Shpjegimi i traksionit në të gjitha rrotat: historia, teknologjia dhe si punojnë sistemet AWD

Ky artikull nisi si një udhëzues i drejtpërdrejtë teknik, diçka si gjithçka që keni dashur të dini për traksionin në të gjitha rrotat, por nuk dinit kë të pyesnit. Plani ishte të shpjegohej si ndryshon një diferencial i hapur nga një visco-coupler ose një njësi Haldex, çfarë bën në të vërtetë një diferencial vetëbllokues dhe pse ka rëndësi. Por sa më thellë hymë në histori, aq më befasuese u bë ajo. Makina e parë e pasagjerëve me traksion të përhershëm në të gjitha rrotat u ndërtua në Netherlands më shumë se njëqind vjet më parë. Dhe në 1935, një makinë amerikane garash me katër rrota aktive iu afrua çuditërisht shumë ndryshimit të rrjedhës së historisë botërore.

Pse i duhet fare një makine pasagjerësh traksion në të gjitha rrotat? Në shekullin 21 përgjigjja duket e qartë: më shumë kapje, më pak rrotullim bosh i rrotave në sipërfaqe të rrëshqitshme, më shumë qëndrueshmëri nën fuqi. Katër rrota tërheqëse janë thjesht më të mira se dy. Megjithatë industria u vonua çuditërisht shumë për të vepruar. Pyetni çdo historian automobilistik dhe do t’ju thotë se epoka e traksionit në të gjitha rrotat për makinat e tregut masiv filloi në 1980 me Audi Quattro, me disa pararendës të rrallë: supermakinën britanike Jensen FF të 1966 dhe Subaru Leone 4WD të 1972. Një specialist i vërtetë do të shtojë se Subaru-t e hershme me katër rrota aktive nuk kishin fare traksion të përhershëm në të gjitha rrotat. Ato ishin part-time. Dhe ky dallim del të jetë gjithë historia.

4WD part-time: një zgjidhje kalimtare

Të ngasësh vetëm një bosht për një pjesë të kohës është kompromis, dhe jo elegant për një makinë rruge. Termi part-time 4WD vjen nga bota e SUVs dhe kamionëve jashtë rruge. Në këtë skemë një bosht jep gjithmonë lëvizje dhe tjetri lidhet ngurtësisht sipas nevojës, por kjo lidhje e ngurtë mund të përdoret vetëm jashtë rrugës. Në asfalt sistemi duhet çaktivizuar plotësisht.

Pse dështon një lidhje e ngurtë në asfalt

• Kur një makinë kthen, rrotat e përparme përshkojnë një hark më të gjatë se rrotat e pasme dhe prandaj duhet të rrotullohen më shpejt.
• Me një sistem traksioni në të gjitha rrotat të lidhur ngurtë, kapja në rrotat e përparme ulet ndërsa çift-rrotullimi në pjesën e pasme rritet.
• Në disa raste rrotat e përparme mund të krijojnë forcë frenimi në vend të forcës shtytëse, duke shtuar rezistencë dhe duke e bërë makinën më të vështirë për t’u drejtuar.
• Në sipërfaqe të lirshme si balta ose bora kjo mund të menaxhohet, por në asfalt shkakton tendosje të rëndë të transmisionit dhe probleme drejtimi.

Në kthesë çdo rrotë ndjek harkun e vet dhe duhet të rrotullohet me shpejtësinë e vet. Prandaj traksioni i përhershëm në të gjitha rrotat ka nevojë për tre diferenciale: dy mes rrotave të secilit bosht dhe një mes vetë boshteve, që pjesa e përparme dhe e pasme të mund të rrotullohen në mënyrë të pavarur.

Makinat part-time: nga GAZ-61 te Subaru Leone

Traksioni në të gjitha rrotat me lidhje të ngurtë megjithatë arriti te disa makina rruge, ndonëse për nga karakteri ishin më afër kamionëve jashtë rruge. Në USSR, GAZ-61 Emka, një sedan me katër rrota aktive, motor gjashtëcilindrik dhe bosht të përparmë part-time, hyri në prodhim me seri të vogla që në 1938. Pas luftës e njëjta ide u shfaq te GAZ-M72 Pobeda jashtë rruge dhe Moskvitch-410. Subaru Leone 4WD e 1972 ndoqi saktësisht të njëjtën logjikë: e ndërtuar për terren të vështirë, më e lartë se Subaru-t me traksion përpara, me një bosht të pasmë që shoferi e aktivizonte me dorë.

Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979) ishte një përshtatje me katër rrota aktive e një platforme me traksion përpara, me bosht të pasmë të lidhur manualisht. Specifikimet kryesore përfshinin:

• Opsionet e motorit: 1.4-litra (72 hp) ose 1.6-litra (80 hp)
• Stilet e trupit: station wagon, sedan dhe pickup truck
• Aktivizimi i traksionit të pasmë: manual në makinat me kambio manuale; automatik nëpërmjet një friksioni shumëdiskësh në versionet automatike
• Kjo skemë part-time vazhdoi në të gjitha Subaru-t me katër rrota aktive deri në 1989

Problemi kryesor me traksionin part-time është se është i padobishëm në rrugët e asfaltuara ku shumica e makinave kalojnë pjesën më të madhe të jetës, dhe megjithatë makina bart kudo peshën e një kutie transferimi, një bosht të dytë kardanik dhe një montim shtesë të plotë boshti. Shndërrimi i një sistemi part-time në një full-time kërkon saktësisht një komponent më shumë: një diferencial ndërboshtor brenda kutisë së transferimit.

Traksioni full-time në të gjitha rrotat: si punon dhe pse ka rëndësi

Tre diferenciale, një parim

Diferenciali ndërboshtor është çelësi i traksionit të përhershëm në të gjitha rrotat. Dy diferencialet ndërmjet rrotave lejojnë rrotat e majta dhe të djathta të secilit bosht të kthehen me shpejtësi të ndryshme në kthesë. Diferenciali ndërboshtor bën të njëjtën punë midis boshtit të përparmë dhe atij të pasmë. Një makinë me të tre mund të përdorë traksion të përhershëm në çdo sipërfaqe pa lidhur transmisionin dhe pa zbehur drejtimin.

Mjaft e thjeshtë në teori, por deri në fillim të viteve 1980 industria e konsideronte traksionin full-time në të gjitha rrotat të panevojshëm për një makinë rruge. Mendimi i pranuar ishte se rrotullimi i një çifti të dytë rrotash dhe i gjithçkaje të lidhur me to në asfalt të thatë shtonte vetëm zhurmë dhe konsum karburanti.

Çfarë provoi Quattro

Audi Quattro e ndryshoi përgjithmonë këtë mënyrë të menduari. Duke shpërndarë çift-rrotullimin e motorit në të katër rrotat gjatë gjithë kohës, një sistem full-time:

• Lë një rezervë më të madhe kapjeje për të përballuar forcat anësore në kthesa
• Përmirëson ndjeshëm stabilitetin gjatë përshpejtimit ose frenimit në mes të kthesës
• Ul rrezikun e mbidrejtimit ose nëndrejtimit të papritur të shkaktuar nga komandat e gazit

Audi 80 Quattro i fundit të viteve 1980 tregon sa e rafinuar u bë skema. Arkitektura Quattro është më kompakte se transmisioni rival Ferguson Formula. Nga 1984 Audi vendosi diferencialin vetëbllokues Torsen, një pajisje krejt mekanike që reagon ndaj çift-rrotullimit në secilin bosht daljeje dhe jo ndaj ndryshimit të shpejtësisë së rrotave. Ndryshe nga një visco-coupler, Torsen bllokohet vetëm nën tërheqje, kurrë gjatë frenimit, gjë që e bën plotësisht të përputhshëm me ABS dhe më të qëndrueshëm gjatë ngadalësimit.

Vlen të theksohet se Range Rover (1970) dhe Russian Lada Niva (1976) zakonisht përmenden si automjetet e para të prodhuara masivisht me diferencial ndërboshtor, por të dy janë qartësisht automjete jashtë rruge. Pretendimi i Audi Quattro është posaçërisht se ishte i pari ndër makinat e pasagjerëve.

Makinat e hershme të garave me katër rrota aktive: nga Spyker te Bugatti

A e eksploruan projektuesit e makinave të garave traksionin full-time në të gjitha rrotat para epokës Quattro? Pa dyshim po, dhe historia shkon shumë më larg nga sa presin shumica.

