Pohon všetkých kolies vysvetlený: história, technika a fungovanie systémov AWD

Tento článok sa pôvodne začal ako priamočiary technický sprievodca — niečo ako “všetko, čo ste kedy chceli vedieť o pohone všetkých kolies, ale nevedeli ste, koho sa opýtať.” Plán bol vysvetliť, čím sa otvorený diferenciál líši od viskóznej spojky alebo jednotky Haldex, čo vlastne robí samosvorný diferenciál a prečo na tom záleží. No čím hlbšie sme sa ponárali do histórie, tým viac prekvapivá sa ukazovala. Prvý osobný automobil s trvalým pohonom všetkých kolies vznikol v Holandsku pred viac než sto rokmi. A v roku 1935 sa americké pretekárske auto so štyrmi poháňanými kolesami ohromujúco priblížilo k tomu, aby zmenilo chod svetových dejín.

Na čo osobné auto vôbec potrebuje pohon všetkých kolies? V 21. storočí znie odpoveď zjavne: lepšia trakcia, menej pretáčania kolies na klzkom povrchu, istejšie správanie pod plynom. Štyri poháňané kolesá sú jednoducho lepšie než dve. Priemyslu však prekvapivo dlho trvalo, kým podľa toho začal konať. Opýtajte sa ktoréhokoľvek automobilového historika a povie vám, že éra pohonu všetkých kolies v masových osobných autách sa začala v roku 1980 s Audi Quattro, s dvojicou vzácnych predchodcov — britským superautom Jensen FF z roku 1966 a Subaru Leone 4WD z roku 1972. Skutočný špecialista dodá, že rané štvorkolky Subaru vôbec nemali trvalý pohon všetkých kolies. Boli pripojiteľné. A práve tento rozdiel je celý príbeh.

Part-Time 4WD: dočasné kompromisné riešenie

Poháňať iba jednu nápravu len časť času je kompromis, a pre cestné auto nie práve elegantný. Pojem “part-time 4WD” pochádza zo sveta SUV a terénnych áut. V tomto usporiadaní je jedna náprava poháňaná trvalo a druhá sa na požiadanie pevne pripojí — lenže také pevné spojenie sa dá použiť iba mimo cesty. Na asfalte musí byť systém úplne odpojený.

Prečo pevné spojenie na asfalte zlyháva

• Keď auto zatáča, predné kolesá prejdú dlhší oblúk než zadné a preto sa musia otáčať rýchlejšie.
• Pri pevne pripojenom systéme pohonu všetkých kolies sa trakcia na predných kolesách znižuje, zatiaľ čo krútiaci moment vzadu rastie.
• V niektorých prípadoch môžu predné kolesá vytvárať skôr brzdnú než hnaciu silu — pridávajú odpor a auto sa horšie riadi.
• Na sypkých povrchoch, ako je blato alebo sneh, sa to dá zvládnuť, no na asfalte to spôsobuje silné pnutie v hnacom ústrojenstve a problémy s ovládaním.

V zákrute každé koleso sleduje vlastný oblúk a musí sa otáčať vlastnou rýchlosťou. Preto trvalý pohon všetkých kolies potrebuje tri diferenciály: dva medzi kolesami jednotlivých náprav a jeden medzi samotnými nápravami, aby sa predok a zadok mohli otáčať nezávisle od seba.

Autá s pripojiteľným pohonom: od GAZ-61 po Subaru Leone

Napriek tomu všetkému sa pevne spojený pohon všetkých kolies predsa len dostal do niekoľkých cestných áut, hoci svojím charakterom mali bližšie k terénnym nákladiakom. V ZSSR sa už v roku 1938 dostal do malosériovej výroby GAZ-61 „Emka“ — sedan s pohonom všetkých štyroch kolies, šesťvalcovým motorom a pripojiteľnou prednou nápravou. Po vojne sa rovnaká myšlienka objavila v terénnom GAZ-M72 „Pobeda“ a v Moskvitchi-410. Subaru Leone 4WD z roku 1972 sledovalo presne rovnakú logiku: bolo stavané do drsného terénu, vyššie než Subaru s predným náhonom, so zadnou nápravou, ktorú vodič pripájal ručne.

Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979) bolo úpravou platformy s pohonom predných kolies na pohon štyroch kolies, s ručne pripojiteľnou zadnou nápravou. Medzi hlavné špecifikácie patrili:

• Možnosti motora: 1.4-litra (72 hp) alebo 1.6-litra (80 hp)
• Karosárske verzie: kombi, sedan a pickup
• Pripájanie pohonu zadných kolies: ručne pri autách s manuálnou prevodovkou; automaticky cez viaclamelovú treciu spojku pri automatoch
• Toto pripojiteľné usporiadanie pokračovalo vo všetkých štvorkolkách Subaru až do roku 1989

Základný problém pripojiteľného pohonu je, že je zbytočný na spevnených cestách, kde väčšina áut strávi väčšinu života — a pritom auto všade vozí hmotnosť rozvodovky, druhého hnacieho hriadeľa a celej dodatočnej nápravovej zostavy. Premeniť pripojiteľný systém na trvalý vyžaduje presne jednu súčiastku navyše: medzinápravový diferenciál v rozvodovke.

Trvalý pohon všetkých kolies: ako funguje a prečo je dôležitý

Tri diferenciály, jeden princíp

Medzinápravový diferenciál je kľúčom k trvalému pohonu všetkých kolies. Dva medzikolesové diferenciály umožňujú ľavému a pravému kolesu každej nápravy otáčať sa v zákrute rozdielnymi rýchlosťami. Medzinápravový diferenciál robí to isté medzi prednou a zadnou nápravou. Auto so všetkými tromi môže mať trvalý pohon všetkých kolies na akomkoľvek povrchu bez pnutia v pohone alebo otupenia ovládateľnosti.

Teoreticky dosť jednoduché — no až do začiatku 1980. rokov priemysel považoval trvalý pohon všetkých kolies v cestnom aute za zbytočný. Všeobecná mienka bola, že otáčanie druhého páru kolies a všetkého, čo je k nim pripojené, na suchom asfalte iba pridáva hluk a spotrebu paliva.

Čo dokázalo Quattro

Audi Quattro tento spôsob uvažovania natrvalo zmenilo. Rozdelením krútiaceho momentu motora medzi všetky štyri kolesá po celý čas trvalý systém:

• Ponecháva väčšiu rezervu priľnavosti na zvládanie bočných síl v zákrutách
• Výrazne zlepšuje stabilitu pri zrýchľovaní alebo brzdení uprostred zákruty
• Znižuje riziko náhlej pretáčavosti alebo nedotáčavosti vyvolanej prácou s plynom

Audi 80 Quattro z konca 1980. rokov ukazuje, ako rafinovaným sa toto usporiadanie stalo. Architektúra Quattro je kompaktnejšia než konkurenčná prevodovka Ferguson Formula. Od roku 1984 Audi montovalo samosvorný diferenciál Torsen — čisto mechanické zariadenie, ktoré reaguje na krútiaci moment na každom výstupnom hriadeli, nie na rozdiel rýchlosti kolies. Na rozdiel od viskóznej spojky sa Torsen uzamyká iba pod ťahom, nikdy pri brzdení, čo ho robí plne kompatibilným s ABS a stabilnejším pri spomaľovaní.

Stojí za zmienku, že Range Rover (1970) a ruská Lada Niva (1976) sa všeobecne považujú za prvé sériovo vyrábané vozidlá s medzinápravovým diferenciálom — obe sú však jednoznačne terénne autá. Nárok Audi Quattro sa týka konkrétne prvenstva medzi osobnými autami.

Rané pretekárske autá so štyrmi poháňanými kolesami: od Spykeru po Bugatti

Skúmali konštruktéri pretekárskych áut trvalý pohon všetkých kolies pred érou Quattra? Rozhodne áno — a príbeh siaha oveľa ďalej, než väčšina ľudí čaká.

