Gearhead 101: Jak funguje pohon čtyř kol na částečný úvazek

Vítejte zpět naHlava převodovky 101— série o základech toho, jak auta fungují pro automobilové nováčky.

V našem posledním úvodu jsme diskutovali o základech hnacího ústrojí.Hnací ústrojí se skládá ze série dílů, které přenášejí rotační výkon produkovaný motorem automobilu na kola automobilu, aby se vozidlo pohybovalo. U většiny vozů, známých jako auta s pohonem dvou kol (2WD), přenáší hnací ústrojí sílu na pouhá dvě kola – buď na dvě zadní kola (aka, pohon zadních kol), nebo na dvě přední kola (aka pohon předních kol). Pohyb těchto dvou kol uvede auto do pohybu a ostatní kola zase.

Tento týden budeme hovořit o jednom z nejdůležitějších systémů ve vašem autě: odpružení. Odpružení vašeho vozu je to, co udržuje kola v kontaktu se zemí, a je navrženo tak, aby absorbovalo všechny nerovnosti a výmoly, se kterými se na silnici setkáte. Existují dva hlavní typy závěsných systémů: nezávislé a závislé. Nezávislé systémy odpružení mají samostatnou sadu tlumičů a pružin pro každé kolo, zatímco systémy závislého odpružení mají jednu sadu tlumičů a pružin pro všechna čtyři kola. Systém odpružení vašeho vozu je rozhodující pro jeho výkon, takže je důležité vědět, jak funguje. Projdeme si základy fungování odpružení v Gearhead 101 tohoto týdne. Zůstaňte naladěni!

U většiny vozidel a ve většině jízdních podmínek je vše, co potřebujete, mít pouze dvě kola pro pohyb vašeho vozu. Ale když je váš jízdní povrch pokrytý sněhem nebo se skládá z sypkého písku a štěrku, pomůže vám, když všechna kola spolupracují, aby váš vůz získal extra trakci a pohyboval se po terénu.

Zadejte pohon všech kol. 4WD ve zkratce.

4WD je typ systému pohonu, který, jak název napovídá, přenáší výkon motoru na všechna čtyři kola. 4WD vidíte především u nákladních automobilů a SUV.

Tento týden budeme mluvit o přenosech. Převodovka vašeho vozu je zodpovědná za odebírání výkonu z vašeho motoru a jeho přenášení na vaše kola. Existuje několik různých typů převodovek, ale nejběžnější je automatická převodovka. Automatická převodovka používá řadu převodových stupňů k přenosu výkonu z motoru na vaše kola. Převodové stupně se volí automaticky na základě rychlosti vašeho vozu a zatížení motoru. Automatické převodovky jsou obvykle účinnější než manuální převodovky, ale jejich oprava může být dražší, pokud se porouchají. Pokud si nejste jisti, jaký typ převodovky má vaše auto, můžete to obvykle zjistit nahlédnutím do uživatelské příručky nebo dotazem na mechanika.

I když jste pravděpodobně mnohokrát slyšeli o pohonu 4WD a máte mlhavou představu o tom, co dělá pro vaše auto, je velká šance, že ne.opravduvědět, co to znamená nebo jak to funguje. V dnešním Gearhead 101 tedy probereme základy systému pohonu 4WD včetně jeho výhod a toho, jak funguje. V tomto článku se zaměříme na 4WD na částečný úvazek, protože je to nejběžnější typ 4WD, který tam vidíte. Příště se podíváme na full-time 4WD.

To může být docela složité na pochopení. Takže přepněte svůj mozek na 4WD a můžeme začít.

Proč se hodí 4WD: Trakce a výkon

Než se pustíme do podrobností o tom, jak 4WD funguje, musíme pochopit, proč chcete, aby motor poháněl všechna čtyři kola vašeho auta.

Dnes budeme mluvit o přenosech. Převodovka automobilu je v podstatě převodovka, která přenáší výkon z motoru na kola. Převodovka je zodpovědná za přenos výkonu motoru na kola a zároveň upravuje množství točivého momentu, který je na ně přenášen. To je důležité, protože množství točivého momentu, který může motor vyprodukovat, se liší v závislosti na jeho otáčkách. Převodovka pomáhá udržovat chod motoru v optimálním rozsahu odpovídajícím řazením převodových stupňů. Existují dva typy převodovek: manuální a automatické. Manuální převodovky jsou běžnější u výkonných a luxusních vozidel, protože nabízejí větší kontrolu nad výkonem vozu. Automatické převodovky jsou běžnější v běžných autech, protože jsou levnější a snadněji se používají. Nyní, když víte něco o tom, jak přenosy fungují, pojďme si říci o některých nejčastějších problémech, které se u nich mohou vyskytnout.

Trakce

Jak jsme diskutovali v naší části Gearhead 101jak funguje motor autaváš motor produkuje rotační výkon nazývaný točivý moment. Hnací ústrojí (skládající se z převodovky, hnacího hřídele a diferenciálu) přenáší točivý moment motoru na kola. Aplikování točivého momentu na kola je to, co rozjede vaše auto.

