Daugelis vairuotojų supranta, kam reikalinga visų keturių varančiųjų ratų pavara, tačiau mes norime šią temą aptarti smulkmeniškiau. Tad šį kartą pasistengsime visiems suprantamais žodžiais paaiškinti, kaip veikia visų varančiųjų ratų sistema, kokie jos tipai ir veikimo subtilybės.
Transmisijos ir diferencialų vaidmuo
Kam reikalinga transmisija? Ji skirta perduoti variklio galią ratams, kurie varys automobilį į priekį. Diferencialuose naudojami sudėtingi mechanizmai, skirti kuo efektyviau paskirstyti galią ratams ir užtikrinti geras valdymo charakteristikas. Važiuojant tiesiu, lygiu keliu neatskirtumėte, ar ratus suka vientisa ašis, jungianti abu ratus, ar viduryje esantis diferencialas. Tačiau skirtumas pasijaučia tuomet, kai kelias pradeda vingiuoti. Tuomet kiekvienas ratas turi savo atskirą trajektoriją, kurių ilgiai skiriasi. Vidinėje dalyje esantis ratas suksis lėčiau nei esantis išorėje. Jei posūkyje abiems ratams teks suktis tokiu pat greičiu, automobilio valdymas taps komplikuotas, o padangos greičiau nusidės dėl tenkančių apkrovų. Būtent eliminuoti šį efektą ir buvo sukurtas atviro tipo diferencialas.
Dabar, kai jau žinote, kaip veikia diferencialas, pakalbėsime apie jo trūkumą, kuris pajuntamas esant prastoms kelio sąlygoms. Jei vienas iš varomųjų ratų praras sukibimą, automobilis nepajudės iš vietos, nes diferencialas visą variklio galią skirs būtent tam ratui, kuris turi prasčiausią sukibimą.
Varančiųjų sistemų skirtumai
Tokia pati situacija yra ir su visų varančiųjų ratų sistema, tik joje stovi ne vienas, o trys diferencialai: po vieną priekinėje ir galinėje ašyse bei vienas per vidurį, liaudyje vadinamas „razdatke“. Šio mechanizmo paskirtis - skirstyti galią tarp ašyse esančių diferencialų. Šiame komponente išlieka ir tas pats esminis trūkumas - daugiausiai galios bus perduodama tam diferencialui, kurį bus lengviausiai prasukti. Taigi, įsivaizduokite, kad turite labai galingą visureigį, kuris turi tris atvirus diferencialus ir važiuojate kalnuota vietove, kai staiga vienas ratas pakimba ore. Kadangi visi diferencialai suprojektuoti taip, kad galią atiduotų ten, kur ją lengviausiai perduoti, jūsų automobilis nepajudės iš vietos.
Tokiu atveju naudojamos diferencialų blokiruotės. Elementariausias būdas - mechaniškai užblokuoti centrinį diferencialą. Dažniausiai galia paskirstoma 50:50 santykiu, ir net vienai iš ašių praradus sukibimą, kita turės pusę variklio galios, padėti automobiliui išsikapanoti iš keblios padėties. Tačiau tai dar neužtikrina didelio pravažumo. Tarkime, du vieno šono ratai įklimpsta sniege. Kadangi juos lengviau prasukti, galia atiteks būtent jiems, kai kitoje pusėje esantys ratai stovės vietoje. Kasitės tik gilyn, o iš vietos nepajudėsite. Kad taip nenutiktų, naudojamos papildomos blokiruotės, stovinčios kiekvienoje ašyje. Tuomet pravažumas ženkliai išauga, nes sujungus visas blokiruotes, ratai pastoviai gaus tokį patį variklio galios kiekį. Ši technologija išgyvena savo eros saulėlydį, nes gamintojai daugiau dėmesio skiria elektroniškai valdomiems mechanizmams, kurie yra efektyvesni, lengvesni ir pigesni.