Porscheho experimenty so štvorkolkami

Prvým povojnovým projektom Ferdinanda Porscheho bolo pretekárske auto s pohonom štyroch kolies: Cisitalia 360, s motorom uprostred a 1.5-litrovým dvanásťvalcom. Jeho pohon predných kolies bol však pripojiteľný — vodič ho zapínal na rovinkách a pred zákrutami sa vracal k pohonu zadných kolies.

Porsche v skutočnosti postavil vozidlo so štyrmi poháňanými kolesami omnoho skôr: elektromobil so štyrmi samostatnými motormi v kolesách, pochádzajúci z roku 1900.

Spyker 60 HP, 1902

Skutočným šokom pre automobilových historikov je pretekárske auto z roku 1902, ktoré postavila holandská značka Spyker. V čase, keď sa aj brzdy montovali iba na zadné kolesá, malo toto auto skutočný trvalý pohon všetkých kolies vrátane medzinápravového diferenciálu.

Spyker založili v roku 1880 bratia Spijkerovci ako výrobcu konských kočov. Ich prvé auto sa objavilo v roku 1900 a o dva roky neskôr, v spolupráci s belgickým konštruktérom Josephom Valentinom Laviolettom, vyrobili pretekársky Spyker 60 HP so štyrmi poháňanými kolesami (1902–1907). Jeho špecifikácia bola na dané obdobie mimoriadna:

• Tri diferenciály — medzinápravový a oba medzikolesové
• Tri samostatné brzdové mechanizmy — dva na zadných kolesách, jeden na prednom hnacom hriadeli
• Systém pohonu štyroch kolies, ktorý koncepčne nenašiel obdobu celé desaťročia

Koncepcia trvalého pohonu štyroch kolies je teda stará viac než storočie. Štvorkoliek Spyker nevzniklo veľa — boli nesmierne drahé a v súťažiach toho veľa nedosiahli. Začiatkom 1930. rokov nasledovali dva ambicióznejšie projekty.

Bugatti Tipo 53 a Miller FWD

Bugatti Tipo 53 sa začalo u inžiniera Fiatu Antonia Picchetta, ktorý v roku 1930 predložil nápad Ettoremu Bugattimu. V roku 1932 boli dokončené tri autá, každé s:

• 300 hp preplňovaným radovým osemvalcom
• Trvalým pohonom všetkých kolies s tromi diferenciálmi
• Rozvodovkou a medzinápravovým diferenciálom integrovanými so samostatne uloženou prevodovkou
• Hnacími hriadeľmi pre obe nápravy umiestnenými na ľavej strane auta
• Nezávislým predným zavesením na priečnom pere — pre Bugatti nezvyčajným

Tipo 53 bolo v štrkových zákrutách rýchlejšie než vtedajšie zadokolky, no riadenie malo otrasne ťažké: predné hnacie hriadele používali obyčajné kardanové kĺby namiesto homokinetických kĺbov. Tri autá súťažili do roku 1935.

Miller FWD vznikol čiastočne preto, že americký konštruktér Harry Miller študoval Bugatti s pohonom predných kolies, kúpené výslovne na rozobratie. Inšpirovaný tým, čo našiel, Miller vyvinul vlastný podvozok so štyrmi poháňanými kolesami s podporou od nákladnej spoločnosti FWD. Jeden zo štvorkolkových Millerov viedol Indianapolis 500 v roku 1934, kým ho mechanický problém neposunul na deviate miesto.

Tesné minutie na AVUS, 1935

Tieto autá sa spájajú aj s jedným z najzvláštnejších momentov typu “čo keby” v motoristickej histórii. Počas pretekov na trati AVUS v Berlíne v roku 1935 jazdil štvorkolkový Miller na treťom mieste, keď jeho radový osemvalec katastrofálne zlyhal a odhodil trosky smerom k tribúnam. Adolf Hitler bol v ten deň na tribúne. Keby ho zasiahol hoci len malý úlomok, priebeh druhej svetovej vojny — a svetových dejín — mohol byť úplne iný.

