahun 1900. Kejutan sesungguhnya bagi para sejarawan otomotif, bagaimanapun, adalah mobil balap tahun 1902 yang dibangun oleh produsen asal Belanda, Spyker. Pada saat rem pun hanya dipasang pada roda belakang, mobil ini memiliki penggerak semua roda penuh waktu yang sesungguhnya — lengkap dengan diferensial antar-poros.

Perusahaan Spyker didirikan pada tahun 1880 oleh saudara-saudara Spijker sebagai pembuat kereta kuda. Mobil pertama mereka muncul pada tahun 1900, dan dua tahun kemudian, bekerja sama dengan desainer Belgia Joseph Valentin Laviolette, mereka memproduksi mobil balap Spyker 60 HP bertenaga empat roda (1902–1907). Spesifikasinya sangat canggih untuk era tersebut:

• Tiga diferensial — antar-poros dan kedua antar-roda
• Tiga mekanisme pengereman terpisah — dua pada roda belakang, satu pada poros penggerak depan
• Sistem penggerak empat roda yang konsepnya tidak tertandingi selama beberapa dekade

Konsep penggerak empat roda penuh waktu ini, oleh karena itu, sudah berusia lebih dari satu abad. Tidak banyak Spyker bertenaga empat roda yang dibangun — harganya sangat mahal dan tidak pernah mencapai kesuksesan balap yang signifikan. Dua proyek balap AWD yang lebih ambisius menyusul pada awal tahun 1930-an: Bugatti Tipo 53 dan Miller FWD.

Proyek Bugatti Tipo 53 bermula dari insinyur Fiat Antonio Pichetto, yang mengusulkan ide tersebut kepada Ettore Bugatti pada tahun 1930. Tiga mobil diselesaikan pada tahun 1932, masing-masing menampilkan:

• Mesin delapan silinder segaris bertenaga 300 hp dengan supercharger
• Penggerak semua roda penuh waktu dengan tiga diferensial
• Transfer case dan diferensial antar-poros yang terintegrasi dengan gearbox yang dipasang secara terpisah
• Poros penggerak untuk kedua poros diposisikan di sisi kiri mobil
• Suspensi depan independen pada pegas transversal — tidak biasa untuk Bugatti

Meski lebih cepat dari mobil penggerak roda belakang kontemporer di tikungan berkerikil, Tipo 53 menderita upaya kemudi yang berlebihan akibat penggunaan sambungan Cardan standar alih-alih sambungan kecepatan konstan pada poros penggerak depan. Ketiga mobil tersebut berlomba hingga tahun 1935.

Miller FWD lahir sebagian karena desainer Amerika Harry Miller telah mempelajari Bugatti penggerak roda depan yang dibeli khusus untuk dibongkar. Terinspirasi oleh pendekatan Bugatti, Miller mengembangkan sasis bertenaga empat rodanya sendiri dengan sponsor dari perusahaan truk FWD. Salah satu Miller bertenaga empat roda memimpin Indianapolis 500 tahun 1934 sebelum pensiun dengan masalah mekanis di posisi kesembilan.

Mobil-mobil ini juga terhubung dengan salah satu momen “bagaimana jika” paling aneh dalam sejarah otomotif. Selama balapan di sirkuit AVUS di Berlin pada tahun 1935, sebuah Miller bertenaga empat roda sedang berada di posisi ketiga ketika mesin delapan silinder segarisnya mengalami kegagalan besar, melemparkan serpihan ke arah tribun penonton. Adolf Hitler hadir di tribun pada hari itu. Jika bahkan serpihan kecil pun telah mencapainya, jalannya Perang Dunia Kedua — dan sejarah dunia — mungkin akan sama sekali berbeda.

Formula Ferguson: Sistem AWD yang Mengubah Segalanya

Untuk memahami babak kritis berikutnya dalam sejarah penggerak semua roda, ada baiknya kita meninjau kembali keterbatasan mendasar dari diferensial antar-poros terbuka. Diferensial terbuka memungkinkan satu poros berputar bebas sementara poros lainnya tidak menerima torsi. Jika roda belakang kehilangan cengkeraman sepenuhnya, roda depan dapat tetap diam sementara roda belakang berputar — diferensial tidak berbuat apa pun untuk mencegah hal ini.