V naší minulé lekci jsme diskutovali o motoru, jeho fungování a různých typech motorů, které najdete v dnešních autech. Dnes budeme mluvit o jednom z nejdůležitějších systémů ve vašem autě: převodovce. Převodovka je zodpovědná za přenos výkonu z motoru na kola. Dělá to pomocí řady ozubených kol, které jsou připojeny k hnací hřídeli. Převodovka je to, co umožňuje vašemu vozu měnit rychlostní stupně, což je nezbytné, když jedete různými rychlostmi. Existují dva hlavní typy převodovek: automatické a manuální. Automatické převodovky jsou nejběžnějším typem převodovky, se kterým se v dnešních autech setkáte. K ovládání ozubených kol používají řadu hydraulických čerpadel a ventilů. Manuální převodovky jsou méně obvyklé, ale v posledních letech jsou stále populárnější. K ovládání převodů používají řadu spojkových lamel. Převodovka je důležitou součástí vašeho vozu a je důležité se ujistit, že je správně udržována. Proto je důležité vozit své auto k renomovanému mechanikovi na pravidelné prohlídky a servis.

Ale aby točivý moment, který byl přenesen na kola, skutečně pohnul vozidlem, musí mít vaše pneumatiky trakci na vozovce. Bez přilnavosti pneumatik můžete na kola použít tolik výkonu, kolik chcete, a stále nikam nejezdíte. Vaše pneumatiky se budou točit opravdu rychle, zatímco vaše auto zůstane na stejném místě. Tato neúčinná rotace pneumatik se nazývároztočení kola.Pravděpodobně jste se setkali s protáčením kol, když jste se snažili odlepit auto od sněhu nebo bláta.

Trakce je tedy to, co přeměňuje točivý moment motoru na pohyb vozidla.Ano, je to extrémně zjednodušené (mohli bychom jít do podrobností o roli tření v trakci, ale neuděláme to), ale je to dobrá pracovní definice.

To, co 4WD dělá, je, že zvyšuje šanci, že získáte trakci při jízdě na hranatém povrchu. Namísto spoléhání se pouze na dvě poháněná kola pro trakci (2WD), máte čtyři pohyblivá kola, která by mohla mít dobrou trakci a udržet vůz v pohybu.

Přestali jsme probírat základy motoru, konkrétně válce a písty. Takže, když už víme, jak motor funguje, přejděme k převodovce. Převodovka je zodpovědná za přenos výkonu z motoru na kola. Existují dva typy převodovek: automatická a manuální. Automatické převodovky využívají k přenosu výkonu měnič točivého momentu, zatímco manuální převodovky používají spojku. Nyní, když jsme probrali základy toho, jak auta fungují, zůstaňte naladěni na další Gearhead 101, kde budeme diskutovat o tématech, jako jsou brzdy, odpružení a pneumatiky!

Řekněme například, že jste ve vozidle s pohonem dvou kol a zadní kola jsou v bahně, zatímco přední kola jsou na suché zemi. Vzhledem k tomu, že v blátě je menší přilnavost, vaše zadní kola se pravděpodobně budou jen protáčet a protáčet, zatímco vaše auto zůstane stát. Bylo by hezké, kdyby se přední kola otáčela, koeficient, protože tam je trakce.

To dělá pohon 4WD.

Pokud jste ve vozidle s pohonem 4WD ve stejné situaci, přední kola, která jsou na povrchu s vysokou přilnavostí, budou získávat sílu z motoru a budou tak moci pohánět váš vůz vpřed.

Minule jsme přestali probírat základy motoru a jak převádí benzín do pohybu. Dnes budeme mluvit o tom, jak se tento pohyb přenáší na kola, aby se vaše auto rozpohybovalo. Motor je spojen s převodovkou, což je v podstatě shluk převodů, které pomáhají přenášet výkon motoru na kola. Převodovka je spojena s diferenciálem, který pomáhá rozdělovat výkon rovnoměrně na všechna čtyři kola. A nakonec jsou kola spojena s nápravami, které se otáčejí a vytvářejí pohyb.

Trakce 4WD je o něco složitější než to, co jsem právě popsal výše, a níže se dostaneme k některým z těchto nuancí, aleVelkým přínosem je, že hlavní výhodou pohonu 4WD je celkově zvýšená trakce.

Napájení

Zvýšený výkon je další výhodou.

Tento týden budeme hovořit o jednom z nejdůležitějších systémů ve vašem autě: převodovce. Převodovka je zodpovědná za přenos výkonu z motoru na kola, a to pomocí řady převodových stupňů. Nižší převodové stupně se používají pro rozjezd a akceleraci, zatímco vyšší převodové stupně se používají pro vyšší rychlosti. Převodovka je velmi složitý stroj a je důležité se ujistit, že je v dobrém provozním stavu.

Pokud jedete v terénu do prudkého kopce nebo se snažíte přejet překážky (jak vidíte v tomto videu), budete chtít nejen větší trakci, ale také větší výkon přenášený na vaše kola. 4WD to může poskytnout.