Eksperimentet me katër rrota aktive të Porsche

Projekti i parë pasluftës i Ferdinand Porsche ishte një makinë garash me katër rrota aktive: Cisitalia 360, me motor në mes dhe motor 1.5-litra me dymbëdhjetë cilindra. Traksioni i përparmë ishte part-time, megjithatë: shoferi e aktivizonte në vijat e drejta dhe kthehej te traksioni i pasmë para kthesave.

Porsche në fakt kishte ndërtuar një automjet me katër rrota aktive shumë më herët: një makinë elektrike me katër motorë individualë në rrota, që daton nga 1900.

Spyker 60 HP, 1902

Tronditja e vërtetë për historianët e automobilit është makina e garave e 1902 e ndërtuar nga prodhuesi Dutch Spyker. Në një kohë kur edhe frenat vendoseshin vetëm në rrotat e pasme, kjo makinë kishte traksion të vërtetë full-time në të gjitha rrotat, me diferencial ndërboshtor të përfshirë.

Spyker ishte themeluar në 1880 nga vëllezërit Spijker si prodhues karrocash me kuaj. Makina e tyre e parë u shfaq në 1900, dhe dy vjet më vonë, duke punuar me projektuesin Belgian Joseph Valentin Laviolette, ata prodhuan makinën e garave me katër rrota aktive Spyker 60 HP (1902–1907). Specifikimi i saj ishte i jashtëzakonshëm për periudhën:

• Tre diferenciale: ndërboshtor dhe të dy ndërmjet rrotave
• Tre mekanizma të veçantë frenimi: dy në rrotat e pasme, një në boshtin e përparmë të transmisionit
• Një sistem me katër rrota aktive që nuk do të barazohej në koncept për dekada

Koncepti full-time me katër rrota aktive është pra mbi një shekull i vjetër. Nuk u ndërtuan shumë Spyker me katër rrota aktive; ishin tepër të shtrenjta dhe nuk arritën shumë në gara. Dy projekte më ambicioze pasuan në fillim të viteve 1930.

Bugatti Tipo 53 dhe Miller FWD

Bugatti Tipo 53 nisi me inxhinierin e Fiat Antonio Pichetto, i cili ia propozoi idenë Ettore Bugatti në 1930. Tre makina u përfunduan në 1932, secila me:

• Një motor 300 hp me kompresor, tetë cilindërsh në vijë
• Traksion full-time në të gjitha rrotat me tre diferenciale
• Kuti transferimi dhe diferencial ndërboshtor të integruar me kambion e montuar veçmas
• Boshtet e transmisionit për të dy boshtet të vendosura në anën e majtë të makinës
• Pezullim i pavarur përpara në një sustë tërthore, i pazakontë për Bugatti

Tipo 53 i kalonte makinat bashkëkohore me traksion të pasmë në kthesa me zhavorr, por drejtohej tmerrësisht rëndë: boshtet e përparme përdornin nyje të zakonshme Cardan në vend të nyjeve me shpejtësi konstante. Të tre makinat garuan deri në 1935.

Miller FWD lindi pjesërisht sepse projektuesi American Harry Miller kishte studiuar një Bugatti me traksion përpara të blerë posaçërisht për t’u çmontuar. I frymëzuar nga ajo që gjeti, Miller zhvilloi shasinë e vet me katër rrota aktive me sponsorizim nga FWD truck company. Një nga Miller-at me katër rrota aktive udhëhoqi Indianapolis 500 të 1934 para se problemet mekanike ta zbrisnin në vendin e nëntë.

Një rast për pak në AVUS, 1935

Këto makina lidhen edhe me një nga momentet më të çuditshme çfarë do të kishte ndodhur në historinë automobilistike. Gjatë një gare në pistën AVUS në Berlin në 1935, një Miller me katër rrota aktive po ecte i treti kur motori i tij tetëcilindërsh në vijë dështoi katastrofikisht dhe hodhi copa drejt tribunave. Adolf Hitler ishte në tribuna atë ditë. Po ta kishte arritur qoftë edhe një copë e vogël, rrjedha e Second World War dhe e historisë botërore mund të kishte qenë krejt tjetër.

