Firehjulsdrift forklart: Historie, teknologi og hvordan AWD-systemer fungerer

Denne artikkelen startet som en grei teknisk guide – noe i retning av «Alt du noen gang har ville vite om firehjulsdrift, men ikke visste hvem du skulle spørre.» Vi planla å ta for oss hvordan åpne differensialer skiller seg fra visco-koblinger eller Haldex-enheter, hva selvlåsende differensialer faktisk gjør, og hvorfor noe av dette i det hele tatt har betydning. Men jo dypere vi gravde i historien, desto mer overrasket ble vi. Det viser seg at den første personbilen med permanent firehjulsdrift ble bygget i Nederland for over hundre år siden. Og i 1935 var en firerhjulsdrevet amerikansk racerbil forbausende nær ved å endre verdenshistoriens løp.

Hvorfor trenger en personbil firehjulsdrift? I det 21. århundre virker svaret åpenbart: bedre trekkraft, mindre hjulspinn på glatte underlag og bedre kjøreegenskaper under akselerasjon. Fire drevne hjul er rett og slett bedre enn to. Men menneskeheten brukte overraskende lang tid på å handle etter denne enkle sannheten. Spør en hvilken som helst bilhistoriker, og de vil fortelle deg at firehjulsdrift-eraen for masseproduserte personbiler begynte i 1980 med Audi Quattro. De nevner kanskje også sjeldne forgjengere – den britiske superbilen Jensen FF fra 1966 og Subaru Leone 4WD fra 1972. En virkelig ekspert vil imidlertid raskt påpeke at tidlige firehjulsdrevne Subaru-biler ikke var permanente AWD-systemer overhodet – de var deltids. Og som vi skal forklare, er dette et avgjørende skille.

Deltids 4WD: En midlertidig løsning

Deltidsdrift på én aksel er et kompromiss, og ikke en særlig elegant løsning for personbiler. Begrepet «deltids 4WD» oppstod i SUV- og terrengkjøretøyverdenen. I denne konfigurasjonen driver én aksel permanent, mens den andre kobles inn fast på forespørsel – men denne stive forbindelsen kan bare brukes i terreng. På asfalterte veier må deltidssystemet frakobles helt. Her er grunnen:

• Når en bil svinger, følger forhjulene en lengre bue enn bakhjulene og må derfor rotere raskere.
• Med et stivt koblet firehjulsdrift-system reduseres trekkraften på forhjulene mens dreiemomentet på bakhjulene øker.
• I noen tilfeller kan forhjulene faktisk generere bremsekraft i stedet for drivkraft – noe som øker motstanden og gjør bilen vanskeligere å styre.
• På løst underlag som gjørme eller snø er denne effekten håndterbar, men på asfalt forårsaker den alvorlig drivverks-binding og styringsproblemer.

Når en bil tar en sving, følger hvert hjul sin egen bue og må rotere med ulik hastighet. Det er derfor et permanent firehjulsdrift-system krever tre differensialer: to hjul-differensialer (én per aksel) og én aksel-differensial som lar begge drevne aksler rotere uavhengig av hverandre.

Til tross for disse ulempene dukket stivt koblet firehjulsdrift opp på enkelte veigående kjøretøy – selv om de i karakter lå nærmere terrengtraktorer. I Sovjetunionen gikk for eksempel GAZ-61 «Emka» – en firehjulsdrevet sedan med sekssylindret motor og deltids forakseldrift – inn i småserieproduksjon allerede i 1938. Etter krigen dukket lignende drivverk opp i terrengvarianten GAZ-M72 «Pobeda» og i Moskvisj-410. Subaru Leone 4WD fra 1972 fulgte den samme logikken: den var bygget for terrengoruk, med høyere bakkeklaring enn standard forhjulsdrevne Subaru-modeller, og en manuelt innkoblbar bakaksel.