Většina vozidel 4WD nabízí možnost přepínat mezi dvěma rozsahy 4WD: Hi nebo Lo. 4WD-Hi umožňuje vašemu vozidlu pohánět všechna čtyři kola při rychlé jízdě v nerovném terénu – jako je štěrk nebo sněhem pokrytá silnice. Jen je na kola přenášeno méně energie.

Minulý týden jsme se podívali na motor, tento týden se budeme bavit o jednom z nejdůležitějších bezpečnostních prvků ve vašem autě: o brzdách. Brzdové systémy ušly dlouhou cestu od dob počátků automobilů, kdy byly jen o něco více než sadou dřevěných špalíků, které se otíraly o kola, aby je zpomalily. V dnešní době má většina aut kotoučové brzdy ve všech čtyřech zatáčkách, které jsou výrazně účinnější při zpomalování a zastavování vozidla. Brzdový pedál je připojen k hydraulickému systému, který vyvíjí tlak na brzdy, což způsobuje, že brzdy sevřou na rotorech a zpomalí kola. Ve většině automobilů existují dva typy brzdových systémů: manuální a výkonové. Manuální brzdové systémy ovládá řidič pomocí brzdového pedálu, zatímco posilovací brzdové systémy využívají elektrické čerpadlo k poskytování posilovače. To může usnadnit zastavení vozu, zejména v nouzové situaci. Většina moderních vozů má také protiblokovací brzdový systém (ABS), který zabraňuje zablokování kol při prudkém brzdění. To vám pomůže udržet kontrolu nad vozem a vyhnout se smyku nebo klouzání na mokré nebo zledovatělé vozovce.

Pokud potřebujete větší šmrnc, abyste se dostali přes překážku, přeřadíte na 4WD-Lo. To dává vašim kolům větší výkon, ale pohybuje koly pomaleji, což vám umožňuje překonat překážku pouhým přejetím.

Nyní, když víme, proč by se 4WD hodil, pojďme se podívat na to, jak to funguje.

Tento týden se podíváme na motor, možná nejdůležitější součást každého vozidla. Motor je to, co rozhýbe benzín ve vaší nádrži a pohání vaše auto po silnici. Existuje mnoho různých typů motorů, ale všechny fungují na stejném základním principu. Benzín se spaluje uvnitř motoru a vytváří malou explozi. Tato exploze pohání píst, který zase otáčí klikovým hřídelem. Klikový hřídel je spojen s koly vozu a při otáčení otáčí kola a pohání vůz vpřed. Motor je složitý stroj, ale pochopení jeho základního fungování je pro každého milovníka aut zásadní. Zůstaňte naladěni na epizodu Gearhead 101 příští týden, kde se blíže podíváme na to, jak fungují motory.

Jak funguje 4WD na částečný úvazek

Part-time 4WD je automobilový systém, který řidiči umožňuje zapnout 4WD pouze v případě potřeby. Na běžných jízdních površích bez zapnutého pohonu 4WD funguje stejně jako vozidlo s pohonem 2WD s pohonem zezadu. Jednou z velkých výhod vozidel 4WD na částečný úvazek je vyšší spotřeba paliva. Pohon všech čtyř kol vyžaduje více paliva než jen pohon dvou. Takže můžete ušetřit nějaké peníze za benzín tím, že použijete 4WD pouze tehdy, když to potřebujete.

Probrali jsme vše od základů motoru, přes fungování převodovek až po rozdíl mezi pohonem všech kol a pohonem všech čtyř kol. Nyní, když jsme probrali základy toho, jak auta fungují, pojďme si promluvit o některých různých typech aut. Na trhu jsou nejrůznější auta, od úsporných po luxusní vozy. Existují také různé typy motorů, jako jsou čtyřválcové motory a motory V8. A dokonce existují různé typy převodovek, jako jsou manuální převodovky a automatické převodovky. Jaký typ auta je tedy pro vás nejlepší? No, to záleží na pár věcech. Za prvé, jaký je váš rozpočet? Pokud máte omezený rozpočet, pravděpodobně budete chtít zůstat u ekonomického vozu. Ale pokud máte trochu více peněz na útratu, možná budete chtít zvážit luxusní auto. Za druhé, jaký je váš styl jízdy? Pokud rádi jedete rychle a rychle projíždíte zatáčky, budete chtít auto se silným motorem a dobrou ovladatelností. Pokud ale hledáte jen pohodlnou jízdu do práce každý den, bude vám pravděpodobně stačit ekonomický vůz. Za třetí, kde bydlíš? Pokud žijete v chladném klimatu, možná budete chtít auto s pohonem všech kol nebo čtyř kol, abyste se mohli pohybovat ve sněhu a ledu. Pokud ale žijete v teplém podnebí, kde málokdy sněží, pohon všech kol nebo čtyř kol pravděpodobně není nutný. A konečně, jaké funkce chcete mít ve svém autě? Potřebujete hodně nákladového prostoru? Potřebujete vyhřívaná sedadla? Potřebujete navigaci? Zjistěte, které funkce jsou pro vás důležité, a najděte auto

Díly na částečný úvazek 4WD

Aby se při zapnutí 4WD pohybovala přední a zadní kola současně, vozidla s pohonem 4WD na částečný úvazek využívají rozdělovací převodovku, samostatnou přední hnací hřídel (kromě zadní hnací hřídele), přední a zadní diferenciál a uzávěrku. náboje. Pojďme se na tyto různé části podívat jednu po druhé.