Solusi yang dikembangkan untuk SUV adalah penguncian positif: pengemudi secara manual mengaktifkan mekanisme yang mengunci gigi diferensial secara kaku, mengubah penggerak diferensial menjadi koneksi padat. Pendekatan ini digunakan pada Range Rover generasi awal, Lada Niva, dan banyak kendaraan off-road lainnya — termasuk Audi Quattro generasi pertama, yang mengharuskan pengemudi mengunci diferensial tengah secara manual hingga tahun 1984. Namun penguncian manual adalah kompromi lain: ia harus dilepas di permukaan keras, dan tidak memberikan perlindungan jika selip roda dimulai secara tak terduga di jalan licin.

Diferensial antar-poros pengunci mandiri otomatis pertama adalah ciptaan pembalap dan insinyur Inggris Tony Rolt. Bersama teman dan sesama pembalapnya Fred Dixon, Rolt telah menjalankan bengkel Rolt/Dixon Developments sebelum perang. Setelah itu, keduanya terpesona oleh potensi penggerak semua roda permanen. Setelah membangun testbed empat roda eksperimental yang disebut “Crab,” mereka bergabung pada tahun 1950 dengan Harry Ferguson — produsen traktor yang sukses — untuk membentuk Harry Ferguson Research.

Visi Ferguson bukanlah mobil balap melainkan mobil jalan raya yang benar-benar aman: mobil yang rodanya tidak akan berputar saat berakselerasi maupun terkunci saat mengerem. Rolt dan Dixon bertekad untuk merancang mobil seperti itu dari awal — termasuk bodi, transmisi, dan powertrain. Dengan desainer berpengalaman Claude Hill (sebelumnya dari Aston Martin) yang didatangkan sebagai kepala insinyur, sedan eksperimental Ferguson R4 diselesaikan setelah enam tahun pengembangan. Spesifikasinya luar biasa untuk tahun 1956:

• Penggerak semua roda permanen dengan diferensial antar-poros pengunci mandiri
• Mesin flat-four
• Rem cakram pada keempat roda
• Sistem rem anti-lock elektromekanis Dunlop MaxaRet, diadaptasi dari penerbangan

Inti dari transmisi Formula Ferguson adalah mekanisme pengunci mandiri yang cerdik di dalam transfer case. Selain diferensial, unit ini mengandung set roda gigi tambahan, dua kopling overrunning bola, dan dua paket cakram gesek. Dalam kondisi normal, elemen-elemen ini berputar diam-diam. Namun ketika roda salah satu poros mulai selip — menyebabkan perbedaan kecepatan poros keluaran — salah satu kopling akan terlibat, menekan paket gesekannya terhadap gigi diferensial dan seketika mengubah penggerak diferensial menjadi koneksi padat.

Prototipe kedua, estate Ferguson R5 tahun 1962, bahkan lebih mumpuni. Penguji majalah Autocar mencatat bahwa mobil ini mencapai batas adhesi pada kecepatan yang tampak hampir mustahil. Meski demikian, tidak ada produsen yang setuju untuk memproduksi Ferguson — kompleksitas dan biayanya terlalu tinggi. Namun pada tahun 1962, Tony Rolt meyakinkan manajemen Jensen Cars untuk mengadaptasi transmisi Formula Ferguson pada coupe CV8 mereka yang akan datang, yang menggunakan mesin V8 Chrysler bertenaga 300 hp. Tiga tahun kemudian, Jensen CV8 FF bertenaga empat roda eksperimental diselesaikan.