Subaru Leone 4WD stasjonsvogn (1972–1979) var en firehjulsdrift-tilpasning av en forhjulsdrevet plattform, med manuelt innkoblbar bakaksel. Viktige spesifikasjoner inkluderte:

• Motoralternativer: 1,4-liter (72 hk) eller 1,6-liter (80 hk)
• Karosserivarianter: stasjonsvogn, sedan og pickup
• Innkobling av bakhjulsdrift: manuell på biler med manuell girkasse; automatisk via en flerplate-friksjonskløtsj på automater
• Denne deltidsordningen ble videreført på alle firehjulsdrevne Subaru-modeller frem til 1989

Kjerneproblemet med deltids firehjulsdrift er at den er ubrukelig på de asfalterte veiene der de fleste biler tilbringer mesteparten av sin tid – men bilen må likevel bære ekstra vekten av en overføringskasse, en ekstra kardanaksel og et sekundært akselaggregat til enhver tid. Å konvertere et deltidssystem til heltidsdrift krever imidlertid bare én ekstra komponent: en aksel-differensial i overføringskassen.

Permanent firehjulsdrift: Hvordan det fungerer og hvorfor det er viktig

Aksel-differensialen er nøkkelen til permanent firehjulsdrift. To hjul-differensialer – én på hver aksel – lar venstre og høyre hjul på hver aksel rotere med ulik hastighet i svinger. Aksel-differensialen gjør den samme jobben mellom for- og bakakselen. En bil utstyrt med alle tre differensialene kan kjøre med permanent firehjulsdrift på alle veiunderlag uten drivverks-binding eller forringede kjøreegenskaper.

Enkelt i teorien – og likevel anså det bilindustrielle mainstream frem til begynnelsen av 1980-tallet heltids AWD som unødvendig for personbiler. Den rådende oppfatningen var at det å konstant spinne et andre hjulpar og alle tilhørende drivverkskomponenter på tørr asfalt genererte støy og kastet bort drivstoff. Audi Quattro endret denne tankegangen permanent. Ved å fordele motorens dreiemoment over alle fire hjul til enhver tid, gir et heltids AWD-system:

• Større gjenværende veigrepmargin tilgjengelig for å håndtere laterale krefter i svinger
• Betydelig bedret stabilitet ved akselerasjon eller bremsing midt i en sving
• Redusert risiko for plutselig overstyring eller understyring utløst av gasspedalinnganger

Audi 80 Quattro fra slutten av 1980-tallet illustrerer hvor raffinert dette oppsettet ble. Quattro-arkitekturen er mer kompakt enn den konkurrerende Ferguson Formula-transmisjonen. Fra 1984 tok Audi i bruk Torsen-selvlåsende differensial – en rent mekanisk enhet som reagerer på endringer i dreiemomentet på hver utgående aksel, snarere enn på hjulhastigheitsforskjeller. I motsetning til en visco-kobling-basert differensiallås, låser Torsen bare under trekkraft, ikke ved bremsing, noe som betyr at den er fullt kompatibel med ABS-systemer og forbedrer stabiliteten under retardasjon.

Det er verdt å merke seg at Range Rover (1970) og den russiske Lada Niva (1976) generelt regnes som de første masseproduserte kjøretøyene med aksel-differensialer – men begge hører definitivt hjemme i terrengatogsegmentet. Audi Quattro gjør krav på pionértittelen spesifikt blant personbiler.

Tidlige firehjulsdrevne racerbiler: Fra Spyker til Bugatti

Utforsket racerbildesignere permanent firehjulsdrift før Quattro-eraen? Svaret er et klart ja – og historien går mye lenger tilbake enn de fleste forventer.

Ferdinand Porsches første prosjekt etter krigen var en firehjulsdrevet racerbil: Cisitalia 360, med midtmontert motor og en 1,5-liters tolvsilindret motor. Forhjulsdriften var imidlertid deltids – føreren aktiverte den kun på rette strekninger, og byttet tilbake til bakhjulsdrift før svingene.

Men Porsche hadde faktisk bygget et firehjulsdrevet kjøretøy langt tidligere: en elektrisk bil med fire individuelle hjulmotorer, helt tilbake i 1900. Den virkelige overraskelsen for bilhistorikere er imidlertid racerbilen fra 1902 bygget av den nederlandske produsenten Spyker. På et tidspunkt da selv bremser bare var montert på bakhjulene, hadde denne bilen ekte permanent firehjulsdrift – komplett med aksel-differensial.