Taigi, prieiname prie kito tipo visų varančiųjų ratų sistemos, kuri neturi centrinio diferencialo. Beje, tokia sistema turintys automobiliai tik esant kėblioms važiavimo sąlygoms yra varomi visais ratais. Važiuojant lygiu, geru keliu, sistema visą galią perduos arba priekiniams, arba galiniams ratams (priklauso nuo gamintojo), taip taupydama mechaninius komponentus ir mažindama kuro sąnaudas. O štai prireikus papildomos paspirties, vairuotojas gali mechaniškai sujungti priekinę ir galinę ašis. Tačiau nereikia pamiršti, kad priekinis ir galinis diferencialai išlieka atviri, todėl tokio automobilio galimybės taip pat ribotos. Žinoma, yra keletas modelių, kurie turi riboto praslydimo galinį diferencialą, kuris pagerina pravažumą, bet tai daugiau išimtis nei taisyklė.
Na, o pabaigai - pats universaliausias ir populiariausias sprendimas - automatiškai įsijungianti visų varančiųjų ratų sistema. Struktūriškai ši sistema yra labai panaši į prieš tai aptartą sistemą. Joje taip pat nėra centrinio diferencialo, o galia skirstoma per hidraulinę ar elektromagnetinę sankabą. Jei šis mechanizmas valdomas elektroniškai, jam padeda aktyvios ir pasyvios sistemos, o visa varančiųjų ratų sistema optimizuoja savo veikimą remdamasi begale parametrų. Tai yra pati sudėtingiausia, tačiau efektyviausiai veikianti transmisija.
Pažangios technologijos ir Subaru
Reikėtų suprasti, kad pačios efektyviausios visų varančiųjų ratų sistemos turi turėti kintamą galios paskirstymą tarp ašių. Tam užtikrinti yra keletas būdų bei mechanizmų. Pradėkime nuo mechaninių, be elektronikos įsikišimo, veikiančių komponentų. „VLSD“ - tai „lipnus“ riboto praslydimo diferencialas. Tai ganėtinai paprastas mechanizmas, kurio viduje yra lipnus skystis, kuris teka šalia esančių dviejų sankabų. Jeigu vienas ratas prasisuka, diferenciale sukeliama trintis tarp sankabų, kuri įkaitina skystį, o šis, besiplėsdamas, spaudžia sankabas vieną į kitą, taip jas sukabindamas. Tuomet diferencialas užsiblokuoja ir ratai gauna vienodą kiekį galios. Pagrindiniai tokio mechanizmo trūkumai yra mažas efektyvumas bei patikimumas. Kadangi pats diferencialas yra neremontuojamas, po maždaug 100 tūkst. kilometrų jame esantis skystis praranda savo savybes. Tai lemia, kad diferencialas galės praslysti visada ir veiks kaip atviro tipo komponentas.
Prieiname prie kito mechanizmo, kuris daugeliui „Audi“ savininkų yra pažįstamas - tai garsusis „Torsen“. Šis diferencialas veikia panašiai kaip ir atvirojo tipo mechanizmas, tačiau esant vienos pusės praslydimui, gali iki 75 procentų galios perduoti kitai pusei. Pavyzdžiui, vienas ratas pakibo ore, todėl diferencialas sukimo momentą skirs kitam ratui. Būdamas ganėtinai sudėtingas mechanizmas, „Torsen“ neapsieina be bėdų. Daugeliui žinoma „Audi“ problema, kuomet abu vienos ašies ratai neturi sukibimo, o centrinis „Torsen“ diferencialas nesugeba perduoti galios kitai ašiai. Būtent dėl to, kad „Torsen“ yra grynai mechaninis komponentas ir be elektronikos įsikišimo neįmanoma jo patobulinti, „Audi“ modeliuose su išilgai sumontuotu varikliu nuo 2010 metų pradėjo naudoti savo sukurtą elektra valdomą centrinį diferencialą.
Turėdami progą, pakalbėkime apie elektronikos pagalba veikiančias visų varančiųjų ratų sistemas, kurių veikimas remiasi daugeliu parametrų. Šiose sistemose esantys davikliai atsižvelgia į tokius aspektus kaip rato apsisukimai, vairo, akceleratoriaus padėtis, automobilio stovėsena ir taip toliau. Šios sistemos gali veikti „apgaudamos“ atvirus diferencialus, stabdydamos prasisukantį ratą, arba tiesiogiai užblokuodamos diferencialą. Šioje srityje toliausiai yra pažengę japonai, o „Subaru DCCD“ bei „Mitsubishi ACD“ sistemos yra laikomos pačiomis pažangiausiomis pasaulyje.
