W systemie napędu 4×4 z funkcją dołączania siła napędowa przekazywana jest standardowo tylko na jedną oś (najczęściej przednią). Druga oś zostaje automatycznie lub ręcznie dołączona w momencie wykrycia poślizgu kół lub trudnych warunków terenowych. Dołączenie następuje poprzez sprzęgło wielopłytkowe lub wiskotyczne. System pozwala na jazdę w trybie 2WD, co zmniejsza zużycie paliwa. Przykładowe rozwiązania to: Haldex używany w Volkswagenie, BMW xDrive czy Suzuki AllGrip. Dołączany napęd 4×4 daje efekt w lekkim terenie i na śliskiej nawierzchni, ale nie jest przeznaczony do ciężkiego off-roadu.
Dołączany napęd na cztery koła to jedno z najlepszych rozwiązań technicznych w pojazdach terenowych, które pozwala na sprawne poruszanie się w trudnym terenie. Mechanizm ten różni się mocno od stałego napędu 4×4, ponieważ kierowca może go włączać i wyłączać zależnie warunków. System part-time 4WD wyróżnia się tym, że w normalnych warunkach napędzana jest tylko jedna oś.
Najczęściej jest to oś tylna, co daje nam lepsze właściwości jezdne na suchej nawierzchni i mniejsze zużycie paliwa.
Reduktor – ważny element tego układu – umożliwia zmianę przełożenia na wolniejsze, zwiększając moment obrotowy przekazywany na koła. W terenie jest to nieoceniona zaleta, szczególnie podczas pokonywania stromych wzniesień czy głębokiego błota. Mechanizm dołączania napędu może być realizowany na parę sposobów – od manualnych piast wolnobieżnych po zaawansowane systemy elektroniczne. „Tradycyjne rozwiązanie z ręczną dźwignią wciąż cieszy się uznaniem wśród obeznanych off-roaderów ze względu na niezawodność”. Dla wykorzystania piast wolnobieżnych konieczne jest zatrzymanie pojazdu i ręczne przestawienie mechanizmu na przedniej osi. Aktualnie konstrukcje wykorzystują elektromagnetyczne sprzęgła lub siłowniki pneumatyczne, co znacznie ułatwia obsługę systemu.
Funkcjonalność napędu part-time w warunkach terenowych
- Zwiększona przyczepność na luźnym podłożu
- Możliwość pokonywania stromych wzniesień
- Lepsza kontrola w głębokim błocie
- Oszczędność paliwa przy jeździe szosowej
- Mniejsze zużycie elementów układu napędowego
- Możliwość dostosowania trybu jazdy do warunków
- Zwiększona żywotność opon
Tutaj najważniejsze aspekty techniczne dołączanego napędu 4×4: W konstrukcji wykorzystywane są specjalne mechanizmy różnicowe (często z blokadami) oraz wzmocnione półosie. Układ przeniesienia napędu musi być odpowiednio dobrze dostosowany do dużych obciążeń – przede wszystkim podczas jazdy w ekstremalnych warunkach terenowych. Wał napędowy łączący skrzynię rozdzielczą z przednią osią jest wyposażony w przeguby homokinetyczne o zwiększonej wytrzymałości (pozwalające na przenoszenie większych momentów obrotowych).
Praktyczne zastosowania napędu part-time
Napęd part-time daje efekt bardzo dobrze w pojazdach użytkowych i ekspedycyjnych, gdzie elementarna jest wszechstronność i niezawodność. Jakie są główne różnice między tym systemem a napędem stałym? Przede wszystkim – prostota konstrukcji i mniejsza masa układu. System pozwala na jazdę z napędem na jedną oś na utwardzonej nawierzchni, daje to mniejsze zużycie paliwa i opon (w porównaniu z układem permanent 4×4). W terenie – po włączeniu napędu na drugą oś – pojazd zyskuje znacznie lepszą trakcję, co jest ważne podczas przepraw przez trudny teren. „Inną kwestią jest możliwość wykorzystania przełożenia terenowego – tzw. reduktora”.
4×4 na żądanie – kiedy napęd dołączany uratuje Cię z opresji?