Ferguson Formula: systém AWD, ktorý zmenil všetko

Problém s otvoreným stredovým diferenciálom

Aby sme pochopili ďalšiu kapitolu, pomôže vrátiť sa k základnému obmedzeniu otvoreného medzinápravového diferenciálu. Otvorený diferenciál dovolí jednej náprave voľne sa pretáčať, zatiaľ čo druhá nedostáva žiadny krútiaci moment. Ak zadné kolesá úplne stratia priľnavosť, predné môžu stáť, kým zadné sa pretáčajú — a diferenciál neurobí nič, aby tomu zabránil.

Odpoveďou sveta SUV bola pevná uzávierka: vodič zapne mechanizmus, ktorý pevne uzamkne ozubené kolesá diferenciálu a zmení diferenciálny pohon na tuhé spojenie. Používali ju rané Range Rovery, Lada Niva a desiatky iných terénnych áut — a aj prvá generácia Audi Quattro, pri ktorej musel vodič až do roku 1984 ručne uzamknúť stredový diferenciál. Ručná uzávierka je však ďalší kompromis. Na tvrdých povrchoch sa musí vypnúť a nepomôže vôbec, ak sa koleso nečakane začne pretáčať na klzkej ceste.

Rolt, Dixon a Harry Ferguson

Prvý automatický samosvorný medzinápravový diferenciál bol dielom britského pretekára a inžiniera Tonyho Rolta. So svojím priateľom a spolupretekárom Fredom Dixonom pred vojnou viedol dielňu Rolt/Dixon Developments; po vojne ich oboch zaujalo, čo by dokázal trvalý pohon všetkých kolies. Postavili experimentálnu štvorkolkovú skúšobnú platformu nazvanú “Crab,” a v roku 1950 spojili sily s Harrym Fergusonom — úspešným výrobcom traktorov — aby založili Harry Ferguson Research.

Ferguson nechcel pretekárske auto. Chcel skutočne bezpečné cestné auto: také, ktorému by sa kolesá nepretáčali pri zrýchľovaní ani nezablokovali pri brzdení. Rolt a Dixon sa pustili do jeho návrhu od nuly — karosérie, prevodovky aj pohonného ústrojenstva — so skúseným konštruktérom Claudom Hillom, predtým z Aston Martinu, ako hlavným inžinierom. Experimentálny sedan Ferguson R4 bol dokončený po šiestich rokoch práce a jeho špecifikácia bola na rok 1956 pozoruhodná:

• Trvalý pohon všetkých kolies so samosvorným medzinápravovým diferenciálom
• Plochý štvorvalcový motor
• Kotúčové brzdy na všetkých štyroch kolesách
• Elektromechanický protiblokovací brzdový systém Dunlop MaxaRet, upravený z letectva

Vnútri rozvodovky Ferguson Formula

Srdcom prevodovky Ferguson Formula bol dômyselný samosvorný mechanizmus v rozvodovke. Okrem diferenciálu jednotka obsahovala dodatočnú sadu ozubených kolies, dve guľôčkové voľnobežné spojky a dva balíky trecích lamiel. Pri normálnej jazde tieto prvky ticho bežali naprazdno. No len čo sa kolesá jednej nápravy začali šmýkať — čím vznikol rozdiel rýchlosti výstupných hriadeľov — jedna zo spojok sa zopla, pritlačila svoj trecí balík k ozubeným kolesám diferenciálu a okamžite zmenila diferenciálny pohon na pevné spojenie.

Druhý prototyp, kombi Ferguson R5 z roku 1962, bol ešte lepší. Testeri Autocaru poznamenali, že hranice priľnavosti dosahoval pri rýchlostiach, ktoré pôsobili takmer nemožne. Napriek tomu žiadny výrobca nechcel Ferguson zaradiť do výroby; zložitosť a cena boli príliš vysoké.

Jensen FF prichádza do predaja

V roku 1962 Tony Rolt presvedčil vedenie Jensen Cars, aby prispôsobilo prevodovku Ferguson Formula pre ich pripravované kupé CV8 a jeho 300 hp Chrysler V8. O tri roky neskôr už jazdil experimentálny štvorkolkový Jensen CV8 FF.

