Daugelis vairuotojų supranta, kam reikalinga visų keturių varančiųjų ratų pavara, tačiau norime šią temą aptarti smulkmeniškiau. Šį kartą pasistengsime visiems suprantamais žodžiais paaiškinti, kaip veikia visų varančiųjų ratų sistema, kokie jos tipai ir veikimo subtilybės.
Transmisija: galios perdavimas ratams
Transmisija - ji skirta perduoti variklio galią ratams, kurie mašiną varys į priekį. Diferencialuose naudojami sudėtingi mechanizmai, kurie skirti kuo efektyviau paskirstyti galią ratams bei 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 bei greičiau nusidėvės padangos, 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
Tame pačiame principu veikia ir visų varančiųjų ratų sistema, tik joje stovi ne vienas, o trys diferencialai: po vieną priekinėje ir galinėje ašyse, ir vienas per vidurį, kuris liaudyje vadinamas „razdatke“. Šio mechanizmo paskirtis lygiai tokia pati - skirstyti galią. Tik šiuo atveju ji skirstoma ne tarp ratų, bet 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 yra suprojektuoti taip, kad galią atiduotų ten, kur ją lengviausiai perduoti, jūsų automobilis nepajudės iš vietos. Vat ir šnipštas iš tos galios, jei nėra kur jos padėti. 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, jog mašina didžiuliu pravažumu.
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 kitokio tipo visų varančiųjų ratų sistemos, kuri neturi centrinio diferencialo. Beje, tokį sistemą turintys automobiliai tik esant kėblioms važiavimo sąlygomis yra varomi visais ratais. Važiuojant lygiu, geru keliu, sistema visą galią perduos arba priekiniams arba galiniams ratams (priklauso nuo gamintojo), taip taupydama mechaninius komponentus, 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 negu taisyklė.
Na ir 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 yra valdomas elektroniškai, jam padeda aktyvios ir pasyvios sistemos, o visa varančiųjų ratų sistema optimizuoja savo veikimą remdamasi begalę parametrų. Tai yra pati sudėtingiausia, tačiau efektyviausiai veikianti transmisija.
„Volvo“ AWD sistemos subtilybės
Šiuo metu „Volvo“ automobiliuose dažniausiai sutinkama automatiškai prijungiama visų varančiųjų ratų (AWD) sistema. Ji veikia panašiai kaip ir kitų gamintojų panašios sistemos, tačiau turi savų ypatumų.
„Volvo AWD“ sistemoje viskozinė mova yra sumontuota ant kardaninio veleno prie galinio reduktoriaus. Mova neperduoda jokio sukimo momento galiniams ratams tol, kol situacija to nepareikalauja. Mova yra sudaryta iš eilės metalinių diskų, patalpintų silikoniniame tepale. Šito pasekoje silikoninis tepalas pradeda sukti diskus, sujungtus su galinių ratų pavara. Tokiu būdu galia perduodama galiniams ratams. Netgi, jei priekiniai ratai praranda sukibimą su kelio danga, galia perduodama galiniams ratams, taip išlaikant tolygų judėjimą. Sistema gali paskirstyti galią nuo 95% priekiniui/5% galiniui iki 50% priekui/50% galui.
„Volvo AWD“ sistemos viskozinė mova turi laisvo riedėjimo mechanizmą, kuris atjungia galinių ratų pavarą stabdymo metu. Tai užtikrina stabdymo stabilumą.
Normaliomis važiavimo sąlygomis sausu asfaltu tik maža dalis galios yra perduodama galiniams ratams viskozinės movos pagalba. Tačiau ir mažiausias skirtumas tarp priekinių ir galinių ratų greičio iššaukia didesnį galios perdavimą galiniams ratams, kad būtų užtikrinta trauka.
4WD ir AWD: skirtumai ir pritaikymas
Nėra jokio skirtumo tarp 4WD ir AWD, ar ne? Klystate. Pastaruosius du dešimtmečius populiarėjant krosoveriams, riba tarp „miesto“ ir tikrų visureigių išsitrynė, o kartu ir riba tarp automobilių su visų varančiųjų ratų pavara ir automobilių su 4 varančiųjų ratų pavara. Daugeliui atrodo, kad šiuos terminus galima vartoti pakaitomis, tačiau tiesa yra ta, kad nors ir panašūs, šie du akronimai reiškia labai skirtingas transmisijas.