Spyker-selskapet var grunnlagt i 1880 av Spijker-brødrene som produsent av hestekjerrer. Deres første bil kom i 1900, og to år senere, i samarbeid med den belgiske designeren Joseph Valentin Laviolette, produserte de den firehjulsdrevne Spyker 60 HK racerbilen (1902–1907). Spesifikasjonene var ekstraordinært avanserte for sin tid:

• Tre differensialer – aksel-differensial og begge hjul-differensialer
• Tre separate bremsemekanismer – to på bakhjulene, én på den fremre drivakselen
• Et firehjulsdrift-system som konseptuelt ikke ble overgått på tiår

Det permanente firehjulsdrift-konseptet er derfor godt over hundre år gammelt. Det ble ikke bygget mange firehjulsdrevne Spyker-biler – de var enormt dyre og oppnådde aldri nevneverdig racesuksess. To mer ambisiøse AWD-raceprosjekter fulgte i begynnelsen av 1930-tallet: Bugatti Tipo 53 og Miller FWD.

Bugatti Tipo 53-prosjektet hadde sin opprinnelse hos Fiat-ingeniøren Antonio Pichetto, som foreslo ideen for Ettore Bugatti i 1930. Tre biler ble ferdigstilt i 1932, og hver av dem hadde:

• En 300 hk kompressorladet rekkåtter motor
• Permanent firehjulsdrift med tre differensialer
• Overføringskasse og aksel-differensial integrert med den separat monterte girkassen
• Drivaksler for begge aksler plassert på venstre side av bilen
• Uavhengig forhjulsoppheng på tverrgående fjær – uvanlig for Bugatti

Til tross for at den var raskere enn samtidige bakhjulsdrevne biler gjennom grusdekte svinger, led Tipo 53 under overdrevent styretrykk som følge av bruken av standard Cardan-koblinger i stedet for likhastighetskoblinger i de fremre drivakslene. De tre bilene konkurrerte frem til 1935.

Miller FWD kom delvis til fordi den amerikanske designeren Harry Miller hadde studert en forhjulsdrevet Bugatti som var kjøpt inn spesifikt for demontering. Inspirert av Bugattis tilnærming utviklet Miller sitt eget firehjulsdrevne chassis med sponsormidler fra lastebilselskapet FWD. En av de firehjulsdrevne Miller-bilene ledet Indianapolis 500 i 1934 før den måtte bryte med mekaniske problemer på niendeplass.

Disse bilene er også knyttet til et av de merkeligste «hva om»-øyeblikkene i bilhistorien. Under et løp på AVUS-banen i Berlin i 1935 lå en firehjulsdrevet Miller på tredjeplass da dens rekkåttermotor sviktet katastrofalt og sendte deler flygende mot tribunene. Adolf Hitler var til stede på tribunen denne dagen. Hadde selv et lite fragment nådd ham, kunne andre verdenskrigs forløp – og verdenshistorien – ha blitt fullstendig annerledes.

Ferguson Formula: AWD-systemet som forandret alt

For å forstå det neste avgjørende kapittelet i firehjulsdriftens historie er det nyttig å se tilbake på en grunnleggende begrensning ved åpne aksel-differensialer. En åpen differensial lar én aksel spinne fritt mens den andre ikke mottar noe dreiemoment. Dersom bakhjulene mister grepet fullstendig, kan forhjulene stå stille mens bakhjulene spinner – differensialen gjør ingenting for å forhindre dette.

Løsningen som ble utviklet for SUV-er var positiv låsing: føreren aktiverer manuelt en mekanisme som låser differensialgirene fast og gjør differensialsdriften om til en solid forbindelse. Denne tilnærmingen ble brukt i tidlige Range Rover-modeller, Lada Niva og mange andre terrengkjøretøy – inkludert den første generasjonen Audi Quattro, som krevde at føreren manuelt låste senter-differensialen frem til 1984. Men manuell låsing er nok et kompromiss: den må frakobles på harde underlag, og den gir ingen beskyttelse dersom hjulspinn oppstår uventet på glatt vei.

Den første automatisk selvlåsende aksel-differensialen var et verk av den britiske racersjåføren og ingeniøren Tony Rolt. Sammen med sin venn og medracer Fred Dixon hadde Rolt drevet verkstedet Rolt/Dixon Developments før krigen. Etterpå ble de to fascinert av potensialet til permanent firehjulsdrift. Etter å ha bygget et eksperimentelt firehjulsdrevet testfartøy kalt «Crab», gikk de i 1950 sammen med Harry Ferguson – den vellykkede traktorprodusenten – og dannet Harry Ferguson Research.