Tuo tarpu daugeliui europiečių bus aktuali „Haldex“ sistema, kuri naudojama visuose skersai variklius turinčiuose „VAG“ koncerno modeliuose. Kadangi agregatas stovi skersai, didžioji dalis galios daugiausiai tenka priekiniams ratams, tačiau prasisukus jiems, „Haldex“ mechanizmas perleidžia sukimo momentą galinei ašiai. Šio įtaiso viduje stovi kelios sankabos, kurios sujungiamos dėka elektromagnetinio stūmoklio, todėl perduodamos galios kiekis gali per sekundę pasikeisti keletą kartų. Tai užtikrina efektyvų pravažumą ir neiššvaistytą variklio resursą. Įdomu tai, kad nors „Haldex“ yra centrinis diferencialas, tačiau jis stovi šalia galinės ašies. Lyginant su hidrauliškai suspaudžiamomis sankabomis, „Haldex“ elektroninės dalys greičiau perkaista, todėl norint, kad sistema veiktų efektyviai, automobiliui reikia judėti lėtai ir važiuoti su kuo žemesnėmis variklio apsukomis. Beje, „Haldex“ sistema yra pritaikoma tik automobiliuose, kuriuose variklis stovi skersai.
Pavyzdžiui, „BMW xDrive“ ir „Mercedes-Benz 4Matic“ naudoja bendrovės inžinierių sukurtas sistemas, tačiau jų veikimo principas yra labai panašus į „Haldex“. Pagrindinis skirtumas tas, jog esant normalioms sąlygoms - didžioji dalis variklio išvystomos galios bus tiekiama galiniams ratams, o priekiniai niekada negaus daugiau nei 40 procentų galios.
Skirtumai tarp 4WD ir AWD
Aptarę praktiškai visų įmanomų sistemų veikimo principus, metas suprasti skirtumus tarp dviejų, lyg ir tą pačią funkciją atliekančių sistemų. Vis dėlto, „4WD“ arba „AWD“ simbolika ant automobilio yra labai svarbi. Pavyzdžiui, „4WD“ pavara dažnai surandama pilnaverčiuose visureigiuose. Sudėtingesnę konstrukciją turinčios „4WD“ sistemos turi keletą skirtingų veikimo režimų, pavyzdžiui, „4WD High“, „4WD Low“ arba „4H Lock“. „4WD“ simbolika pažymėti automobiliai turi nuolatinę keturių varančiųjų ratų pavara, kurios dažniausiai negalima išjungti. Tuo tarpu „AWD“ automobiliai turi ne nuolatinę, o tik tam tikru momentu veikiančią keturių varančiųjų ratų pavarą.
Norite pavyzdžių? „Alfa Romeo Stelvio“, „Volkswagen T-Roc“, „Volvo XC60“, praktiškai visi BMW modeliai su „xDrive“ sistema arba „Mercedes-Benz“ su „4Matic“. „Subaru“ turi nuolatinę visų simetriškąją varomųjų ratų sistemą, o daugumoje konkuruojančių automobilių antra ratų pora aktyvuojama tik tada, kai jau būna per vėlu. Svarbiausia šios sistemos ypatybė - tiesioginis ir simetriškas varomosios galios paskirstymas tiems ratams, kurių sukibimas su keliu bus geriausias. Nuolatinė visų ratų pavara suteikia „Subaru“ pranašumo vilkimo funkcijos požiūriu. Dėl nuolatinės simetriškosios visų varomųjų ratų sistemos „Subaru“ tapo favoritu tarp aktyvų gyvenimo būdą propaguojančių klientų.
Terminas „AWD“ yra akronimas, reiškiantis „visų varančiųjų ratų pavara“. Automobilis, kuriame įrengta visų varančiųjų ratų pavara, variklio galią siunčia ne tik į priekinius ar galinius ratus, bet ir į visus keturis vienu metu, judėdamas į priekį arba atgal. Tai savo ruožtu leidžia užtikrinti geresnę trauką ir valdymą apskritai, ypač kai kelio sąlygos nėra optimalios dėl oro sąlygų, pavyzdžiui, lietaus, sniego ar ledo. Šiais laikais AWD yra gana įprasta daugelio markių ir modelių automobilių, sunkvežimių ir visureigių savybė. Kai kurie automobilių gamintojai, pavyzdžiui, „Subaru“ ir „Audi“, iš tikrųjų daugumoje savo transporto priemonių AWD įrengia kaip standartinę funkciją, o kitos markės siūlo ir FWD, ir AWD to paties modelio transporto priemonių variantus.