Napęd dołączany 4×4 to ekonomiczne i rozwiązanie, które daje efekt także w codziennej jeździei podczas off-roadowych przygód. Główną zaletą tego systemu jest możliwość włączania napędu na wszystkie koła tylko wtedy, gdy jest to faktycznie potrzebne. W normalnych warunkach samochód porusza się z napędem na jedną oś, daje to mniejsze zużycie paliwa oraz mniejsze obciążenie układu przeniesienia napędu. System pozwala na szybkie dostosowanie charakterystyki pojazdu do zmieniających się warunków drogowych. Dołączany napęd 4×4 świetnie daje efekt podczas jazdy w trudnym terenie, na śliskiej nawierzchni czy w głębokim błocie. Konstrukcja tego rozwiązania jest dosyć prosta i wytrzymała, daje to niższe koszty ewentualnych napraw w porównaniu z bardziej skomplikowanymi systemami stałego napędu na cztery koła. Kierowca ma pełną kontrolę nad tym, kiedy używać napędu 4×4, co jest ważne w sytuacjach wymagających zwiększonej przyczepności. System ten jest także lżejszy od stałego napędu na wszystkie koła, wpływa to pozytywnie na dynamikę pojazdu i jego właściwości jezdne w normalnych warunkach drogowych. Inną kwestią jest mniejsze zużycie opon podczas jazdy po asfalcie, ponieważ przez większość czasu pracuje tylko jedna oś napędowa. Można także napisać, że napęd dołączany 4×4 często występuje w połączeniu z reduktorem, co mocno zwiększa możliwości terenowe pojazdu.
Magia blokady dyferencjału – jak poskromić koła w terenie?
Mechanizm różnicowy w pojazdach 4×4 pełni podstawową rolę w dystrybucji momentu obrotowego między kołami.
System blokady mechanizmu różnicowego pozwala na wymuszenie równej prędkości obrotowej kół na danej osi lub między osiami.
W podstawowej konfiguracji stosuje się blokady mechaniczne, które poprzez zazębienie wielowypustowe łączą obie półosie, eliminując działanie mechanizmu różnicowego. Elektroniczne systemy kontroli trakcji współpracują z hamulcami, przyhamowując koło tracące przyczepność, co symuluje działanie blokady. Zaawansowane konstrukcje wykorzystują sprzęgła wielopłytkowe sterowane elektrohydraulicznie, umożliwiające płynną regulację stopnia blokowania.
- Blokada mechaniczna (manualna) – najprostsze i najbardziej niezawodne rozwiązanie
- LSD (Limited Slip Differential) – samoczynne blokady o ograniczonym poślizgu
- Blokady sterowane elektronicznie – najnowocześniejsze systemy z płynną regulacją
Nowoczesne systemy dają różne tryby pracy dostosowane do warunków terenowych. Rozwiązania takie jak Torsen czy sprzęgła wiskotyczne dają nam automatyczne działanie bez ingerencji kierowcy. W ekstremalnych warunkach terenowych, możliwość manualnej blokady mechanizmów różnicowych mocno zwiększa możliwości trakcyjne pojazdu.
Innowacyjne rozwiązania w systemach blokad – Torque Vectoring
Zaawansowane systemy aktywnego rozdziału momentu obrotowego (Torque Vectoring) stanowią ewolucję klasycznych blokad mechanizmu różnicowego. Wykorzystując układy elektroniczne i wielosprzęgłowe mechanizmy, umożliwiają blokowanie, a także aktywne przekazywanie większego momentu na zewnętrzne koło podczas pokonywania zakrętów. Takie rozwiązanie poprawia właściwości jezdne także w tereniei na drodze asfaltowej, redukując podsterowność i zwiększając stabilność pojazdu w trudnych warunkach.
Sprzęgła viscous – wiskotyczne płyny w roli inteligentnego dyferencjału
Sprzęgło wiskotyczne to zaawansowane rozwiązanie techniczne wykorzystujące specjalny płyn o wysokiej lepkości do przenoszenia momentu obrotowego między wałem wejściowym a wyjściowym. W kwestii napędu 4×4 montowane jest najczęściej między przednią a tylną osią napędową. Zasada działania opiera się na właściwościach płynu silikonowego, który wypełnia szczelną obudowę sprzęgła. Wewnątrz znajdują się dwa zestawy tarcz – jedne połączone z wałem wejściowym, drugie z wyjściowym. Tarcze nie stykają się ze sobą bezpośrednio, a przestrzeń między nimi wypełnia wspomniany płyn. Gdy pojawia się różnica prędkości obrotowych między osiami (poślizg), następuje ścinanie płynu między tarczami. Im większa różnica prędkości, tym silniejsze siły międzycząsteczkowe w płynie i wyższy moment przenoszonej mocy. System działa więc automatycznie i płynnie, bez udziału elektroniki czy mechanizmów sterujących. Sprzęgła viscous są cenione za prostotę konstrukcji, niezawodność i bezobsługowość. Rozwiązanie to znalazło szerokie zastosowanie w samochodach z dołączanym napędem 4×4, szczególnie w latach 90. i na początku XXI wieku. Wykorzystywały je m.in. Subaru, Mitsubishi czy Volkswagen. Zaletą jest także łagodne działanie i brak szarpnięć charakterystycznych dla mechanicznych sprzęgieł. Wadą może być pewna bezwładność układu oraz stopniowe starzenie się płynu, co po latach eksploatacji może prowadzić do pogorszenia parametrów pracy.