Fergusons visjon var ikke en racerbil, men en genuint trygg personbil: en bil der hjulene verken ville spinne under akselerasjon eller låse seg under bremsing. Rolt og Dixon bestemte seg for å designe en slik bil fra bunnen av – karosseri, transmisjon og drivlinje inkludert. Med den erfarne designeren Claude Hill (tidligere fra Aston Martin) ansatt som sjefsingeniør, ble den eksperimentelle Ferguson R4 sedanen ferdigstilt etter seks års utvikling. Spesifikasjonene var bemerkelsesverdig for 1956:

• Permanent firehjulsdrift med selvlåsende aksel-differensial
• Flatfireмоторmotor
• Skivebremser på alle fire hjul
• Dunlop MaxaRet elektromekanisk blokkeringsfritt bremsesystem, tilpasset fra luftfarten

Hjertet i Ferguson Formula-transmisjonen var en oppfinnsom selvlåsende mekanisme inne i overføringskassen. I tillegg til differensialen inneholdt enheten et ekstra girsett, to kule-friløpskoblinger og to pakker med friksjonsplater. Under normale forhold gikk disse elementene stille på tomgang. Men når hjulene på én aksel begynte å slipe – og skapte en hastighetsforskjell mellom de utgående akslene – ville én av koblingene gripe inn, klemme friksjonsplaten mot differensialgirene og øyeblikkelig gjøre differensialsdriften om til en solid forbindelse.

En annen prototype, Ferguson R5 stasjonsvogn fra 1962, var enda mer kapabel. Testsjåfører fra Autocar-magasinet bemerket at den nådde grensene for veifeste ved hastigheter som virket nesten umulige. Til tross for dette var ingen produsent villig til å sette Ferguson i produksjon – kompleksiteten og kostnadene var for høye. I 1962 overtalte imidlertid Tony Rolt ledelsen hos Jensen Cars til å tilpasse Ferguson Formula-transmisjonen til deres kommende CV8-kupé, som brukte en 300 hk Chrysler V8-motor. Tre år senere ble en eksperimentell firehjulsdrevet Jensen CV8 FF ferdigstilt.

I 1966 erstattet Jensen Interceptor CV8 – og ved siden av den standard bakhjulsdrevne kupéen tilbød Jensen en firehjulsdrevet variant merket med et diskret «FF»-emblem. Jensen FF ble verdens første serieproduserte bil som kombinerte selvlåsende aksel-differensial med ABS. «FF»-betegnelsen stod for «Formula Ferguson.» Viktige spesifikasjoner inkluderte:

• 6,3-liters Chrysler V8 storblokk-motor med 325 hk
• Tregirs TorqueFlite-automat eller firgirs manuell girkasse
• Asymmetrisk dreiemomentsfordeling: 63 % til bakakselen, 37 % til forakselen – for å bevare bakhjulsdrevne kjøreegenskaper
• Enkanals Dunlop MaxaRet ABS
• Tannstang-styring med servostyring og skivebremser rundt hele bilen
• Toppfart 212 km/t; 0–100 km/t på 7,7 sekunder; egenvekt ca. 1 800 kg
• Britisk pris i 1968: ca. £6 000 – tilsvarende den billigste Rolls-Royce
• Totalt produksjonstall: 318 biler (1966–1971)

Samtlige bilpresseredaktører fra den epoken roste Jensen FF for eksepsjonell stabilitet og det de beskrev som «en nesten ubegrenset trekkraftmargin på våt asfalt.» Tragisk nok fikk Harry Ferguson aldri se Jensen FF – han døde i 1960.

Hvorfor bruke så mye tid på Ferguson Formula? Fordi Harry Ferguson Research var den første organisasjonen i verden som behandlet firehjulsdrift primært som et aktivt sikkerhetsverktøy – ikke bare som en løsning på terrengtrekk-problemer. Den asymmetriske dreiemomentsfordelingen var et bevisst valg for å unngå den uforutsigbarheten som plager symmetriske AWD-systemer. På en bakhjulsdrevet bil gir for mye gass i en glatt sving forutsigbar overstyring. På en forhjulsdrevet bil gir det forutsigbar understyring. På en symmetrisk AWD-bil avhenger responsen av hvilken aksel som har dårligst veifeste – noe som kan være tvetydig og farlig. Ved å vekte dreiemomentet mot bakakselen ga Ferguson Formula Jensen FF nær-forutsigbare bakhjulsdrevne kjøreegenskaper under de fleste forhold.