4WD reiškia „keturių varančiųjų ratų pavara“ ir reiškia automobilį, sunkvežimį ar visureigį, kuris taip pat gali perduoti galią į visus keturis automobilio ratus, bet tik tada, kai vairuotojas nusprendžia tai daryti. Vairuotojas turi specialiai įjungti automobilio 4WD funkciją, kad ji būtų aktyvuota, paprastai rankiniu būdu perjungdamas pavarų perjungimo svirtį arba svirtį automobilio salone. Tuo tarpu AWD transporto priemonės automatiškai nuolat siunčia galią į visus keturis ratus, kai transporto priemonės kompiuteris nusprendžia, kad to reikia, paprastai tada, kai nustato, kad reikia padidinti sukibimą. Vairuotojui nereikia nieko daryti, kad įjungtų AWD sistemą, kitaip nei 4WD atveju. Tai svarbiausias 4WD ir AWD transporto priemonių skirtumas.
Trumpai tariant, ne, AWD nėra tas pats, kas 4WD. Nors šios dvi pavaros veikia panašiai, atsižvelgiant į tai, kad abiem atvejais transporto priemonei judėti naudojami visi keturi ratai, svarbu pažymėti, kad AWD ir 4WD yra visiškai skirtingos pavaros. Šių dviejų terminų nereikėtų vartoti pakaitomis. AWD yra nuolat, automatiškai įjungiama transporto priemonės. Vairuotojas negali kontroliuoti, ar ji įjungta, ar ne, nes transporto priemonės jutikliai tai daro patys. 4WD sistemą turi įjungti vairuotojas, rankiniu būdu perjungdamas galinių varomųjų ratų (RWD) arba priekinių varomųjų ratų (FWD) pavarą (priklausomai nuo to, kokia yra transporto priemonė) į 4WD pavarą, kai to reikia arba norima.
Kalbant paprastai, į klausimą, kas geriau - AWD ar 4WD - nėra bendro atsakymo. Viskas priklauso nuo to, kokiose situacijose dažniausiai planuojate važiuoti ir kaip ketinate naudoti savo automobilį. Apskritai, 4WD yra priimtinesnė rimtose, sunkiose bekelės situacijose, tuo tarpu AWD puikiai tinka norint maksimaliai padidinti našumą visur, bet nebūtinai bekelėje. Dėl šios priežasties 4WD paprastai dažniau sutinkama didesniuose pikapuose bei visureigiuose.
Daugeliu atvejų visais ratais varomi automobiliai geriau veikia esant šlapiai kelio dangai. Ir nors AWD automobiliai yra daug pranašesni už savo 4WD kolegas važiuojant slidžia ar snieguota kelio danga, jie ne taip gerai laikosi važiuojant bekele. Dėl šios priežasties AWD labiau būdinga mažesniems visureigiams ir krosoveriams, taip pat kai kuriems lengviesiems automobiliams. Visais ratais varomos transporto priemonės ypač gerai atpažįsta net nedidelius ratų praslydimus ir greitai prisitaiko. Ant slidžios dangos AWD padeda išlaikyti automobilio stabilumą, o jei ir kada ratai pradeda suktis, AWD iš karto įsijungia į pagalbą.
Skirtumas tarp 4x4, 4WD ir AWD
Kai kuriuose 4WD automobiliuose yra įvairių nustatymų sistemai, pavyzdžiui, 4-Low arba 4-High. 4-Low geriausiai tinka važiuoti nedideliu greičiu, pavyzdžiui, uolomis arba išlaisvinti transporto priemonę, jei ji įstrigtų purve. Sistema 4-High skirta važiuoti dideliu greičiu, kad transporto priemonė galėtų greitai judėti slidžiu paviršiumi. Tačiau greičiausias greitis, kuriuo gali važiuoti transporto priemonė su įjungta 4WD pavara, paprastai yra 96 km/h.