V roku 1966 Jensen Interceptor nahradil CV8 a popri štandardnom kupé so zadným pohonom Jensen ponúkol aj verziu s pohonom všetkých kolies s nenápadným označením “FF” — pre “Formula Ferguson.” Jensen FF sa stal prvým sériovým autom na svete, ktoré spojilo samosvorný medzinápravový diferenciál s ABS. Medzi hlavné špecifikácie patrili:

• 6.3-litrový veľkoblokový motor Chrysler V8 s výkonom 325 hp
• Trojstupňová automatická prevodovka TorqueFlite alebo štvorstupňová manuálna prevodovka
• Asymetrické rozdelenie krútiaceho momentu: 63% na zadnú nápravu, 37% na prednú — na zachovanie jazdného charakteru zadokolky
• Jednokanálové ABS Dunlop MaxaRet
• Hrebeňové posilňované riadenie a kotúčové brzdy na všetkých kolesách
• Najvyššia rýchlosť 212 km/h; 0–100 km/h za 7.7 sekundy; pohotovostná hmotnosť približne 1,800 kg
• Cena v Spojenom kráľovstve v roku 1968: približne £6,000 — podobne ako najlacnejší Rolls-Royce
• Celková produkcia: 318 áut (1966–1971)

Každý motoristický novinár tej doby chválil stabilitu Jensenu FF a to, čo opisovali ako “takmer neobmedzenú rezervu trakcie na mokrom asfalte.” Harry Ferguson auto nikdy nevidel: zomrel v roku 1960.

Prečo bola Ferguson Formula dôležitá

Prečo sa pri Ferguson Formula zdržiavať tak dlho? Pretože Harry Ferguson Research bola prvou organizáciou kdekoľvek na svete, ktorá považovala pohon všetkých kolies predovšetkým za nástroj aktívnej bezpečnosti, nie za odpoveď na trakciu v teréne.

Asymetrické rozdelenie krútiaceho momentu bolo zámerným krokom proti nepredvídateľnosti, ktorá trápi symetrické systémy. Dajte zadokolke v klzkej zákrute príliš veľa plynu a dostane pretáčavosť, predvídateľne. Urobte to isté v predokolke a dostane nedotáčavosť, predvídateľne. Urobte to v symetrickej štvorkolke a odpoveď závisí od toho, ktorá náprava má práve horšiu priľnavosť — čo je nejednoznačné a nebezpečné. Posunutím krútiaceho momentu dozadu dala Ferguson Formula Jensenu FF vo väčšine podmienok správanie blízke zadnému pohonu.

Vynález viskóznej spojky

Fergusonov mechanizmus mal jedno skutočné obmedzenie: jeho voľnobežné spojky pracovali binárne, spôsobom zapnuté-vypnuté. Skok z otvoreného diferenciálu do úplnej uzávierky bol okamžitý a aj to mohlo v momente záberu vytvoriť vlastnú nejednoznačnosť. Potrebný bol mechanizmus, ktorý by vedel mieru uzamknutia meniť plynulo.

Koncom 1960. rokov začali Tony Rolt a Derek Gardner — neskôr hlavný konštruktér vozidiel Formuly 1 Tyrrell — experimentovať so silikónovou kvapalinou používanou vo viskóznych pohonoch ventilátorov. Výsledkom bola viskózna spojka: valcové puzdro naplnené silikónovou kvapalinou, v ktorom boli striedajúce sa balíky trecích lamiel pripojené ku každému výstupnému hriadeľu.