Oppfinnelsen av visco-koblingen

Ferguson Formulas selvlåsende mekanisme hadde én vesentlig begrensning: friløpskoblingene opererte på en binær, av-/på-måte. Overgangen fra åpen differensial til full låsing var øyeblikkelig, noe som kunne skape sin egen håndteringstveidyktighet i det øyeblikket innkoblingen skjedde. Det som trengtes, var en mekanisme som gradvis og jevnt kunne variere graden av differensiallåsing.

På slutten av 1960-tallet begynte Tony Rolt og Derek Gardner – senere sjefdesigner for Tyrells Formel 1-biler – å eksperimentere med silikonvæsken som ble brukt i viskøse viftedriv-koblinger. Resultatet ble visco-koblingen: et sylindrisk hus fylt med silikonvæske, inneholdende vekslende pakker med friksjonsplater koblet til hver utgående aksel.

Slik fungerer det:

• Under normale forhold, når alle hjul roterer med tilnærmet samme hastighet, beveger platepakkene seg knapt i forhold til hverandre og koblingen har ingen effekt på differensialen.
• Når én aksel begynner å slipe, spinner dens utgående aksel raskere, noe som får platepakkene til å rotere i forhold til hverandre og klipper silikonvæsken.
• Klippingen øker temperaturen og trykket inne i koblingen, og øker dermed væskens viskositet dramatisk.
• Denne viskositetsøkningen får platene til å dra mot hverandre, og bremser gradvis den raskere roterende akselen og låser differensialen delvis eller helt.

Etter å ha patentert visco-koblingen, etablerte Tony Rolt FF Developments (FFD) i 1971 for å levere firehjulsdrift-transmisjoner kommersielt. Tidlige prosjekter inkluderte firehjulsdrevne Bedford-varebiler for britiske skogbrukstjenester, en rekke Ford Zephyr FF-politibiler og Opel Senator 4×4 sedaner til det britiske militæroppdraget i Berlin.

FFDs viktigste serieproduksjonsresultat var transmisjonen for AMC Eagle (1979–1988) – en hevet, firehjulsdrevet versjon av AMC Concord-sedanen, utstyrt med større dekk og 75 mm karosseriløft. AMC Eagle var den første serieproduserte bilen i verden som brukte en aksel-differensial låst av en visco-kobling. Selv om den ble tenkt som et mildt terrengorientert kjøretøy snarere enn en sportsbil, ble dens transmisjonarkitektur den direkte forløperen til noen av de mest berømte AWD-sportsbilene som noen gang er bygget – inkludert tidlige generasjoner av Subaru Impreza WRX og Mitsubishi Lancer Evolution.

Selvlåsende differensialer: Fra Torsen til elektronisk styring

Da Audi Quattro gikk inn i produksjon i 1981 – to år etter AMC Eagles debut – brukte den en konvensjonell åpen aksel-differensial med manuelt betjent positiv låsing. Elegansen i Audis løsning lå i pakkeringen: den langsgående motoren pekte direkte mot bakakselen, og en aksel-differensial var integrert direkte i girkassen. Den sekundære akselen i girkassen ble gjort hul, og den fremre drivakselen ble ført gjennom den. Ferdinand Piëchs team valgte en symmetrisk 50:50 dreiemomentsfordeling mellom for- og bakaksel.

I 1984 forsvant endelig de manuelle differensiallåshendlene fra Audi-kupéene, erstattet av Torsen (TORque SENsing) selvlåsende differensial. Torsen byr på flere viktige fordeler:

• Den er rent mekanisk – ingen elektronikk, væske eller førerinngripen er nødvendig
• Den reagerer på endringer i dreiemomentet på de utgående akslene snarere enn på hastighetsforskjeller, noe som betyr at den kan reagere før hjulspinn faktisk begynner
• I motsetning til en visco-kobling låser den bare under trekkraft, ikke ved bremsing, noe som gjør den fullt ABS-kompatibel
• Låsing og opplåsing er jevn og kontinuerlig, uten binære overganger

Torsens dokumenterte evne til å levere forbedrede kjøreegenskaper og stabilitet på sportsbiler tiltrakk seg senere SUV-ingeniører på jakt etter billiknende dynamikk. I dag brukes den i transmisjonene til kjøretøy som Range Rover, Volkswagen Touareg, Porsche Cayenne og Toyota Land Cruiser Prado.