Pada tahun 1966, Jensen Interceptor menggantikan CV8 — dan di samping coupe penggerak roda belakang standar, Jensen menawarkan varian penggerak semua roda yang diberi lencana “FF” yang diskret. Jensen FF menjadi mobil produksi pertama di dunia yang menggabungkan diferensial antar-poros pengunci mandiri dengan ABS. Singkatan “FF” berarti “Formula Ferguson.” Spesifikasi utamanya meliputi:

• Mesin V8 big-block Chrysler 6,3 liter menghasilkan 325 hp
• Transmisi otomatis TorqueFlite tiga percepatan atau manual empat percepatan
• Pembagian torsi asimetris: 63% ke poros belakang, 37% ke depan — untuk mempertahankan karakter penanganan penggerak roda belakang
• ABS Dunlop MaxaRet satu saluran
• Kemudi bertenaga rack-and-pinion dan rem cakram di semua roda
• Kecepatan tertinggi 212 km/jam; 0–100 km/jam dalam 7,7 detik; berat kosong sekitar 1.800 kg
• Harga di Inggris pada tahun 1968: sekitar £6.000 — setara dengan Rolls-Royce termurah
• Total produksi: 318 mobil (1966–1971)

Setiap jurnalis otomotif pada era itu memuji stabilitas luar biasa Jensen FF dan apa yang mereka gambarkan sebagai “margin traksi yang hampir tak terbatas di aspal basah.” Sayangnya, Harry Ferguson sendiri tidak pernah melihat Jensen FF — ia meninggal pada tahun 1960.

Mengapa begitu banyak membahas Formula Ferguson? Karena Harry Ferguson Research adalah organisasi pertama di mana pun di dunia yang memperlakukan penggerak semua roda terutama sebagai alat keselamatan aktif — bukan sekadar solusi untuk masalah traksi off-road. Pembagian torsi asimetris adalah pilihan yang disengaja untuk menghindari ketidakpastian yang mengganggu sistem AWD simetris. Pada mobil penggerak roda belakang, terlalu banyak gas di tikungan licin menyebabkan oversteer yang dapat diprediksi. Pada mobil penggerak roda depan, hal itu menyebabkan understeer yang dapat diprediksi. Pada mobil AWD simetris, responsnya bergantung pada poros mana yang memiliki cengkeraman terburuk — yang bisa ambigu dan berbahaya. Dengan membiaskan torsi ke belakang, Formula Ferguson memberikan Jensen FF penanganan penggerak roda belakang yang hampir dapat diprediksi dalam sebagian besar kondisi.

Penemuan Visco-Coupler

Mekanisme pengunci mandiri Formula Ferguson memiliki satu keterbatasan signifikan: kopling overrunning-nya beroperasi secara biner, nyala-mati. Transisi dari diferensial terbuka ke kunci penuh bersifat seketika, yang dapat menciptakan ambiguitas penanganannya sendiri pada saat keterlibatan. Yang dibutuhkan adalah mekanisme yang dapat memvariasikan tingkat kunci diferensial secara halus dan progresif.

Pada akhir tahun 1960-an, Tony Rolt dan Derek Gardner — yang kemudian menjadi kepala perancang mobil Formula 1 Tyrrell — mulai bereksperimen dengan cairan silikon yang digunakan dalam kopling penggerak kipas viskus. Hasilnya adalah visco-coupler: rumahan silindris yang diisi cairan silikon, berisi paket cakram gesek bergantian yang terhubung ke setiap poros keluaran.

Inilah cara kerjanya:

• Dalam kondisi normal, dengan semua roda berputar pada kecepatan serupa, paket cakram hampir tidak bergerak relatif satu sama lain dan coupler tidak berpengaruh pada diferensial.
• Ketika satu poros mulai selip, poros keluarannya berputar lebih cepat, menyebabkan paket cakram berputar relatif satu sama lain dan menggeser cairan silikon.
• Penggeseran meningkatkan suhu dan tekanan di dalam coupler, secara dramatis meningkatkan viskositas cairan.
• Peningkatan viskositas ini menyebabkan cakram saling bergesekan, secara progresif mengerem poros yang berputar lebih cepat dan sebagian atau sepenuhnya mengunci diferensial.