Subaru ir visų varančiųjų ratų istorija
Aštuntojo dešimtmečio pradžioje „Subaru“ gavo užklausą iš Japonijos bendrovės „Tohoku Electric Power Company“: „Begalė mūsų klientų ir objektų yra vietose, kurios žiemą yra užpustomos ir sunkiai privažiuojamos. Mūsų darbuotojai turi vykti į jas atlikti remonto ir priežiūros darbų. Ar galit sukurti keturiais ratais varomą universalą, kuris patenkintų mūsų poreikius?“ „Subaru“ kūrėjai priėmė šį iššūkį ir 1972-ųjų vasarą „Subaru“ pristatė serijinei gamybai skirtą sprendimą, turėjusį išspręsti elektros energijos bendrovės problemą - „Subaru Leone 4WD“. Tai buvo pirmasis pasaulyje serijinės gamybos automobilis, sujungęs to meto visureigių charakteristikas su kompaktišku dydžiu ir puikiu praktiško lengvojo automobilio teikiamu vairavimo komfortu.
Bendrovė „Tohoku Electric Power Company“ neatsitiktinai kreipėsi į „Subaru“ su prašymu sukurti keturiais ratais varomą automobilį. Jau tuo metu „Subaru“ buvo žinoma kaip naujausių technologijų pradininkė, ypač kalbant apie inovatyvius jėgos agregato ir variklių sprendimus. „Subaru Leone“ modelis buvo pristatytas 1971 m. rudenį ir turėjo pakeisti prieš penkerius metus išleistą „Subaru 1000“, kuris buvo vienas pirmųjų Japonijos priekiniais ratais varomų automobilių modelių. Tai taip pat buvo pirmasis „Subaru“ modelis su „Boxer“ tipo varikliu. Žemas variklio svorio centras pagerino automobilio vairavimo savybes, o maža vibracija užtikrino didesnį vairavimo komfortą. Avarijos atveju variklis pažemėdavo ir palysdavo po automobiliu, o tai padidina vairavimo saugumą.
Beveik iš karto po „Subaru 1000“ gamybos pradžios „Subaru“ inžinieriai pradėjo kurti keturiais ratais varomo automobilio brėžinius. Pirmasis keturiais ratais varomas prototipas buvo pagamintas 1969 m. ir buvo paremtas „Subaru 1000“ universalo modeliu. Tuo metu keturių ratų pavara buvo anaiptol ne naujiena, tačiau tai vis dar buvo mažai išbandyta lengvųjų automobilių savybė. Keturių ratų pavara iki tol daugiausia buvo skirta visureigiams, kuriuos iki tol naudojo ir „Tohoku Electric Power Company“. Tačiau visureigiai nebuvo labai patogūs.
1971-aisiais taip pat buvo pristatytas „Subaru 1300“ įpėdinis - naujasis „Leone“ modelis. Pristatyta versija buvo dviejų durų, priekiniais ratais varomas kupė su 1400 cm³ „Boxer“ tipo varikliu. 1972-ųjų pavasarį asortimentą papildė sedano ir universalo kėbulo modeliai. Tuo pačiu metu „Tohoku“ keturiais ratais varomų prototipų bandymai parodė, kad keturių ratų pavara buvo nepamainoma sudėtingomis oro ir vairavimo sąlygomis. Dėl to 1972 m. rugsėjį buvo išleistas „Leone 1400“, kurio pavadinime puikavosi žymėjimas 4WD. Keturiais ratais varomas modelis tapo populiariu automobiliu kaimo gyvenvietėse ir tarp vartotojų, gyvenančių aktyvų gyvenimą netoli gamtos. Didžiąją aštuntojo dešimtmečio dalį „Subaru“ buvo vienintelis automobilių gamintojas, kūręs keturiais ratais varomus lengvuosius automobilius. Dėl to bendrovei sekėsi ir eksporto rinkoje, ypač Europoje, Australijoje ir Šiaurės Amerikoje.