Ferguson Formula: sistemi AWD që ndryshoi gjithçka

Problemi me një diferencial qendror të hapur

Për të ndjekur kapitullin tjetër, ndihmon të kthehemi te një kufizim themelor i diferencialit të hapur ndërboshtor. Një diferencial i hapur lejon një bosht të rrotullohet lirshëm ndërsa tjetri nuk merr fare çift-rrotullim. Nëse rrotat e pasme humbin plotësisht kapjen, të përparmet mund të qëndrojnë në vend ndërsa të pasmet rrotullohen bosh, dhe diferenciali nuk bën asgjë për ta ndalur.

Përgjigjja e botës SUV ishte bllokimi pozitiv: shoferi aktivizon një mekanizëm që bllokon ngurtë ingranazhet e diferencialit, duke e kthyer lëvizjen diferenciale në lidhje të fortë. Range Rover-at e hershëm e përdorën, po ashtu Lada Niva dhe dhjetëra automjete të tjera jashtë rruge, dhe po ashtu Audi Quattro i gjeneratës së parë, ku shoferi duhej ta bllokonte me dorë diferencialin qendror deri në 1984. Por bllokimi manual është një kompromis tjetër. Duhet liruar në sipërfaqe të forta dhe nuk ofron asgjë nëse një rrotë fillon të rrotullohet papritur në një rrugë të rrëshqitshme.

Rolt, Dixon dhe Harry Ferguson

Diferenciali i parë automatik vetëbllokues ndërboshtor ishte vepër e pilotit dhe inxhinierit British Tony Rolt. Me mikun dhe shokun e garave Fred Dixon ai kishte drejtuar punishten Rolt/Dixon Developments para luftës; më pas të dy u magjepsën nga ajo që mund të bënte traksioni i përhershëm në të gjitha rrotat. Ata ndërtuan një bazë provash eksperimentale me katër rrota aktive të quajtur Crab dhe në 1950 bashkuan forcat me Harry Ferguson, prodhuesin e suksesshëm të traktorëve, për të krijuar Harry Ferguson Research.

Ferguson nuk kërkonte një makinë garash. Ai donte një makinë rruge vërtet të sigurt: një makinë rrotat e së cilës as nuk do të rrotulloheshin bosh gjatë përshpejtimit, as nuk do të bllokoheshin gjatë frenimit. Rolt dhe Dixon nisën ta projektonin nga zeroja, trupin, transmisionin dhe grupin motorik njësoj, me projektuesin me përvojë Claude Hill, më parë te Aston Martin, si kryeinxhinier. Sedani eksperimental Ferguson R4 u përfundua pas gjashtë vitesh pune, dhe specifikimi i tij ishte i jashtëzakonshëm për 1956:

• Traksion i përhershëm në të gjitha rrotat me diferencial vetëbllokues ndërboshtor
• Motor flat-four
• Frena disku në të katër rrotat
• Sistemi elektromekanik antibllokues Dunlop MaxaRet, i përshtatur nga aviacioni

Brenda kutisë së transferimit Ferguson Formula

Zemra e transmisionit Ferguson Formula ishte një mekanizëm vetëbllokues i zgjuar brenda kutisë së transferimit. Përveç diferencialit, njësia mbante një grup ingranazhesh shtesë, dy friksione tejkalimi me sfera dhe dy pako disqesh fërkimi. Në punë normale këto elemente qëndronin të qeta. Por sapo rrotat e një boshti fillonin të rrëshqisnin, duke prodhuar ndryshim në shpejtësitë e boshtit të daljes, një nga friksionet aktivizohej, shtrëngonte pakon e tij të fërkimit kundër ingranazheve të diferencialit dhe e kthente menjëherë lëvizjen diferenciale në lidhje të ngurtë.

Një prototip i dytë, Ferguson R5 estate i 1962, ishte edhe më i mirë. Testuesit e Autocar vunë re se arrinte kufijtë e ngjitjes në shpejtësi që dukeshin pothuajse të pamundura. Megjithatë asnjë prodhues nuk donte ta vinte Ferguson në prodhim; kompleksiteti dhe kostoja ishin shumë të larta.

Jensen FF del në shitje

Në 1962 Tony Rolt e bindi menaxhmentin e Jensen Cars të përshtaste transmisionin Ferguson Formula për kupenë e tyre të ardhshme CV8 dhe motorin e saj 300 hp Chrysler V8. Tre vjet më vonë po qarkullonte një Jensen CV8 FF eksperimental me katër rrota aktive.