Setelah mematenkan visco-coupler, Tony Rolt mendirikan FF Developments (FFD) pada tahun 1971 untuk memasok transmisi penggerak semua roda secara komersial. Proyek awal termasuk van Bedford bertenaga empat roda untuk dinas kehutanan Inggris, sekelompok mobil polisi Ford Zephyr FF, dan sedan Opel Senator 4×4 untuk misi militer Inggris di Berlin.

Pencapaian produksi terpenting FFD adalah transmisi untuk AMC Eagle (1979–1988) — versi AMC Concord sedan yang ditinggikan dengan penggerak semua roda, dilengkapi ban yang lebih besar dan peningkatan bodi 75 mm. AMC Eagle adalah mobil produksi pertama di dunia yang menggunakan diferensial antar-poros yang dikunci oleh visco-coupler. Meski dikonsep sebagai off-roader ringan alih-alih mobil performa, arsitektur transmisinya menjadi leluhur langsung dari beberapa mobil AWD performa paling terkenal yang pernah dibangun — termasuk generasi awal Subaru Impreza WRX dan Mitsubishi Lancer Evolution.

Diferensial Pengunci Mandiri: Dari Torsen hingga Kontrol Elektronik

Saat Audi Quattro mulai diproduksi pada tahun 1981 — dua tahun setelah debut AMC Eagle — ia menggunakan diferensial antar-poros terbuka konvensional dengan kunci positif yang dioperasikan secara manual. Keanggunan solusi Audi terletak pada pengemasannya: mesin yang dipasang secara longitudinal mengarah langsung ke poros belakang, dan diferensial antar-poros terintegrasi langsung ke dalam gearbox. Poros sekunder gearbox dibuat berongga, dan poros penggerak depan dirutekan melaluinya. Tim Ferdinand Piëch memilih pembagian torsi simetris 50:50 antara depan dan belakang.

Pada tahun 1984, tuas kunci diferensial manual akhirnya menghilang dari kabin Audi, digantikan oleh diferensial pengunci mandiri Torsen (TORque SENsing). Torsen menawarkan beberapa keunggulan utama:

• Sepenuhnya mekanis — tidak memerlukan elektronik, cairan, atau input pengemudi
• Merespons perubahan torsi pada poros keluaran alih-alih perbedaan kecepatan, artinya dapat bereaksi sebelum selip roda benar-benar dimulai
• Tidak seperti visco-coupler, ia hanya mengunci saat traksi, bukan pengereman, sehingga sepenuhnya kompatibel dengan ABS
• Penguncian dan pembukaan kunci berlangsung halus dan berkelanjutan, tanpa transisi biner

Kemampuan Torsen yang telah terbukti dalam menghadirkan peningkatan penanganan dan stabilitas pada mobil performa kemudian menarik perhatian insinyur SUV yang mencari dinamika seperti mobil. Saat ini digunakan dalam transmisi kendaraan termasuk Range Rover, Volkswagen Touareg, Porsche Cayenne, dan Toyota Land Cruiser Prado.

Kembali ke tahun 1980-an, dominasi reli Audi Quattro memicu perlombaan senjata penggerak semua roda di antara para pesaing Grup B. Dalam beberapa musim, mobil reli bertenaga empat roda berikut semuanya telah muncul — masing-masing menggunakan teknologi visco-coupler FFD dalam diferensial pengunci mandiri mereka:

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

Stuart Rolt, putra Tony, mengelola hubungan FFD dengan tim reli selama periode ini.