Tilbake på 1980-tallet utløste Audi Quattros rallydominans et AWD-kappløp blant Group B-konkurrentene. I løpet av noen sesonger hadde følgende firehjulsdrevne rallybiler alle dukket opp – alle med FFD visco-koblingsteknologi i sine selvlåsende differensialer:

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

Stuart Rolt, Tonys sønn, administrerte FFDs relasjoner med rallylagene i denne perioden.

På begynnelsen av 1990-tallet henvendte også AZLK-fabrikken i Russland seg til FFD for å utvikle en firehjulsdrevet rallyversjon av Moskvitsj 2141. Med samme tredifferensial-oppsett som Ford RS200 oppnådde den eksperimentelle firehjulsdrevne Moskvitsjen bemerkelsesverdig forutsigbare kjøreegenskaper under ekstreme forhold. Testing avslørte et viktig prinsipp: ved å justere låsestivheten på hver enkelt visco-kobling individuelt, kunne ingeniørene stille inn bilens kjørebalanse over et bredt spekter:

• Stivere bakre hjul-differensial → mer tendens til overstyring
• Stivere fremre eller aksel-differensial → mer understyring og stabilitet

Denne innstillbarheten er grunnen til at moderne WRC-rallybiler bruker elektronisk styrte flerplate-kløtsjer i stedet for passive visco-koblinger i alle tre differensialene. Hydrauliske aktuatorer og en datamaskin om bord kan variere låsingsgraden på hver differensial i sanntid – frigjør kløtsjene ved inngangen til en sving for å la bilen rotere fritt, og klemmer dem deretter gradvis til ved akselerasjon ut på langsiden for å maksimere trekkraften og unngå understyring.

To produsenter var pionerer innen elektronisk styrte differensialer i personbiler:

• Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 E-klasse): Tre elektronisk styrte koblinger som sekvensielt koblet inn forakselen, deretter låste aksel-differensialen og til sist låste bakdifferensialen etter behov. Systemet var effektivt, men unødvendig komplekst, og elektronikken kunne få forhjulene til å koble inn og ut merkbart på løst underlag.
• Porsche 959 (1986): To elektronisk styrte koblinger som opererte på tvers av fire valgbare førermoduser. 959s system var mer sofistikert og bedre egnet til høyytelsesbruk.

Å erstatte differensialen: Haldex og forenklede AWD-systemer

Mens rallyingeniørene presset selvlåsende differensialer til det ytterste, beveget designerne av ordinære personbiler seg i motsatt retning – de eliminerte aksel-differensialen fullstendig og erstattet den med en visco-kobling alene. Den europeiske personbilen som først tok i bruk denne tilnærmingen var Volkswagen Golf II Syncro fra 1985. Transmisjonen ble utviklet av ingeniører fra GKN, som hadde kjøpt opp FFD i 1969.

Det forenklede visco-koblings-oppsettet bød på klare fordeler for masseproduksjon:

• AWD-modellen delte de fleste komponenter med standardversjonen med forhjulsdrift, noe som reduserte produksjonskostnad og kompleksitet
• Under normale forhold oppførte bilen seg identisk med en forhjulsdrevet bil
• Når forhjulene slapp, kunne visco-koblingen overføre opptil 70 % av dreiemomentet til bakakselen på omtrent 0,2 sekunder

Denne forsinkede innkoblingen skapte imidlertid en kjøreteknisk risiko: en bil som i utgangspunktet oppførte seg som en forhjulsdrevet (skyv utover foran) plutselig kunne skifte til bakaksel-dominert adferd når visco-koblingen aktiverte, noe som kunne overraske førere. Japanske produsenter utforsket ulike løsninger, inkludert montering av flere visco-koblinger – noen modeller, som Nissan Sunny/Pulsar fra 1988, brukte tre: én for å aktivere bakakseldriften og én for å låse hvert hjul-differensial. Mazda Concerto 4WD gikk enda lenger og brukte visco-koblinger i stedet for både aksel-differensialen og bakre hjul-differensial.