AWD ir 4WD yra panašios, bet galiausiai skirtingos sąvokos. Pirmoji yra visų varančiųjų ratų pavaros santrumpa, o antroji panašiai reiškia keturių varančiųjų ratų pavarą. Nors abi šios sąvokos pagrįstos prielaida, kad pavara perduodama ir priekinei, ir galinei transporto priemonės ašiai, jos skiriasi praktiniu panaudojimu.
Anksčiau šiuos skirtumus buvo lengva atskirti, nes AWD reikšmė buvo paprasta - galia nuolat pasiekdavo visus keturis kampus, todėl buvo užtikrinama puiki trauka esant šlapiai ir slidžiai kelio dangai. Tai reiškė, kad AWD automobiliai galėjo nepaprastai lengvai ir saikingai važiuoti esant lietui ir sniegui.
4WD gali būti tiek pilnai, tiek dalinai varoma, dažniausiai galinių ratų pavara buvo naudojama tol, kol patekdavote į keblią situaciją, kai galėdavote įjungti ir priekinių 4WD mašinos ratų pavarą. Šiais laikais visų varančiųjų ratų sistemos yra sudėtingesnės nei bet kada anksčiau.
4WD (Four Wheel Drive)
Tai rankiniu būdu įjungiama 4×4 pavara, dažniausiai naudojama visureigiuose ir pikapuose. Šio tipo pavara įjungiama vairuotojo rankiniu būdu - svirtimi arba mygtuku. Važiuojant geros dangos keliais, galia dažniausiai perduodama vienai ašiai, dažniausiai galinei. Esant sudėtingoms sąlygoms, pavyzdžiui, purvui, smėliui ar sniegui, galima įjungti abiejų ašių pavarą. Ši sistema veikia per paskirstymo dėžę, kuri standžiai perduoda galią abiem ašims. Centriniame mazge nėra diferencialo, todėl tokios pavaros negalima naudoti ant kietos dangos - tai gali sukelti mechaninių pažeidimų. Dažniausiai tokia pavara įjungiama tik sustojus automobiliui. Daugelyje visureigių papildomai montuojamas reduktorius, kuris sumažina ratų sukimosi greitį ir padidina sukimo momentą, taip pagerindamas pravažumą bekelėje.
Nuolatinė 4×4 pavara su centriniu diferencialu
Tai nuolat veikianti visų varančiųjų ratų sistema, kurioje centrinis diferencialas paskirsto galią tarp priekinės ir galinės ašies. Tai sudėtingiausias ir brangiausias sprendimas, tačiau jis užtikrina didžiausią stabilumą ir važiavimo komfortą. Centrinis diferencialas leidžia ašims suktis skirtingu greičiu, pavyzdžiui, posūkiuose. Galia gali būti paskirstoma lygiomis arba nelygiomis proporcijomis - pavyzdžiui, 50:50 arba 60:40. Kai kuriuose modeliuose naudojamas Torsen tipo mechanizmas, kuris automatiškai nukreipia daugiau galios į tą ašį, kuri turi geresnį sukibimą. Dėl tokios technologijos automobilis tampa itin stabilus, prognozuojamas ir saugus net esant sudėtingoms važiavimo sąlygoms.
AWD (All Wheel Drive) - automatiškai prijungiama 4×4 pavara
Ši sistema šiuo metu yra pati populiariausia. Kasdienėmis sąlygomis automobilis dažniausiai varomas viena ašimi, tačiau praradus sukibimą dalis galios automatiškai perduodama kitai ašiai. Galia paskirstoma naudojant papildomą sankabą, kurią valdo elektroninė arba hidraulinė sistema. Tai leidžia pavarai reaguoti itin greitai, kartais net dar prieš prasidedant ratų slydimui. Kai kuriuose automobiliuose vairuotojas gali pasirinkti skirtingus važiavimo režimus, įskaitant fiksuotą 50:50 galios paskirstymą.