Pada awal tahun 1990-an, pabrik AZLK di Rusia juga beralih ke FFD untuk mengembangkan versi reli bertenaga semua roda dari Moskvitch 2141. Menggunakan tata letak tiga diferensial yang sama dengan Ford RS200, Moskvitch bertenaga empat roda eksperimental mencapai penanganan yang sangat dapat diprediksi dalam kondisi ekstrem. Pengujian mengungkapkan prinsip penting: dengan menyesuaikan kekakuan penguncian setiap visco-coupler secara individual, insinyur dapat menyetel keseimbangan penanganan mobil dalam rentang yang luas:

• Diferensial antar-roda belakang yang lebih kaku → kecenderungan oversteer lebih besar
• Diferensial depan atau antar-poros yang lebih kaku → understeer dan stabilitas lebih besar

Kemampuan penyetelan inilah mengapa mobil reli WRC modern menggunakan paket kopling multi-cakram yang dikontrol secara elektronik alih-alih visco-coupler pasif pada ketiga diferensial. Aktuator hidraulik dan komputer onboard dapat memvariasikan penguncian setiap diferensial secara real time — melepas kopling saat memasuki tikungan untuk memungkinkan mobil berputar bebas, kemudian menjepit secara progresif saat pengemudi berakselerasi ke lurus untuk memaksimalkan traksi sekaligus menghindari understeer.

Dua produsen mempelopori diferensial yang dikontrol secara elektronik pada mobil jalan raya:

• Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 E-Class): Tiga kopling yang dikontrol secara elektronik secara berurutan menghubungkan poros depan, kemudian mengunci diferensial antar-poros, kemudian mengunci diferensial belakang sesuai kebutuhan kondisi. Sistem ini efektif tetapi terlalu kompleks, dan elektronik dapat menyebabkan roda depan terhubung dan terputus secara nyata di permukaan longgar.
• Porsche 959 (1986): Dua kopling yang dikontrol secara elektronik beroperasi pada empat mode pengemudi yang dapat dipilih. Sistem 959 lebih canggih dan lebih cocok untuk penggunaan performa tinggi.

Menggantikan Diferensial: Haldex dan Sistem AWD yang Disederhanakan

Sementara insinyur reli mendorong diferensial pengunci mandiri ke batasnya, perancang mobil penumpang arus utama bergerak ke arah yang berlawanan — menghilangkan diferensial antar-poros sepenuhnya dan menggantinya hanya dengan visco-coupler. Volkswagen Golf II Syncro tahun 1985 adalah mobil penumpang Eropa pertama yang menggunakan pendekatan ini. Transmisi dikembangkan oleh insinyur dari GKN, yang telah mengakuisisi FFD pada tahun 1969.

Tata letak visco-coupler yang disederhanakan menawarkan keunggulan yang jelas untuk produksi massal:

• Model penggerak semua roda berbagi sebagian besar komponen dengan versi penggerak roda depan standar, mengurangi biaya dan kompleksitas manufaktur
• Dalam kondisi normal, mobil berperilaku identik dengan mobil penggerak roda depan
• Ketika roda depan selip, visco-coupler dapat mentransfer hingga 70% torsi ke belakang dalam waktu sekitar 0,2 detik

Namun, keterlambatan keterlibatan ini menciptakan kelemahan penanganan: mobil yang awalnya berperilaku seperti kendaraan penggerak roda depan (mendorong lebar di depan) tiba-tiba bisa beralih ke perilaku condong ke belakang saat visco-coupler terlibat, membuat pengemudi terkejut. Produsen Jepang mengeksplorasi berbagai solusi, termasuk memasang beberapa visco-coupler — beberapa model, seperti Nissan Sunny/Pulsar 1988, menggunakan tiga: satu untuk mengaktifkan penggerak belakang dan satu untuk mengunci setiap diferensial antar-roda. Mazda Concerto 4WD bahkan melangkah lebih jauh, menggunakan visco-coupler sebagai pengganti diferensial antar-poros dan antar-roda belakang.

