4WD vs. AWD: Na czym polega różnica?

Dlaczego Subaruary sprawdzają się lepiej niż Jeepy w niektórych warunkach i odwrotnie? Odpowiedź tkwi w sposobie, w jaki napędzają swoje koła. Nawet jeśli wszystkie cztery są napędzane, sposób, w jaki moc dociera do nich – i co to robi dla twojego prowadzenia – różni się ogromnie. Innym razem, może się to w ogóle nie różnić. Mylisz się? Wyjaśnijmy, jak to wszystko działa.

Zaczyna się od dyferencjału

Gdy bierzesz zakręt w swoim samochodzie, ciężarówce lub SUV-ie z napędem AWD, koła zewnętrzne jadą dalej niż wewnętrzne, więc muszą obracać się szybciej. Aby umożliwić tę różnicę prędkości, istnieje urządzenie zwane mechanizmem różnicowym między kołami na osi. Twoje przednie koła również podróżują dalej niż tylne, więc w pojeździe z napędem AWD lub 4WD, istnieje potrzeba zastosowania mechanizmu różnicowego pomiędzy przednią i tylną osią, jak również.

Ten system jest świetny na drodze, gdzie masz dobrą trakcję. Jednak wszystkie te wymyślne rozwiązania, które nie powodują utraty przyczepności w warunkach drogowych o wysokiej przyczepności, zaczynają przeszkadzać, gdy napotykamy na sytuacje o niskiej przyczepności w terenie lub przy złej pogodzie. Naturą mechanizmu różnicowego jest kierowanie całego momentu obrotowego silnika na ścieżkę najmniejszego oporu, czyli na oponę o najmniejszej przyczepności.

Jeśli kiedykolwiek próbowałeś wjechać na ośnieżone zbocze, prawdopodobnie to zauważyłeś. Kiedy wciskasz gaz, jedno koło obraca się swobodnie, podczas gdy drugie nie robi nic. Aby znaleźć przyczepność w takich warunkach, musisz zablokować koła razem. A to, jak pojazd to robi, określa jego możliwości.

Dlaczego warto jeździć na wszystkich czterech kołach?

Pozostańmy przy krótkiej odpowiedzi: Trakcja. Jeśli wszystko inne jest takie samo, cztery koła mają dwa razy większą trakcję niż dwa. Oczywiście, jak już wspomnieliśmy, dostarczenie mocy do wszystkich czterech kół jest dość skomplikowane.

Jak działa napęd na wszystkie koła

Dzięki temu mechanizmowi różnicowemu między osiami, samochód z napędem na cztery koła wysyła moc silnika na ścieżkę najmniejszego oporu – koło o najmniejszej przyczepności. Podczas gdy samochód z napędem na dwa koła może wybrać tylko jedno z nich, system AWD szuka tego najmniejszego oporu na wszystkich czterech kołach.

Aby temu przeciwdziałać, lepsze samochody z napędem AWD są wyposażone w centralny mechanizm różnicowy, który zawiera sprzęgło lub jednostkę napędu wiskotycznego. Dzieli on moment obrotowy na przód i tył, kierując go z dala od kręcącego się koła. Ponieważ mechanizm ten działa w locie, automatycznie, bez żadnej ingerencji kierowcy, dobre samochody z napędem AWD mogą pomóc kierowcy w utrzymaniu trakcji w zmiennych warunkach. Napęd AWD może praktycznie natychmiast przejść od przyczepnej nawierzchni (gdzie mechanizmy różnicowe muszą zapewnić różne prędkości obrotowe z boku na bok i z przodu na tył) do śliskiego śniegu, deszczu lub błota (gdzie moment obrotowy również musi zostać rozdzielony na koła o odpowiedniej przyczepności). Dlatego właśnie napęd AWD jest lepszym wyborem dla większości kierowców i dlatego pomaga bezpiecznie poruszać się zarówno w trudnych warunkach pogodowych, jak i podczas lekkiej jazdy terenowej. Dużym wyróżnikiem systemów AWD jest ilość momentu obrotowego, jaką są w stanie przenieść – im więcej, tym lepiej. Pamiętaj, aby zwrócić uwagę na tę liczbę podczas analizy kolejnego zakupu samochodu.

Jak działa napęd na cztery koła

Napęd na cztery koła działa poprzez zablokowanie przedniej i tylnej osi, dzieląc moment obrotowy 50:50 pomiędzy nimi. Zapewnia to świetną trakcję, ale pojazd z napędem na cztery koła nie może być bezpiecznie eksploatowany na suchej nawierzchni, ponieważ przednia i tylna oś muszą obracać się z tą samą prędkością. Poza tym, że może to spowodować utratę kontroli nad pojazdem, powoduje to również duże obciążenie układu napędowego i może go uszkodzić. Zablokowany w 4WD pojazd potrzebuje poślizgu kół, aby skompensować różne prędkości osi – 4WD pozwala ciężarówce znaleźć trakcję na luźnych nawierzchniach, ale również potrzebuje luźnych nawierzchni do pracy. Tak więc 4WD można używać tylko poza drogami lub w głębokim śniegu.