Převodovka

Tento týden odpovíme na otázku, kterou zde v obchodě dostáváme hodně: Jak funguje motor auta? Motor auta je to, co ho rozjede. Je to složitý stroj, ale pokusíme se jej rozdělit na základní části a na to, jak spolu fungují. Motor je v podstatě velké vzduchové čerpadlo. Nasává vzduch a palivo, míchá je dohromady a pevně je stlačuje do válců. Tato vysokotlaká směs se následně vznítí a způsobí miniexploze. Expandující plyny tlačí na písty, které zase otáčejí klikovým hřídelem. A voila! Váš motor běží.

Bez převodovky by vaše vozidlo s pohonem 4 kol na částečný úvazek bylo vozidlem s pohonem 2 kol.

Minule jsme přestali probírat základy motoru, konkrétně jak funguje čtyřtaktní proces. Dnes budeme hovořit o různých typech motorů a o tom, jak fungují. Existují dva hlavní typy motorů: spalovací a spalovací. Spalovací motory jsou nejběžnějším typem motoru, který se vyskytuje ve všem, od automobilů po sekačky na trávu. Fungují tak, že spalují palivo uvnitř samotného motoru, pomocí pístů otáčejí klikovým hřídelem, který pak otáčí kola. Vnější spalovací motory naproti tomu využívají k pohonu parního stroje externí zdroj tepla. Ty jsou mnohem méně běžné, ale stále je lze nalézt v některých lokomotivách a lodích

Rozdělovací převodovka (také nazývaná T-skříň) je to, co rozděluje výkon z motoru 50/50 na zadní i přední nápravu prostřednictvím přední a zadní hnací hřídele. Převod obvykle sedí hned za převodovkou ve vašem hnacím ústrojí.

Tento týden se podíváme na motor, konkrétně na to, jak produkuje výkon, který rozpohybuje vaše auto. Motor je v podstatě velké vzduchové čerpadlo. Nasává vzduch a palivo, míchá je dohromady a pevně je stlačuje do válců. Tato směs se následně zapálí, což způsobí minivýbuch, který stlačí písty dolů. Tyto písty jsou spojeny s klikovými hřídeli pomocí ojnic a je to právě rotující klikový hřídel, který nakonec roztáčí kola vašeho vozu. Motor je srdcem vašeho auta a bez něj by vaše auto prostě nejelo. Příští týden se blíže podíváme na to, jak motor produkuje výkon, takže se určitě nalaďte!

Červená označuje tok energie z motoru

U vozidel s pohonem 4 kol na částečný úvazek, když není pohon 4 kol zapojen, dostávají zadní kola 100 % točivého momentu z motoru, stejně jako u vozidla s pohonem 2 kol. Tok výkonu v tomto scénáři vypadá asi takto: Výkon produkovaný motorem jde do převodovky. Odtud jde na výstupní hřídel a poté do rozdělovací převodovky. Uvnitř rozdělovací převodovky je výstupní hřídel spojen se zadním hnacím hřídelem. Hřídel zadního pohonu pak přenáší točivý moment na zadní diferenciál. Zadní diferenciál pak protáčí kola a způsobuje pohyb vozu.

V předchozím díle jsme mluvili o tom, jak motor ve vašem autě vytváří sílu k otáčení kol. Tato síla vzniká česáním vzduchu a paliva ve válcích a jejich zapálením jiskrou. Expanze hořící směsi pohání píst dolů, který zase roztáčí klikový hřídel. Klikový hřídel je spojen s převodovkou, která přenáší tuto sílu na kola. Nyní, když víme, jak motor vytváří výkon, pojďme si promluvit o tom, jak se tato síla využívá k pohybu auta.

V pořádku. Jak tedy rozdělovací převodovka přenáší výkon na přední kola při 4WDjezasnoubený?

Uvnitř převodovky je řada ozubených kol a řetězů. Když je zapnutý pohon 4WD, ozubená kola do sebe zapadají, což způsobuje, že řetěz pohybuje ozubeným kolem, které je připojeno k přední hnací hřídeli. Přední hnací hřídel se začne otáčet stejnou rychlostí jako zadní hnací hřídel a přenáší točivý moment do předního diferenciálu, který pak přenáší točivý moment na přední kola. Výložník. 4WD.

Pokud jste stále trochu zmatení, toto schéma vám poskytne celkový obrázek o úloze rozdělovací převodovky při dodávání točivého momentu motoru na přední i zadní nápravu.