Në 1966 Jensen Interceptor zëvendësoi CV8, dhe krahas kupesë standarde me traksion të pasmë Jensen ofroi një version me traksion në të gjitha rrotat që mbante një stemë diskrete FF, për Formula Ferguson. Jensen FF u bë makina e parë e prodhimit në botë që kombinonte diferencial vetëbllokues ndërboshtor me ABS. Specifikimet kryesore përfshinin:

• Motor 6.3-litra Chrysler V8 big-block që prodhonte 325 hp
• Kambio automatike TorqueFlite me tre marshe ose kambio manuale me katër marshe
• Ndarje asimetrike e çift-rrotullimit: 63% në boshtin e pasmë, 37% në të përparmin, për të ruajtur karakterin e drejtimit me traksion të pasmë
• ABS Dunlop MaxaRet me një kanal
• Drejtim me kremalierë me asistencë dhe frena disku në të gjithë rrotat
• Shpejtësi maksimale 212 km/h; 0–100 km/h në 7.7 sekonda; peshë afërsisht 1,800 kg
• Çmimi në UK në 1968: afërsisht £6,000, i ngjashëm me Rolls-Royce më të lirë
• Prodhimi total: 318 makina (1966–1971)

Çdo gazetar automobilistik i epokës lavdëroi stabilitetin e Jensen FF dhe atë që e përshkruanin si një rezervë pothuajse të pakufizuar kapjeje në asfalt të lagësht. Harry Ferguson nuk e pa kurrë makinën: ai vdiq në 1960.

Pse kishte rëndësi Ferguson Formula

Pse të ndalemi kaq gjatë te Ferguson Formula? Sepse Harry Ferguson Research ishte organizata e parë kudo në botë që e trajtoi traksionin në të gjitha rrotat kryesisht si mjet sigurie aktive, dhe jo si përgjigje ndaj kapjes jashtë rruge.

Ndarja asimetrike e çift-rrotullimit ishte një lëvizje e qëllimshme kundër paparashikueshmërisë që ndjek sistemet simetrike. Jepini një makine me traksion të pasmë shumë gaz në një kthesë të rrëshqitshme dhe ajo mbidrejton, në mënyrë të parashikueshme. Bëni të njëjtën gjë me një makinë me traksion përpara dhe ajo nëndrejton, në mënyrë të parashikueshme. Bëjeni në një makinë simetrike me traksion në të gjitha rrotat dhe përgjigjja varet nga boshti që rastësisht ka kapjen më të dobët, gjë e paqartë dhe e rrezikshme. Duke e anuar çift-rrotullimin nga pas, Ferguson Formula i dha Jensen FF një sjellje afër traksionit të pasmë në shumicën e kushteve.

Shpikja e visco-coupler

Mekanizmi Ferguson kishte një kufizim real: friksionet e tij tejkaluese punonin në mënyrë binare, ndezur-fikur. Kalimi nga diferenciali i hapur në bllokim të plotë ishte i menjëhershëm dhe kjo mund të krijonte paqartësinë e vet në çastin e aktivizimit. Duhej një mekanizëm që mund të ndryshonte butësisht shkallën e bllokimit.

Në fund të viteve 1960 Tony Rolt dhe Derek Gardner, më vonë kryeprojektuesi i makinave Formula 1 të Tyrrell, filluan të eksperimentonin me lëngun silikonik të përdorur në ventilatorët viskozë. Rezultati ishte visco-coupler: një kasë cilindrike e mbushur me lëng silikonik, që mbante pako të alternuara disqesh fërkimi të lidhura me secilin bosht daljeje.

Si punon një visco-coupler

• Në kushte normale, me të gjitha rrotat që rrotullohen me shpejtësi të ngjashme, paketat e disqeve mezi lëvizin ndaj njëra-tjetrës dhe coupler nuk ka efekt mbi diferencialin.
• Kur një bosht fillon të rrëshqasë, boshti i tij i daljes rrotullohet më shpejt, duke bërë që paketat e disqeve të rrotullohen relativisht mes tyre dhe të presin lëngun silikonik.
• Kjo prerje rrit temperaturën dhe presionin brenda coupler, duke rritur ndjeshëm viskozitetin e lëngut.
• Kjo rritje e viskozitetit bën që disqet të tërhiqen kundër njëri-tjetrit, duke frenuar gradualisht boshtin që rrotullohet më shpejt dhe duke bllokuar pjesërisht ose plotësisht diferencialin.