Det neste evolusjonære steget erstattet visco-koblingen med en elektronisk styrt hydraulisk flerplate-kløtsj – en langt raskere og mer presist kontrollerbar enhet. Haldex-koblingen, som erstattet visco-koblingen på Volkswagen Golf IV og dens plattformsøsken, er det mest kjente eksempelet på denne teknologien. Slik fungerer den:

• Flatkammer detekterer enhver rotasjonshastighetsforskjell mellom for- og bakakselens aksler
• Valser som går over kammerflatene skyver stempel i ringformede sylindre og pumper hydraulisk væske
• Væsketrykket komprimerer flerplate-kløtsjen og overfører dreiemoment til bakakselen
• En magnetventil, styrt av kjøretøyets elektronikk, kan slippe ut trykket på et hvilket som helst tidspunkt – og muliggjør uendelig variabel dreiemomentfordeling

I dag bruker de fleste AWD-personbiler og kryssovere en variant av denne elektronisk styrte kløtsj-arkitekturen – enten det er Haldex på Volkswagen Group-kjøretøy, Hondas VTM-4 eller BMWs xDrive. Hastigheten på moderne kløtsj-systemer har redusert innkoblingsfordøyelsen til det punktet der den er umerkelig i normal kjøring. Kalibreringen av styringsprogramvaren betyr nå mer enn selve maskinvaren: Golf 4Motion og Audi A3 Quattro bruker mekanisk identiske transmisjoner, men ulik programvare gir Volkswagen en symmetrisk dreiemomentsfordeling, mens Audis kalibrering sender 60 % av dreiemomentet til forakselen for en mer kjent forhjulsdrevet karakter.

AWD-teknologi i dag: Hvilket system er best?

Deltids firehjulsdrift-systemer med manuelt innkoblbar annen aksel har heldigvis forsvunnet fra personbiler. De gjenværende arkitekturene har hvert sine fortjenester:

• Permanent AWD med selvlåsende aksel-differensial (visco-kobling som i Subaru, Torsen mekanisk som i Audi A4/A6/A8 Quattro og Volkswagen Phaeton, eller elektronisk styrte koblinger som i Mitsubishi Lancer Evo): de mest sofistikerte og givende systemene, i stand til å genuint forbedre kjøreegenskapene på både vei og bane når de er riktig kalibrerte.
• Permanent AWD med åpen aksel-differensial (som i Mercedes-Benz 4Matic): baserer seg på antispin-elektronikk for å kompensere for fraværet av selvlåsing. Effektiv på vei, men mekanisk mindre proaktiv.
• Deltids bakhjulsdrift via styrt kløtsj (Haldex, som på Volvo, Saab og diverse Volkswagen Group-kryssovere): det vanligste oppsettet i moderne kryssovere – kostnadseffektivt, lett, og stadig mer kapabelt takket være raskere elektronikk.

Den dominerende trenden innen avansert AWD er dreiemomentvektoring – ikke bare fordeling av dreiemoment mellom for- og bakaksel, men aktiv variasjon av det mellom venstre og høyre hjul på en aksel. Mitsubishi Lancer Evolution X representerer det fremste innen denne teknologien: dens S-AWC-system kombinerer en elektronisk styrt senter-differensial (ACD) med en Active Yaw Control (AYC) bakdifferensial som er i stand til å overføre dreiemoment mellom bakhjulene uavhengig av hverandre. Ekstra girsett kan forskyve dreiemomentsbalansen proaktivt, før veigrep er tapt, snarere enn reaktivt etter at hjulspinn allerede har begynt.

I praktisk forstand fortsetter de reelle kjøreforskjellene mellom moderne AWD-systemer å bli mindre etter hvert som styringselektronikken blir mer sofistikert. Et godt kalibrert Haldex-basert system i en kryssover kan levere stabilitet som ville fremstått som bemerkelsesverdig fra en mekanisk Torsen-differensial for en generasjon siden. Det er i siste instans den retningen teknologien beveger seg – og endepunktet kan godt bli elbilen med fire individuelle hjulmotorer, der hvert hjul leverer presist kontrollert dreiemoment uten noe mekanisk drivverk overhodet.

Dette er en oversettelse. Du kan lese originalen her: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html