V naší minulé lekci jsme mluvili o tom, jak motor ve vašem autě přeměňuje mechanickou energii na tepelnou energii neboli teplo. Toto teplo se pak využívá k pohonu pístů motoru, které jsou spojeny s klikovou hřídelí. Klikový hřídel je to, co převádí pohyb pístů nahoru a dolů na rotační pohyb, který otáčí kola vašeho auta. Nyní, když víme, jak motor produkuje výkon, pojďme si říct, jak se tato síla přenáší na kola. To se může stát dvěma hlavními způsoby: přes řetěz nebo řemen.

Naposledy jsme skončili u čtyřdobého spalovacího motoru, což je v podstatě velká vzduchová pumpa. To je důvod, proč potřebuje palivo a olej k mazání svých vnitřků; jinak by se to prostě zmocnilo a zemřelo. Čtyři zdvihy jsou sání, komprese, zapalování/výkon a výfuk. Dnes si probereme, jak vlastně čtyřtaktní motor funguje. Sací zdvih začíná, když je píst v horní části válce a ventily jsou otevřené. Směs vzduchu a paliva je nasávána do válce pohybem pístu směrem dolů. Kompresní zdvih následuje, když jsou oba ventily uzavřeny a píst se pohybuje zpět nahoru, aby stlačil směs. To zvyšuje teplotu a tlak uvnitř válce. Při výkonu nebo zapalovacím zdvihu zapalovací svíčky zapálí směs, což způsobí malou explozi, která srazí píst zpět dolů. To je to, co skutečně pohání vaše auto. Nakonec se při výfukovém zdvihu oba ventily otevřou a umožní spotřebovaným plynům uniknout, když se píst opět posune nahoru. A takhle funguje čtyřtaktní motor!

Kromě převodů, které synchronizují přední a zadní hnací hřídel, mají rozdělovací převodovky u většiny systémů 4WD na částečný úvazek převodové stupně, které umožňují vozidlu řadit na nízký rozsah, když je v režimu 4WD. Jak již bylo zmíněno dříve, umožňuje to vozidlu dodat extra točivý moment (výkon) na přední i zadní kola. Tento extra výkon však získáte za cenu rychlosti. V režimu 4WD Lo může vaše vozidlo jet rychlostí pouze 15 mph.

Přední hnací hřídel

Protože vozidla s pohonem 4WD posílají výkon motoru také na přední kola, potřebuje k tomu přední hnací hřídel. Přední hnací hřídel spojuje rozdělovací převodovku s předním diferenciálem. Když je zapnutý pohon 4WD, rozdělovací převodovka rozděluje točivý moment 50/50 mezi přední a zadní hnací hřídel. Přední hnací hřídel se otáčí stejnou rychlostí jako zadní hnací hřídel a přenáší točivý moment na přední diferenciál. Přední diferenciál pak přenáší tuto sílu na přední kola prostřednictvím nápravových hřídelů.

Diferenciály

O diferenciálech jsme hovořili v našem článku o základech hnacího ústrojí. U vozidel s pohonem 2WD asingldiferenciál je umístěn uprostřed přední nebo zadní nápravy (v závislosti na tom, zda má vůz pohon předních nebo zadních kol). Síla z hnacího hřídele je přenášena přes diferenciál na každé kolo, což způsobuje jejich otáčení. Na vozidle s pohonem 4WD, protože všechna čtyři kola dostávají výkon, to potřebujedvadiferenciály — jeden pro přední nápravu a jeden pro zadní nápravu.

Ale diferenciál není jen vysílač výkonu. Důvodem, proč se nazývá „diferenciál“, je to, že ozubená kola uvnitř umožňují kolům na jedné nápravě pohybovat se rychlostíodlišnýrychlosti. Pravděpodobně si říkáte: 'Kdy by se moje kola pohybovala různými rychlostmi?' No, častým příkladem je, když jdete za roh. Když zatáčíte doprava, vaše vnitřní kolo (pravé kolo) urazí menší vzdálenost než vnější kolo (levé kolo). Abyste udrželi krok s vnitřním kolem, musí se vnější kolo otáčet o něco rychleji. Diferenciál to umožňuje. Pokud by mezi oběma koly bylo pevné spojení, vnitřní pneumatika by musela klouzat nebo přeskočit, aby se náprava mohla dál pohybovat. Pro video ukázku toho, jak diferenciál funguje, se podívejte na toto:

Přední a zadní diferenciál u vozidla s pohonem 4WD umožňuje pravému a levému kolu na každé příslušné nápravě pohybovat se různými rychlostmi, takže auto zabrání přeskakování nebo smyku kol při zatáčení.

Zdá se to snadné, ale diferenciály na vozidlech s pohonem 4WD na částečný úvazek mohou být překvapivě složité v závislosti na tom, jakou trakci chcete. A co víc, pokud se kola točí různými rychlostmi (díky diferenciálům), ve skutečnosti tomu tak nenískutečný4WD. Ano, vím, že je to matoucí. Tady to za chvíli vysvětlíme.

Nejprve si však promluvme o posledním komponentu, který umožňuje 4WD: uzamykací náboje.

Uzamykací náboje

U vašeho vozidla s pohonem 2WD jsou zadní kola vašeho auta přišroubována k náboji. To umožňuje nápravě protáčet kola, když je poháněna motorem. Přední kola se jen volně protáčí.