FF Developments dhe AMC Eagle

Pasi patentoi visco-coupler, Tony Rolt themeloi FF Developments (FFD) në 1971 për të shitur komercialisht transmisione me traksion në të gjitha rrotat. Puna e hershme ishte pa shkëlqim: furgonë Bedford me katër rrota aktive për shërbimin pyjor British, një seri makinash policie Ford Zephyr FF, sedane Opel Senator 4×4 për misionin ushtarak British në Berlin.

Puna më e rëndësishme e prodhimit e FFD ishte transmisioni i AMC Eagle (1979–1988), një version i ngritur me traksion në të gjitha rrotat i sedanit AMC Concord, me goma më të mëdha dhe ngritje trupi 75 mm. Eagle ishte makina e parë e prodhimit kudo që bllokonte diferencialin ndërboshtor me visco-coupler. U konceptua si një automjet i lehtë jashtë rruge dhe jo si makinë performance, megjithatë arkitektura e tij e transmisionit është paraardhësja direkte e disa prej makinave të shpejta me traksion në të gjitha rrotat më të famshme të ndërtuara ndonjëherë, përfshirë Subaru Impreza WRX të hershme dhe Mitsubishi Lancer Evolution.

Diferencialet vetëbllokuese: nga Torsen te kontrolli elektronik

Truku i paketimit të Audi

Kur Audi Quattro hyri në prodhim në 1981, dy vjet pas AMC Eagle, përdori një diferencial të hapur ndërboshtor konvencional me bllokim pozitiv manual. Eleganca e zgjidhjes së Audi ishte te paketimi. Motori gjatësor tregonte drejt e nga boshti i pasmë dhe diferenciali ndërboshtor hyri direkt në kambio: boshti dytësor u bë i zbrazët dhe boshti i përparmë i transmisionit kalonte përmes tij. Ekipi i Ferdinand Piëch zgjodhi një ndarje simetrike 50:50 mes përpara dhe pas.

Diferenciali Torsen

Në 1984 levat e bllokimit manual më në fund u zhdukën nga kabinat Audi, të zëvendësuara nga Torsen, diferenciali vetëbllokues TORque SENsing. Përparësitë e tij ia vlen të renditen:

• Është plotësisht mekanik, pa elektronikë, lëng ose komandë nga shoferi
• Reagon ndaj ndryshimeve të çift-rrotullimit në boshtet e daljes dhe jo ndaj ndryshimeve të shpejtësisë, që do të thotë se mund të reagojë para se rrotullimi bosh i rrotës të fillojë realisht
• Ndryshe nga një visco-coupler, bllokohet vetëm nën tërheqje, jo gjatë frenimit, duke qenë plotësisht i përputhshëm me ABS
• Bllokimi dhe zhbllokimi janë të butë dhe të vazhdueshëm, pa kalime binare

Pasi u provua në makina të shpejta, Torsen u mor nga inxhinierët e SUV-ve që kërkonin drejtim si makinë. Sot përdoret në Range Rover, Volkswagen Touareg, Porsche Cayenne dhe Toyota Land Cruiser Prado.

Group B dhe gara e armatimit në rally

Në vitet 1980 dominimi rally i Quattro nisi një garë armatimi të traksionit në të gjitha rrotat. Brenda disa sezonesh u shfaqën të gjitha këto makina rally me katër rrota aktive, secila duke përdorur teknologjinë visco-coupler të FFD në diferencialet e veta vetëbllokuese:

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

Stuart Rolt, djali i Tony, menaxhoi marrëdhëniet e FFD me ekipet rally gjatë atyre viteve.

Në fillim të viteve 1990 edhe fabrika AZLK në Russia erdhi te FFD, duke kërkuar një version rally me traksion në të gjitha rrotat të Moskvitch 2141. E ndërtuar rreth së njëjtës skemë me tre diferenciale si Ford RS200, makina eksperimentale drejtohej me parashikueshmëri të jashtëzakonshme në kushte ekstreme. Testimi nxori një parim që ende vlen: rregulloni veçmas ngurtësinë e bllokimit të secilit visco-coupler dhe ekuilibri i makinës lëviz bashkë me të.