Aby uczynić sprawy tak skomplikowanymi, jak to tylko możliwe, niektóre pojazdy z napędem 4WD mogą również działać w trybie AWD. Land Rover Discovery Wesa jest świetnym przykładem. Podczas jazdy po Hollywood, po utwardzonych drogach, nie będzie miał zablokowanych przedniej i tylnej osi. Powtarzając nasz poprzedni temat, oznacza to, że moment obrotowy jest wysyłany do wszystkich czterech kół, ale nie jest rozdzielany na przód i tył. Moment obrotowy trafia do tego z czterech kół, które ma najmniejszą przyczepność. Następnie, kiedy jest w terenie w Baja, blokuje centralny dyferencjał, włącza 4WD, a moc jest dzielona równomiernie na przód i tył, podwajając trakcję. Dzięki takiemu układowi, samochód z pełnym napędem 4WD może bezpiecznie poruszać się po drodze z odblokowanym centralnym mechanizmem różnicowym, a następnie przemierzać luźny teren blokując ten mechanizm.

Pomimo, że napęd 4WD może rozdzielać moc równomiernie na przód i tył, nie może jej rozdzielać na boki, w poprzek osi. Oznacza to, że w napędzie 4WD moment obrotowy nadal wędruje do koła o najmniejszej przyczepności na każdej osi. Aby to naprawić, potrzebny jest mechanizm różnicowy z blokadą, który zmusza oba koła na osi do obracania się z tą samą prędkością. Jest to ostatni element układanki do maksymalizacji mechanicznej trakcji w terenie. Z zablokowanym centralnym mechanizmem różnicowym i zablokowanymi mechanizmami różnicowymi na obu osiach, moment obrotowy jest rozdzielany równo na wszystkie cztery koła.

„Blokady” mogą działać na drodze mechanicznej, elektronicznej lub pneumatycznej. Zaawansowane pojazdy terenowe, takie jak Jeep Wrangler Rubicon czy Mercedes G-Wagon, są standardowo wyposażone w przednie i tylne blokady, co oznacza, że są to jedyne pojazdy zdolne do jednoczesnego napędzania wszystkich czterech kół w warunkach niskiej przyczepności. Jeśli Twój pojazd nie posiada blokad przednich i tylnych, są one najlepszą inwestycją, jaką możesz poczynić, aby uzyskać większe możliwości terenowe. Blokady powietrzne ARB są całkowicie niewidoczne dla prowadzenia pojazdu, dopóki nie naciśniesz przełącznika, nie włączysz ich i nie uzyskasz natychmiastowej przyczepności.

Niski zakres zwiększa moment obrotowy

Jeśli kiedykolwiek próbowałeś przejechać swoim samochodem po krawężniku, na pewno zauważyłeś, jak dużo gazu potrzeba, aby pokonać tę prostą przeszkodę. I prawdopodobnie nie spodobało się to Twojemu samochodowi. Zastanawiasz się, jak samochody z napędem na 4 koła wjeżdżają na olbrzymie, strome skały? To nie dzięki większej mocy, ale dzięki niższemu przełożeniu. Niski zakres przełożeń zwielokrotnia moment obrotowy silnika (zazwyczaj dwu- lub czterokrotnie). To jak zmiana biegu na „granny” w rowerze górskim – nagle podjazdy wymagają znacznie mniej pracy. Ma to również wpływ na zwielokrotnienie efektów hamowania silnikiem; niski zakres przełożeń pozwala Ci zjechać z bardzo stromego terenu bez użycia hamulców.

Pozwalając Ci zmierzyć się z technicznym terenem przy niższych prędkościach, niski zakres przełożeń sprawia również, że przeszkody są łatwiejsze do pokonania dla Twojego przełożenia, pozwalając Twojemu zawieszeniu na absorpcję nierówności i maksymalizując bezpieczeństwo. Zawsze korzystaj z niskiego zakresu przełożeń, jeśli jedziesz po stromym terenie.

Technologia zastępuje możliwości mechaniczne

Off-road, możliwości Twojego pojazdu zależały od napędu na 4 koła, blokady dyferencjałów i innych specjalistycznych komponentów. Technologia to zmienia. W dzisiejszych czasach ludzie chcą, aby ich pojazdy były w stanie przejechać Rubicon Trail i okrążyć Nurburgring. Kontrola trakcji sprawia, że jest to możliwe.

Kto potrzebuje drogiego, rzadko używanego mechanizmu różnicowego, skoro można po prostu oszukać system ABS, aby wykonywał tę samą pracę? Poprzez selektywne uruchamianie hamulca na obracającym się kole, technologia ta naśladuje działanie blokady, kierując moment obrotowy na koło z trakcją. W dzisiejszych czasach kontrola trakcji stała się tak skuteczna, że jest w stanie wychwycić wirujące koło w ciągu 1/100 obrotu. Automatycznie zapewnia korzyści płynące z zastosowania blokady, bez konieczności posiadania wiedzy, kiedy jej użyć. Jedynym minusem jest fakt, że pozbawiasz silnik momentu obrotowego, aby uzyskać trakcję – dobrze, jeśli masz więcej niż wystarczający moment obrotowy, ale źle, jeśli nie masz odpowiedniego przełożenia, aby go znaleźć.

Możesz faktycznie użyć lewej stopy, aby to naśladować. Następnym razem, gdy twoje Subaru AWD utknie, z jednym kołem obracającym się w niekontrolowany sposób, spróbuj hamować lewą nogą, modulując jednocześnie pedał gazu prawą. To powinno wysłać moc w kierunku koła, które ma przyczepność, pozwalając ci jechać prosto na zewnątrz.

Lead Photo: Matt Scott