Ale když je pohon 4WD zapojen na vozidle s pohonem 4WD na částečný úvazek, chceme přední kola připojená k náboji, aby se na ně mohl přenášet výkon z motoru. Jak vyřešíte tento problém, kdy potřebujete přední kola přišroubovaná k přední nápravě, když používáte 4WD, ale ne přišroubovaná, když máte 2WD?

Uzamykací náboje.

Většina vozidel s pohonem 4WD na částečný úvazek má uzamykací náboje na předních kolech. Když není pohon 4WD zapojen, uzamykací náboje odpojí nápravu. Volně se otáčejí a zadní kola vozu vykonávají veškerou práci při pohybu vozidla. Když je zapnutý pohon 4WD, blokovací náboje se uzamknou v předních kolech k přední nápravě, což jim umožňuje získat točivý moment z motoru.

Ruční zamykání náboje

U starších vozidel 4WD byly náboje s ručním zamykáním standardní. Museli byste vystoupit z vozidla a otočit knoflíkem na předních kolech, dokud nebudou náboje uzamčeny. U novějších vozidel s pohonem 4 kol se uzamykací náboje zapojují automaticky stisknutím tlačítka.

Diferenciály, tok výkonu a trakce

Dobře, vraťme se k problému, který jsem uvedl dříve a který se týká diferenciálů a trakce 4WD, a proč mít kola protáčející se různými rychlostmi u vozidla s pohonem 4WD nenískutečný4WD.

Pamatujte, že hlavní výhodou pohonu 4WD je zvýšená trakce na površích s nízkou trakcí. Máte více kol dodávajících výkon proti vozovce, což zvyšuje šance, že kolo zasáhne místo s vysokou trakcí a udrží vůz v pohybu.

Ale způsob, jakým funguje nejběžnější typ diferenciálu používaný ve vozidlech (otevřený diferenciál), může zcela eliminovat schopnosti pohonu 4WD zlepšující trakci, i když jsou všechna čtyři kola poháněna motorem. Podívejme se na tento problém a také na možná řešení.

Problém otevřených diferenciálů u vozidel 4WD

Otevřené diferenciály jsou skvělé za normálních jízdních podmínek. Ale kvůli způsobu, jakým rozdělují výkon mezi dvě kola, se stávají problémem v podmínkách jízdy s nízkou trakcí. Vidíte, že místo rozdělování výkonu rovnoměrně mezi obě kola, otevřený diferenciál rozděluje výkon mezi něpo cestě nejmenšího odporu. To je hrozné pro trakci.

Proč?

Pojďme to prozkoumat na vozidle 2WD, protože jste to pravděpodobně zažili.

Řekněme, že se snažíte jet se zadním vozem s pohonem 2WD po zasněžené příjezdové cestě. Levá strana je pokryta sněhem, ale pravá strana je suchá dlažba. Mysleli byste si, že to nebude problém, protože vaše pravé zadní kolo má na suché vozovce dostatek trakce, aby pohánělo auto vpřed. Ale to byste se mýlili.

V autě s otevřeným diferenciálem se vám pravé zadní kolo nedostanežádnýNapájení.Pamatujte, že otevřené diferenciály rozdělují výkon na nápravu po cestě nejmenšího odporu. A v této situaci je kolo s nejmenším odporem kolo jedoucí po sněhu — levé kolo. Veškerý točivý moment se tedy přenese na vaše levé kolo. Ale protože tam není žádná trakce, jen se točí a točí, zatímco vaše auto nechává stát.

Totéž se děje u vozidel 4WD, která využívají otevřené diferenciály na přední a zadní nápravě. Použijme stejný scénář zasněžené příjezdové cesty. Máte zapnutý 4WD, takže se můžete dostat po zasněžené příjezdové cestě. Rozdělovací převodovka posílá stejné množství výkonu do předního a zadního diferenciálu. Říkáte si: „Ten sníh na levé straně by neměl být problém! Mám spoustu trakce na pravé straně a obě pravá kola mám v pohybu!'

Ale diferenciály na vašem 4WD jsou otevřené diferenciály. A otevřené diferenciály rozdělují výkon na nápravu po cestě nejmenšího odporu. Sněhem pokrytá levá strana má nejmenší odpor. Hádejte, co se stane?

Veškerá síla jde na levá kola, což způsobí, že se otáčí na místě, zatímco vaše pravá kola tam jen sedí jako hromada oček opouštějících vaše vozidlo na spodní straně příjezdové cesty. Vaše 4WD se stala impotentní díky vašim otevřeným diferenciálům.

Nikdy se nebojte. Existují řešení tohoto problému. Jedním z nich je nahradit otevřené diferenciálydiferenciály s omezeným prokluzem.Druhým je nahrazení otevřeného diferenciálu auzávěrka diferenciáluna přední nebo zadní nápravě (nebo pro ještě větší trakci, obojí).

Podívejme se na každé z těchto řešení.