• Diferencial më i ngurtë i pasmë ndërmjet rrotave → më shumë prirje për mbidrejtim
• Diferencial më i ngurtë përpara ose ndërboshtor → më shumë nëndrejtim dhe stabilitet

Mbërrin kontrolli elektronik

Kjo mundësi rregullimi është pikërisht arsyeja pse makinat moderne WRC përdorin pako friksionesh shumëdiskëshe të kontrolluara elektronikisht dhe jo visco-couplers pasivë në të tre diferencialet. Aktivizues hidraulikë dhe një kompjuter në bord ndryshojnë bllokimin e secilit diferencial në kohë reale, duke liruar friksionet në hyrje të kthesës që makina të rrotullohet lirshëm, pastaj duke i shtrënguar gradualisht teksa shoferi përshpejton në vijën e drejtë, për traksion maksimal pa nëndrejtim.

Dy prodhues ishin pionierë të diferencialeve të kontrolluara elektronikisht në makina rruge:

• Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 E-Class): Tre friksione të kontrolluara elektronikisht lidhën me radhë boshtin e përparmë, pastaj bllokuan diferencialin ndërboshtor, pastaj bllokuan diferencialin e pasmë sipas kushteve. Sistemi ishte efektiv por tepër kompleks, dhe elektronika mund të bënte që rrotat e përparme të lidheshin dhe shkëputeshin dukshëm në sipërfaqe të lirshme.
• Porsche 959 (1986): Dy friksione të kontrolluara elektronikisht që punonin në katër mënyra të zgjedhshme nga shoferi. Sistemi i 959 ishte më i sofistikuar dhe më i përshtatshëm për përdorim me performancë të lartë.

Zëvendësimi i diferencialit: Haldex dhe sistemet AWD të thjeshtuara

Visco-coupler më vete

Ndërsa inxhinierët e rally i shtynë diferencialet vetëbllokuese deri në kufi, projektuesit e makinave të zakonshme të pasagjerëve shkuan në drejtimin tjetër: hoqën krejt diferencialin ndërboshtor dhe vendosën në vend të tij një visco-coupler. Volkswagen Golf II Syncro i 1985 ishte makina e parë European për pasagjerë që e bëri këtë, me transmision të zhvilluar nga inxhinierët e GKN, që kishte blerë FFD në 1969.

Për prodhim masiv, thjeshtimi dha rezultat:

• Modeli me traksion në të gjitha rrotat ndante shumicën e komponentëve me versionin standard me traksion përpara, duke ulur koston dhe kompleksitetin e prodhimit
• Në kushte normale, makina sillej njësoj si një makinë me traksion përpara
• Kur rrotat e përparme rrëshqisnin, visco-coupler mund të transferonte deri në 70% të çift-rrotullimit në pjesën e pasme brenda afërsisht 0.2 sekondash

Vonesa, megjithatë, krijoi një dobësi drejtimi. Një makinë që sillej si me traksion përpara dhe shtynte hundën jashtë mund të kalonte papritur në sjellje të prirur nga pas sapo coupler të aktivizohej, duke e zënë shoferin në befasi. Prodhuesit Japanese provuan përgjigje të ndryshme, përfshirë vendosjen e më shumë couplers: Nissan Sunny/Pulsar i 1988 përdori tre, një për të aktivizuar traksionin e pasmë dhe nga një për të bllokuar secilin diferencial ndërmjet rrotave. Mazda Concerto 4WD shkoi edhe më tej, duke zëvendësuar si diferencialin ndërboshtor ashtu edhe atë të pasmë ndërmjet rrotave me visco-couplers.