Langkah evolusi berikutnya menggantikan visco-coupler dengan kopling multi-cakram hidraulik yang dikontrol secara elektronik — perangkat yang jauh lebih cepat dan lebih presisi kontrolnya. Kopling Haldex, yang menggantikan visco-coupler pada Volkswagen Golf IV dan saudara-saudara platformnya, adalah contoh paling terkenal dari teknologi ini. Inilah cara kerjanya:

• Cam muka mendeteksi perbedaan kecepatan rotasi antara poros depan dan belakang
• Rol yang melewati permukaan cam mendorong piston dalam silinder cincin, memompa cairan hidraulik
• Tekanan cairan menekan paket kopling multi-cakram, mentransfer torsi ke poros belakang
• Katup solenoid, yang dikendalikan oleh elektronik kendaraan, dapat melepas tekanan kapan saja — memungkinkan distribusi torsi yang dapat divariasikan tanpa batas

Saat ini, sebagian besar mobil penumpang dan crossover AWD menggunakan beberapa varian arsitektur kopling yang dikontrol secara elektronik ini — baik itu Haldex pada kendaraan Grup Volkswagen, Honda VTM-4, atau BMW xDrive. Kecepatan sistem kopling modern telah mengurangi keterlambatan keterlibatan hingga titik di mana ia tidak terasa dalam mengemudi normal. Penyetelan perangkat lunak kontrol kini lebih penting daripada perangkat keras itu sendiri: Golf 4Motion dan Audi A3 Quattro menggunakan transmisi yang identik secara mekanis, tetapi perangkat lunak yang berbeda memberikan Volkswagen pembagian torsi simetris sementara kalibrasi Audi mengirimkan 60% torsi ke depan untuk karakter penggerak roda depan yang lebih familiar.

Teknologi AWD Saat Ini: Sistem Mana yang Terbaik?

Sistem penggerak semua roda paruh waktu dengan poros kedua yang diaktifkan secara manual telah menghilang dari mobil penumpang. Arsitektur yang tersisa masing-masing memiliki kelebihannya:

• AWD penuh waktu dengan diferensial antar-poros pengunci mandiri (visco-coupler seperti pada Subaru, Torsen mekanis seperti pada Audi A4/A6/A8 Quattro dan Volkswagen Phaeton, atau kopling yang dikontrol secara elektronik seperti pada Mitsubishi Lancer Evo): sistem yang paling canggih dan memuaskan, mampu benar-benar meningkatkan penanganan di jalan dan sirkuit jika dikalibrasi dengan benar.
• AWD penuh waktu dengan diferensial antar-poros terbuka (seperti pada Mercedes-Benz 4Matic): mengandalkan elektronik anti-selip untuk mengkompensasi kurangnya pengunci mandiri. Efektif di jalan, tetapi secara mekanis kurang proaktif.
• Penggerak belakang paruh waktu melalui kopling terkontrol (Haldex, seperti pada Volvo, Saab, dan berbagai crossover Grup Volkswagen): tata letak yang paling umum pada crossover modern — hemat biaya, ringan, dan semakin mumpuni berkat elektronik yang lebih cepat.

Tren dominan dalam AWD canggih adalah torque vectoring — bukan hanya mendistribusikan torsi antara poros depan dan belakang, tetapi secara aktif memvariasikannya antara roda kiri dan kanan pada satu poros. Mitsubishi Lancer Evolution X mewakili kemutakhiran: sistem S-AWC-nya menggabungkan diferensial tengah yang dikontrol secara elektronik (ACD) dengan diferensial belakang Active Yaw Control (AYC) yang mampu mentransfer torsi antara roda belakang secara independen. Set roda gigi tambahan dapat menggeser keseimbangan torsi secara proaktif, sebelum grip hilang, daripada reaktif setelah selip roda telah dimulai.

Secara praktis, perbedaan penanganan dunia nyata antara sistem AWD modern terus menyempit seiring semakin canggihnya elektronik kontrol. Sistem berbasis Haldex yang dikalibrasi dengan baik pada crossover dapat menghadirkan stabilitas yang tampak luar biasa dari diferensial Torsen mekanis satu generasi lalu. Itulah, pada akhirnya, arah teknologi ini menuju — dan titik akhirnya mungkin adalah mobil listrik dengan empat motor roda individual, masing-masing menghasilkan torsi yang dikontrol secara presisi tanpa drivetrain mekanis sama sekali.

Ini adalah terjemahan. Anda dapat membaca versi aslinya di sini: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html