Diferenciály s omezeným skluzem

Diferenciály s omezeným prokluzem (LSD) fungují hodně jako otevřené diferenciály. Rozdíl je místo odesláníVšechnotočivý moment na kolo s nejmenší trakcí (jako u otevřených diferenciálů), LSD vysílajínějakývýkonu na kolo, které má skutečně trakci. Dělá to automaticky, bez jakéhokoli zásahu řidiče.

Vraťme se tedy k našemu scénáři zasněžené příjezdové cesty, nyní s LSD na přední i zadní nápravě. Máte zapojený 4WD. Převodovka posílá stejné množství energie na přední a zadní LSD. Levá kola narazila do zasněžené části. Namísto toho, aby veškerý výkon šel na levou stranu – jako by se to stalo, kdybyste měli otevřené diferenciály – LSD posílají část výkonu na pravá kola, která mají větší trakci, a umožňují tak vašemu vozu jet vpřed.

Diferenciály s omezeným prokluzem rozhodně zlepšují trakci ve srovnání s otevřenými diferenciály. Pro většinu scénářů 4WD jsou LSD vše, co potřebujete pro adekvátní trakci. Ale LSD stále neposkytujíoptimálnítrakce, protože část výkonu stále jde na kola s menší trakcí. Stále existuje možnost prokluzu kola.

Další nevýhodou LSD je, že trakce je u nich nepředvídatelná. LSD posílá energii na kolo s menší trakcí, ale energie není dodávána nepřetržitě. Je přesměrováno na druhé kolo, když uchopovací kolo začne prokluzovat. To může způsobit, že se vozidlo při snížené trakci přitáhne na jednu stranu. V podstatě to může způsobit hrbolatou a nerovnou jízdu.

Uzávěrka diferenciálů aSkutečný4WD

Uzamykání diferenciálů posouvá věci na jinou úroveň tím, že nutí každé kolo na nápravě získat stejné množství výkonu, bez ohledu na rozdíly v trakci na každém kole. To dává kolu, které může mít větší trakci, větší šanci na pohyb vozu v situaci nízké trakce.

Uzavírací diferenciály jsou obvykle zapojeny řidičem, ale existují vozidla s pohonem 4 kol, která mají diferenciály s automatickým uzávěrem.

V závislosti na vozidle může být uzávěrka diferenciálu pouze na zadní nápravě s diferenciálem s otevřenou nebo omezenou svorností na přední nebo můžete mít uzávěrku diferenciálu na přední i zadní nápravě.

Vozidlo s pohonem 4 kol, které má dva uzávěrky diferenciálů, poskytujeskutečný4WD— všechna čtyři kola se otáčejí se stejným výkonem bez ohledu na situaci. I když jsou kola na jedné straně vašeho vozidla zcela nad zemí, kola, která jsou stále na zemi, budou stále získávat stabilní množství točivého momentu.

Diferenciály s dvojitou uzávěrkou se obvykle používají pouze u vozidel s pohonem 4WD, která dělají extrémní off-road, jako je jízda přes balvany a co ne. Většině průměrných lidí bude stačit pouze 4WD, který má LSD na přední i zadní nápravě nebo zadní svorný diferenciál s předním LSD.

Toto video uvádí skvělé příklady toho, jak vypadá trakce na 4WD s otevřenými diferenciály, diferenciály s omezeným prokluzem a diferenciály s uzávěrkou:

Jízda s 4WD: Možná úskalí

Jízda s 4WD vyžaduje určité know-how. Mělo by se používat pouze v situacích s nízkou trakcí. Pokud jej použijete, když je trakce skvělá (jako na suché vozovce), vaše dobrodružství na zemi bude zkráceno oklikou k mechanikovi.

Abyste pochopili, proč tomu tak je, musíte porozumět bitvě, která se odehrává mezi levým a pravým kolem a také mezi předním a zadním kolem při zatáčení.

Když se auto otáčí, každé kolo musí ujet jinou vzdálenost, aby mohlo zatočit.

Vnější vs vnitřní kola

Jak jsme si řekli dříve, když auto zatáčí, vnější kolo musí jet dále než vnitřní kolo. Abyste udrželi krok s vnitřním kolem, musí se vnější kolo otáčet o něco rychleji. Otevřený a samosvorný diferenciál to umožňuje.

Pokud by však byla obě kola zablokována a pohybovala se stejnou rychlostí společně (jako to, co se stane, když zapnete uzávěrku diferenciálu), vnitřní pneumatika by musela klouzat nebo přeskakovat, aby se náprava mohla dál pohybovat. Na prašných nebo zasněžených cestách to není problém. V těchto jízdních situacích je menší přilnavost, takže pneumatiky mohou klouzat, aniž by se příliš opotřebovávaly.

Nastává problém, když se pokusíte o podobnou zatáčku na suché vozovce s uzamčeným diferenciálem. Pamatujte, že vnější kolo chce jet rychle, aby drželo krok s vnitřním kolem, ale protože je zablokováno s vnitřním kolem, nemůže. Aby udržela krok, musí klouzat, ale protože na vozovce je velká přilnavost, tento smyk žvýká svinstvo z vaší vnější pneumatiky. Tento tvrdý smyk na vozovce také velmi zatěžuje hřídele náprav.