Ako funguje viskózna spojka

• Za normálnych podmienok, keď sa všetky kolesá otáčajú podobnými rýchlosťami, sa balíky lamiel voči sebe takmer nehýbu a spojka nemá na diferenciál žiadny účinok.
• Keď jedna náprava začne prešmykovať, jej výstupný hriadeľ sa roztočí rýchlejšie, čo spôsobí relatívny pohyb balíkov lamiel a strihanie silikónovej kvapaliny.
• Strihanie zvyšuje teplotu a tlak vo vnútri spojky a dramaticky zvyšuje viskozitu kvapaliny.
• Toto zvýšenie viskozity spôsobí, že lamely sa začnú o seba ťahať, postupne brzdia rýchlejšie sa otáčajúci hriadeľ a diferenciál čiastočne alebo úplne uzamknú.

FF Developments a AMC Eagle

Po patentovaní viskóznej spojky založil Tony Rolt v roku 1971 FF Developments (FFD), aby komerčne predával prevodovky s pohonom všetkých kolies. Raná práca nebola okúzľujúca: štvorkolkové dodávky Bedford pre britskú lesnú službu, séria policajných Fordov Zephyr FF, sedany Opel Senator 4×4 pre britskú vojenskú misiu v Berlíne.

Najvýznamnejšou sériovou zákazkou FFD bola prevodovka AMC Eagle (1979–1988) — zvýšenej verzie sedanu AMC Concord s pohonom všetkých kolies, na väčších pneumatikách a so zdvihom karosérie 75 mm. Eagle bol prvým sériovým autom kdekoľvek na svete, ktoré uzamykalo medzinápravový diferenciál viskóznou spojkou. Bol koncipovaný skôr ako mierny teréňak než výkonné auto, no jeho architektúra prevodovky je priamym predkom niektorých z najslávnejších rýchlych štvorkoliek, aké kedy vznikli, vrátane raných Subaru Impreza WRX a Mitsubishi Lancer Evolution.

Samosvorné diferenciály: od Torsenu po elektronické riadenie

Baliaci trik Audi

Keď sa Audi Quattro dostalo do výroby v roku 1981 — dva roky po AMC Eagle — používalo bežný otvorený medzinápravový diferenciál s ručnou pevnou uzávierkou. Elegancia riešenia Audi bola v usporiadaní. Pozdĺžny motor mieril priamo k zadnej náprave a medzinápravový diferenciál putoval priamo do prevodovky: sekundárny hriadeľ bol dutý a predný hnací hriadeľ bol vedený cez neho. Tím Ferdinanda Piëcha zvolil symetrické rozdelenie 50:50 medzi predok a zadok.

Diferenciál Torsen

V roku 1984 ručné páky uzávierok z kabín Audi konečne zmizli a nahradil ich Torsen — TORque SENsing — samosvorný diferenciál. Jeho výhody stoja za vymenovanie:

• Je úplne mechanický — nevyžaduje elektroniku, kvapalinu ani zásah vodiča
• Reaguje na zmeny krútiaceho momentu na výstupných hriadeľoch, nie na rozdiely rýchlosti, čo znamená, že môže zareagovať skôr, než sa koleso skutočne začne pretáčať
• Na rozdiel od viskóznej spojky sa uzamyká iba pod ťahom, nie pri brzdení, čo ho robí plne kompatibilným s ABS
• Uzamykanie a odomykanie je plynulé a nepretržité, bez binárnych prechodov

Keď sa Torsen osvedčil v rýchlych autách, prevzali ho inžinieri SUV hľadajúci ovládanie podobné osobným autám. Dnes sa používa v Range Roveri, Volkswagene Touareg, Porsche Cayenne a Toyote Land Cruiser Prado.

Skupina B a rallyové preteky v zbrojení

V 1980. rokoch odštartovala rallyová dominancia Quattra preteky v zbrojení v pohone všetkých kolies. Počas niekoľkých sezón sa objavili všetky tieto rallyové štvorkolky, každá používala technológiu viskóznych spojok FFD vo svojich samosvorných diferenciáloch:

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

Stuart Rolt, Tonyho syn, v tých rokoch riadil vzťahy FFD s rallyovými tímami.