4×4 pavaros privalumai ir trūkumai
Pagrindinis 4×4 pavaros privalumas - ženkliai didesnis saugumas. Automobilis stabiliau elgiasi posūkiuose, geriau įsibėgėja slidžioje dangoje ir yra atsparesnis prastoms oro sąlygoms. Sportiniuose automobiliuose ši sistema pagerina sukibimą, pagreitį ir leidžia greičiau įveikti posūkius. Be to, tinkamos padangos ir pakankama prošvaisa leidžia saugiai nuvažiuoti nuo asfalto ir judėti sudėtingesniu reljefu. Tai viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl buvo sukurta 4×4 pavara.
Trūkumai dažniausiai susiję su didesne automobilio mase, šiek tiek didesnėmis degalų sąnaudomis ir potencialiai aukštesnėmis priežiūros išlaidomis. Vis dėlto, reguliariai prižiūrima sistema yra ilgaamžė ir patikima, o eksploataciniai skirtumai lyginant su viena varančiąja ašimi dažniausiai nėra dideli.
Automobilius su 4×4 pavara galima skirstyti pagal naudojamus techninius sprendimus. Kokie automobiliai turi nuolatinę 4×4 pavarą, o kokie - automatiškai prijungiamą? Skaitykite toliau ir sužinokite atsakymus. Pirmasis transporto priemonės prototipas su visų ratų pavara pasirodė dar 1824 metais. Jo kūrėjai - Timothy Burstall ir John Hill - sukūrė garinę transporto priemonę, varomą abiejų ašių. Vėliau svarbų proveržį padarė Ferdinandas Porsche, sukūręs hibridinį automobilį, kuriame kiekvienas ratas buvo varomas atskiru elektros varikliu. Tačiau pirmuoju automobiliu su centriniu diferencialu oficialiai laikomas 1902 metais pagamintas olandų „Spyker“. Antrojo pasaulinio karo metu dominavo legendinis „Willys MB“ - karinis visureigis su nuolatine 4×4 pavara. Į lengvųjų automobilių rinką visų ratų pavara plačiai buvo įdiegta daugiausia per „Audi“ ir „Subaru“ modelius.
4×4 pavara vadinama sistema, kurioje variklio galia per pavarų dėžę, diferencialus ir jų blokavimus perduodama visiems keturiems automobilio ratams. Skiriamos trys pagrindinės sistemos: nuolatinė, rankiniu būdu prijungiama ir automatiškai prijungiama. Visų jų tikslas - pagerinti pravažumą sudėtingomis sąlygomis ir padidinti eismo saugumą. Reikia pabrėžti, kad ne visi automobiliai su 4×4 pavara yra pritaikyti bekelėms. Dauguma jų didžiąją laiko dalį varomi tik viena ašimi. Taip yra dėl skirtingų techninių sprendimų ir gamintojų naudojamų apibrėžimų. Todėl norint suprasti, kokio tipo pavara sumontuota konkrečiame automobilyje, būtina susipažinti su jos veikimo principu.
Skiriami trys pagrindiniai tipai: 4WD (rankiniu būdu įjungiama), nuolatinė 4×4 pavara su centriniu diferencialu ir AWD - automatiškai prijungiama pavara. Nuolatinė 4×4 pavara dažniausiai naudojama kai kuriuose visureigiuose ir tam tikruose „Audi“ ar „Subaru“ modeliuose. Automatiškai prijungiama pavara dažniausiai montuojama SUV, krosoveriuose ir dalyje sportiškų lengvųjų automobilių.
Išlaidos priklauso nuo pavaros tipo. Nuolatinė 4×4 pavara dažniausiai lemia didesnes degalų sąnaudas mieste, o automatiškai prijungiamos sistemos sąnaudų skirtumai dažniausiai yra minimalūs.
The difference between 4x4 vs 4WD vs AWD
Šiuo metu 4×4 pavara siūloma daugelyje automobilių modelių ir segmentų. Jos naudojimas didina vairavimo saugumą ne tik sudėtingomis važiavimo sąlygomis. Be to, visų varančiųjų ratų pavara leidžia pasiekti vietas, kuriose viena varančioji ašis dažnai nebūtų pakankama.