Takže jízda na 4WD #1: Pokud má vaše vozidlo s pohonem 4WD možnost uzamknout jeden nebo oba diferenciály, nikdy to nedělejte na suché vozovce. Jen opotřebujete pneumatiky a možná si poškodíte nápravy.

Přední kola vs zadní kola

Když zatáčíte, probíhá také bitva mezi předními a zadními koly. Kola na přední nápravě musí urazit delší vzdálenost než kola zadní. Aby v zatáčce držela krok se zadními koly, musí se přední kola protáčet o něco rychleji. Pokud tomu tak není, zadní kola budou muset mít možnost klouzat a klouzat, aby se hřídele nápravy mohly dál pohybovat.

U vozidel s pohonem 2WD to není problém, protože nepoháněcí náprava umožňuje, aby se přední kola volně protáčela rychleji než zadní kola. Zatáčení se stává problémem, když zapnete 4WD.

Jak si vzpomínáte, když zapnete 4WD, rozdělovací převodovka uzamkne přední a zadní hnací hřídel dohromady. Posílají stejné množství výkonu, neboli RPM, do předního a zadního diferenciálu. Přinutíte-li přední a zadní hnací ústrojí, aby takto spolupracovaly, vytváří mezi nimi bitvu, když zatáčíte se zapnutým pohonem 4WD. Přední kola musí jet rychleji, aby udržela krok se zadními, ale rozdělovací převodovka a přední hnací hřídel říkají předním kolům, aby jela stejnou rychlostí jako zadní kola. To mezi nimi vytváří napětí.

Jedním ze způsobů, jak toto napětí uvolnit, je nechat zadní pneumatiky prokluzovat a trochu klouzat. A to se stává v situacích s nízkou přilnavostí, jako je špína nebo sníh, protože poskytují potřebnou „dátku“, aby umožnily předním kolům prokluzovat a klouzat při zatáčení.

Ale když vaše vozidlo s pohonem 4WD zatáčí na suché vozovce se spoustou trakce, toto „dát“ neexistuje. Pneumatiky nemohou klouzat a klouzat. Vzniká tak přetahovaná mezi předními koly a předním hnacím ústrojím. Při zatáčení jsou přední kola nucena díky dobré trakci a geometrii rotovat rychleji než zadní kola. Přední hnací hřídel však dodává stejné otáčky jako zadní hnací hřídel zadním kolům. Přední hnací hřídel v podstatě říká předním kolům „Hej! Jeďte stejnou rychlostí jako všichni ostatní!' zatímco přední kola sama říkají 'Ne!'

Představte si tyč, která je na obou koncích spojena s otočným ozubeným kolem. Ozubená kola otáčejí tyč ve stejném směru, ale jeden konec ji otáčí vyšší rychlostí než druhý. To je v podstatě to, co se děje mezi vašimi koly a předním hnacím hřídelem.

Vizuální zobrazení toho, co se stane s vaším předním hnacím ústrojím, kdykoli zatočíte na chodníku se zapnutým 4WD.

Tato bitva mezi předními koly a přední hnací hřídelí namáhá všechny díly na předním hnacím ústrojí, od náprav až po rozdělovací převodovku. Ozubená kola podél předního hnacího ústrojí a v rozdělovací převodovce se začnou vázat a zasekávat. Tomu se říká „vázání hnacího ústrojí“ nebo „navíjení“ a může to vážně zvednout vaše hnací ústrojí 4WD.

Budete vědět, že došlo k zablokování hnacího ústrojí, pokud auto při jízdě hodně škube a pokud není možné vypnout pohon 4 kol a přeřadit zpět na 2WD. Někdy můžete „rozvinout“ navíjení hnacího ústrojí pomalým jízdou vzad, ale nefunguje to pořád. Pokud jste provedli obzvláště rychlou zatáčku s pohonem 4WD na suché vozovce, napětí, které to způsobuje, může způsobit zlomení nejslabších článků vašeho předního hnacího ústrojí – klouby U, diferenciály, ozubená kola rozdělovací převodovky, hnací hřídele atd.

Abyste si nemysleli, že vám jízda na 4WD na chodníku projde, ale jeďte rovně, dávejte si pozor. Rozdílný tlak v pneumatikách na vašich kolech může také způsobit toto nafouknutí i při jízdě rovně po chodníku s pohonem 4WD.Podívejte se, co se stalo s převodovkou tohoto chlapíka poté, co omylem jel přímo na dálnici s pohonem 4WD.

Takže jízda 4WD č. 2: Nikdy nezapínejte 4WD na suché vozovce. Jen zvednete své hnací ústrojí.

No, tady to je. Základní informace o tom, jak funguje 4WD na částečný úvazek. Doufám, že to bylo užitečné. I když si nikdy nekoupíte vozidlo s pohonem 4WD, budete alespoň vědět, o čem lidé mluví, až se příště budou mluvit o 4x4. V našem příštím vydání Gearhead 101 se podíváme, jak na toplný úvazek4WD, stejně jako AWD, funguje.