„Subaru“ greitai išgarsėjo dėl savo keturiais ratais varomų lengvųjų automobilių. Tikrieji konkurentai į rinką įžengė tik aštuntojo dešimtmečio pabaigoje. Tačiau „Subaru“ toliau tobulino savo keturių ratų pavarą ir dėl to sugebėjo išlaikyti prieš 50 metų įgytą lyderės poziciją. Netrukus paaiškėjo, kad keturių ratų pavara užtikrina ne tik geras eksploatacines savybes: dešimtmečius trukusios plėtros dėka „Subaru“ įrodė, kad tinkamos konstrukcijos užtikrinamos vairavimo savybės pagerina saugumą kelyje net ir ant slidžios bei kietos dangos. Tai ypač akivaizdu ne tik stabdant ir staigiai sukant, bet ir stebint, kaip nenutrūkstamas ir tikslus varomosios galios paskirstymas į visus ratus pagerina vairavimo nuspėjamumą ir patikimumą.
„Subaru“ automobiliuose įdiegta išmanioji „Subaru EyeSight“ vairuotojo pagalbinė sistema. Tai tarsi „antrosios akys“, padedančios vairuotojui ir kelyje saugančios nuo nelaimių. Per automobilyje įdiegtas vaizdo kameras „EyeSight“ nuolat stebi eismo sąlygas. Dar nuo 2012 metų visi „Subaru“ modeliai pelnė tik pačius aukščiausius - penkių žvaigždučių - „Euro NCAP“ saugos įvertinimus. „Subaru Crosstrek“ bei „Subaru Forester“ 2024 metais pripažinti kaip saugiausi šeimos automobiliai.
„Subaru“ automobiliai pelnė reputaciją dėl savo pažangių technologijų, tokių kaip simetriška visų varančiųjų ratų sistema, aukšti saugumo įvertinimai ir patvarūs „Boxer“ varikliai. Įmonės statistika rodo, kad 97 % per pastarąjį dešimtmetį parduotų automobilių vis dar važinėja keliais. Tai atspindi savininkų lojalumą, vertinančių „Subaru“ dėl praktiškumo, apgalvoto interjero ir išskirtinio valdymo sudėtingomis oro sąlygomis, ypač žiemą.
Nuo 1989 m. gaminamas „Subaru Legacy“ - vidutinio dydžio sedanas, nuolat demonstruojantis aukštą patikimumą. Kai kurios ankstesnės kartos turėjo problemų su cilindrų galvutės tarpinėmis ar CVT variatoriumi, tačiau modeliai nuo 2020 m. gerokai patobulėjo. Iš pradžių buvęs „Legacy“ variantas, „Subaru Outback“ tapo itin populiariu visureigiu, užkariavusiu tiek nuotykių ieškotojų, tiek šeimų širdis. Dėl erdvaus salono, padidintos prošvaisos ir legendinio valdymo jis pelnė puikią reputaciją.
Kompaktiškas krosoveris „Subaru Forester“, debiutavęs 1997 m., yra vienas patikimiausių prekės ženklo modelių. Savininkai pabrėžia, kad reguliariai keičiant alyvą ir atliekant techninę priežiūrą, „Forester“ lengvai įveikia 300 000 km. Nuo 2013 m. gaminamas „Subaru Crosstrek“ sujungia kompaktiškus matmenis, tinkamus miestui, su visų varančiųjų ratų galimybėmis, idealiai pritaikytomis lengvam bekelės važiavimui. Analitiniai portalai, tokie kaip „CarBuzz“, iškelia jį į pirmąją vietą savo klasėje pagal patikimumą.
Nuo 1993 m. gaminama „Subaru Impreza“ - prekės ženklo asortimento pagrindas, siūlomas kaip sedanas ar hečbekas. Šis modelis nuolat pasižymi aukštu patikimumu, o pirmosios kartos egzemplioriai, anot savininkų, neretai įveikia net 500 000 km su originaliu varikliu. „RepairPal“ ir kiti šaltiniai patvirtina, kad „Impreza“ yra vienas ilgiausiai tarnaujančių modelių.
Nors joks gamintojas nėra tobulas ir kai kurie modeliai turi silpnų vietų (pvz., 2013 m. „Outback“ ar 2019-2020 m. „Ascent“ transmisijos problemos), „Subaru“ savininkų lojalumas ir statistika rodo, kad šie automobiliai sukurti ilgam eksploatavimui.