Začiatkom 1990. rokov prišla do FFD aj ruská továreň AZLK, ktorá chcela rallyovú verziu Moskviča 2141 s pohonom všetkých kolies. Experimentálne auto postavené okolo rovnakého trojdiferenciálového usporiadania ako Ford RS200 sa v extrémnych podmienkach správalo pozoruhodne predvídateľne. Testovanie odhalilo princíp, ktorý platí dodnes: upravte tuhosť uzamknutia každej viskóznej spojky samostatne a s ňou sa posunie aj vyváženie auta.

• Tuhší zadný medzikolesový diferenciál → väčší sklon k pretáčavosti
• Tuhší predný alebo medzinápravový diferenciál → väčšia nedotáčavosť a stabilita

Prichádza elektronické riadenie

Práve táto laditeľnosť je dôvodom, prečo moderné autá WRC používajú elektronicky riadené viaclamelové spojky namiesto pasívnych viskóznych spojok vo všetkých troch diferenciáloch. Hydraulické akčné členy a palubný počítač menia uzamknutie každého diferenciálu v reálnom čase — pri nájazde do zákruty spojky uvoľnia, aby sa auto voľne otáčalo, a potom ich postupne pritláčajú, keď vodič zrýchľuje na rovinku, pre maximálnu trakciu bez nedotáčavosti.

Dvaja výrobcovia boli priekopníkmi elektronicky riadených diferenciálov v cestných autách:

• Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 E-Class): Tri elektronicky riadené spojky postupne pripájali prednú nápravu, potom uzamykali medzinápravový diferenciál a následne zadný diferenciál podľa potreby podmienok. Systém bol účinný, no príliš zložitý, a elektronika mohla na sypkých povrchoch spôsobovať citeľné pripájanie a odpájanie predných kolies.
• Porsche 959 (1986): Dve elektronicky riadené spojky pracujúce v štyroch voliťeľných režimoch vodiča. Systém modelu 959 bol sofistikovanejší a vhodnejší na vysokovýkonné použitie.

Nahradenie diferenciálu: Haldex a zjednodušené systémy AWD

Samotná viskózna spojka

Kým rallyoví inžinieri tlačili samosvorné diferenciály až na ich hranice, konštruktéri bežných osobných áut išli opačným smerom — úplne odstránili medzinápravový diferenciál a namiesto neho dali viskóznu spojku. Volkswagen Golf II Syncro z roku 1985 bol prvým európskym osobným autom, ktoré to urobilo, s prevodovkou vyvinutou inžiniermi z GKN, ktorá v roku 1969 získala FFD.

Pri masovej výrobe sa zjednodušenie vyplatilo:

• Model s pohonom všetkých kolies zdieľal väčšinu dielov so štandardnou verziou s pohonom predných kolies, čím znížil výrobné náklady a zložitosť
• Za normálnych podmienok auto jazdilo rovnako ako predokolka
• Keď predné kolesá prešmykli, viskózna spojka dokázala preniesť až 70% krútiaceho momentu dozadu približne za 0.2 sekundy

Oneskorenie však vytvorilo problém s ovládaním. Auto správajúce sa ako predokolka, ktoré tlačí nosom von zo zákruty, sa mohlo v okamihu zopnutia spojky náhle zmeniť na auto so zadnou preferenciou — a vodiča zaskočiť. Japonskí výrobcovia skúšali rôzne odpovede vrátane montáže viacerých spojok: Nissan Sunny/Pulsar z roku 1988 používal tri, jednu na pripojenie zadného pohonu a jednu na uzamknutie každého medzikolesového diferenciálu. Mazda Concerto 4WD zašla ešte ďalej a nahradila medzinápravový aj zadný medzikolesový diferenciál viskóznymi spojkami.