Friksioni Haldex

Hapi tjetër zëvendësoi visco-coupler me një friksion hidraulik shumëdiskësh të kontrolluar elektronikisht, shumë më të shpejtë dhe shumë më saktësisht të komandueshëm. Shembulli më i njohur është bashkimi Haldex, që zëvendësoi visco-coupler te Volkswagen Golf IV dhe modelet e tij motra të platformës. Punon kështu:

• Kamat ballore zbulojnë çdo ndryshim të shpejtësisë së rrotullimit midis boshteve të përparme dhe të pasme
• Rrotullat që kalojnë mbi sipërfaqet e kamave shtyjnë pistonë në cilindra unazorë, duke pompuar lëng hidraulik
• Presioni i lëngut ngjesh paketën e friksionit shumëdiskësh, duke transferuar çift-rrotullim në boshtin e pasmë
• Një valvul solenoide, e kontrolluar nga elektronika e automjetit, mund të lirojë presionin në çdo moment, duke lejuar shpërndarje pafundësisht të ndryshueshme të çift-rrotullimit

Shumica e makinave dhe crossover-ëve me traksion në të gjitha rrotat në shitje sot përdorin një version të këtij friksioni të kontrolluar elektronikisht, qoftë Haldex në makinat Volkswagen Group, VTM-4 i Honda apo xDrive i BMW. Friksionet moderne veprojnë aq shpejt sa vonesa e aktivizimit është bërë e padukshme në ngarje të zakonshme, dhe kalibrimi tani ka më shumë rëndësi se hardueri: Golf 4Motion dhe Audi A3 Quattro përdorin transmisione mekanikisht identike, por softueri i ndryshëm i jep Volkswagen një ndarje simetrike ndërsa Audi dërgon 60% të çift-rrotullimit përpara për një karakter më të njohur të traksionit përpara.

Teknologjia AWD sot: cili sistem është më i miri?

Sistemet part-time me bosht të dytë të aktivizuar manualisht fatmirësisht janë zhdukur nga makinat e pasagjerëve. Ajo që mbetet ndahet në tre familje, secila me meritat e veta:

• AWD full-time me diferencial vetëbllokues ndërboshtor (visco-coupler si te Subaru, Torsen mekanik si te Audi A4/A6/A8 Quattro dhe Volkswagen Phaeton, ose friksione të kontrolluara elektronikisht si te Mitsubishi Lancer Evo): sistemet më të sofistikuara dhe më shpërblyese, të afta të përmirësojnë realisht drejtimin në rrugë dhe pistë kur kalibrohen si duhet.
• AWD full-time me diferencial të hapur ndërboshtor (si te Mercedes-Benz 4Matic): mbështetet në elektronikën kundër rrëshqitjes për të kompensuar mungesën e vetëbllokimit. Efektiv në rrugë, por mekanikisht më pak proaktiv.
• Traksion i pasmë part-time nëpërmjet një friksioni të kontrolluar (Haldex, si te Volvo, Saab dhe crossover të ndryshëm Volkswagen Group): skema më e zakonshme në crossover-ët modernë, ekonomike, e lehtë dhe gjithnjë më e aftë falë elektronikës më të shpejtë.

Torque vectoring dhe çfarë vjen më pas

Prirja dominuese në traksionin e avancuar në të gjitha rrotat është torque vectoring: jo thjesht ndarja e çift-rrotullimit mes boshteve, por ndryshimi aktiv i tij mes rrotave të majta dhe të djathta të një boshti. Mitsubishi Lancer Evolution X është maja e teknologjisë: sistemi i tij S-AWC bashkon një diferencial qendror të kontrolluar elektronikisht (ACD) me një diferencial të pasmë Active Yaw Control (AYC) që mund të zhvendosë çift-rrotullimin nga një rrotë e pasme te tjetra. Grupe shtesë ingranazhesh e zhvendosin ekuilibrin në mënyrë proaktive, para se kapja të humbasë, jo duke reaguar pasi një rrotë tashmë po rrotullohet bosh.

Në praktikë dallimet reale midis sistemeve moderne po ngushtohen ndërsa elektronika e kontrollit përmirësohet. Një crossover Haldex i kalibruar mirë tani jep stabilitet për të cilin një Torsen mekanik do të admirohej një brez më parë. Ky është drejtimi i zhvillimit, dhe pika fundore mund të jetë fare mirë makina elektrike me katër motorë individualë në rrota, secili duke matur çift-rrotullimin e vet pa asnjë transmision mekanik. Kjo e kthen bukur historinë te makina elektrike me katër rrota aktive e Ferdinand Porsche e 1900.

Kjo është një përkthim. Origjinalin mund ta lexoni këtu: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html