Spojka Haldex

Ďalší krok nahradil viskóznu spojku elektronicky riadenou hydraulickou viaclamelovou spojkou — oveľa rýchlejšou a oveľa presnejšie ovládateľnou. Najznámejším príkladom je spojka Haldex, ktorá nahradila viskóznu spojku vo Volkswagene Golf IV a jeho platformových súrodencoch. Funguje takto:

• Čelné vačky zisťujú akýkoľvek rozdiel rýchlosti otáčania medzi predným a zadným hriadeľom
• Valčeky prechádzajúce po vačkových plochách tlačia piesty v prstencových valcoch a čerpajú hydraulickú kvapalinu
• Tlak kvapaliny stláča viaclamelový spojkový balík a prenáša krútiaci moment na zadnú nápravu
• Solenoidový ventil riadený elektronikou vozidla môže kedykoľvek uvoľniť tlak — čím umožňuje plynulo premenlivé rozdelenie krútiaceho momentu

Väčšina áut a crossoverov s pohonom všetkých kolies, ktoré sú dnes v predaji, používa nejakú verziu tejto elektronicky riadenej spojky, či už je to Haldex v autách Volkswagen Group, Honda VTM-4 alebo BMW xDrive. Moderné spojky reagujú dosť rýchlo na to, aby sa oneskorenie zopnutia v bežnej jazde stalo nepostrehnuteľným, a kalibrácia dnes záleží viac než samotný hardvér: Golf 4Motion a Audi A3 Quattro používajú mechanicky identické prevodovky, no odlišný softvér dáva Volkswagenu symetrické rozdelenie, zatiaľ čo Audi posiela 60% krútiaceho momentu dopredu pre známejší charakter predokolky.

Technika AWD dnes: ktorý systém je najlepší?

Systémy part-time s ručne pripájanou druhou nápravou z osobných áut našťastie zmizli. To, čo zostáva, sa delí do troch rodín, každá so svojimi prednosťami:

• Trvalý AWD so samosvorným medzinápravovým diferenciálom (viskózna spojka ako v Subaru, mechanický Torsen ako v Audi A4/A6/A8 Quattro a Volkswagene Phaeton alebo elektronicky riadené spojky ako v Mitsubishi Lancer Evo): najsofistikovanejšie a najuspokojivejšie systémy, schopné pri správnej kalibrácii skutočne zlepšiť ovládanie na ceste aj na okruhu.
• Trvalý AWD s otvoreným medzinápravovým diferenciálom (ako v Mercedes-Benz 4Matic): spolieha sa na protišmykovú elektroniku, ktorá kompenzuje absenciu samosvornosti. Na ceste je účinný, ale mechanicky menej proaktívny.
• Pripojiteľný zadný pohon cez riadenú spojku (Haldex, ako vo Volve, Saabe a rôznych crossoveroch Volkswagen Group): najbežnejšie usporiadanie v moderných crossoveroch — cenovo efektívne, ľahké a vďaka rýchlejšej elektronike čoraz schopnejšie.

Torque vectoring a čo príde potom

Dominantným trendom v pokročilom pohone všetkých kolies je torque vectoring: nejde len o rozdeľovanie krútiaceho momentu medzi nápravy, ale o jeho aktívne menenie medzi ľavým a pravým kolesom jednej nápravy. Mitsubishi Lancer Evolution X predstavuje špičku techniky — jeho systém S-AWC spája elektronicky riadený stredový diferenciál (ACD) so zadným diferenciálom Active Yaw Control (AYC), ktorý vie presúvať krútiaci moment z jedného zadného kolesa na druhé. Dodatočné sady ozubených kolies posúvajú vyváženie proaktívne, skôr než sa stratí priľnavosť, namiesto reakcie až po tom, čo sa koleso už pretáča.

V praxi sa reálne rozdiely medzi modernými systémami stále zmenšujú, ako sa zlepšuje riadiaca elektronika. Dobre nakalibrovaný crossover s Haldexom dnes poskytuje stabilitu, za ktorú by mechanický Torsen pred generáciou zbieral obdiv. To je smer vývoja — a konečným bodom môže pokojne byť elektromobil so štyrmi samostatnými motormi v kolesách, z ktorých každý dávkuje vlastný krútiaci moment bez akéhokoľvek mechanického hnacieho ústrojenstva. Čím sa príbeh pekne vracia k elektrickému autu Ferdinanda Porscheho so štyrmi poháňanými kolesami z roku 1900.

Toto je preklad. Originál si môžete prečítať tu: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html