Wybór samochodu z napędem 4x4 nie powinien wynikać tylko z zasobności portfela, warto zapoznać się bliżej z rozwiązaniami technicznymi zastosowanymi w układzie napędowym. Jest to szczególnie istotne, gdy zamierzamy kupić auto do codziennego użytku, a napęd na wszystkie koła ma nam pomóc poprawić bezpieczeństwo jazdy, a nie tak jak ma to miejsce w pojazdach typowo terenowych, przede wszystkim poprawić trakcję. 4x4 to hasło bardzo ogólne, a sposobów na realizację napędu wszystkich kół jest dość dużo.
Każdy z nich ma swoje specyficzne cechy, które sprawiają, że dane auto doskonale sprawdzi się w terenie lub w jeździe po asfalcie, pozwoli uniknąć groźnego w skutkach poślizgu albo bez trudu wyjechać z zaśnieżonego parkingu. Pamiętajmy jednak, że układy 4x4 mają także swoje słabe strone. Przede wszystkim w przypadku niektórych rozwiązań dość znacznie wzrasta zużycie paliwa, obniżają się nieco osiągi, dochodzą dodatkowe czynności obsługowe, a także większą uwagę trzeba zwracać na stan opon – duża różnica zużycia bieżnika zbyt mocno obciąża elementy przekazania napędu i może doprowadzić do jego poważnego uszkodzenia.
Analizując „za i przeciw”, szybko można dojść do wniosku, że najwięcej korzyści mają kierowcy aut z tzw. stałym napędem obu osi, w których do ich sprzęgnięcia użyto centralnego mechanizmu różnicowego. Trzeba jednak zaznaczyć, że obecnie stosowane układy z elektronicznie sterowanymi sprzęgłami wielopłytkowymi (np. xDrive w BMW bądź Haldex 4. generacji) mają na tyle krótki czas reakcji, że zbliżają się do efektywności układów ze stałym napędem 4x4. Poza tym uzależniają wielkości przekazywanego momentu obrotowego od większej liczby czynników. Niestety, tego typu rozwiązania to domena nowszych samochodów, często bardzo drogich.
W latach 90. XX wieku bezkonkurencyjne były wspomniane napędy z centralnym mechanizmem różnicowym stosowane np. w Audi, Mercedesie czy Subaru. Jednak każda z tych firm inaczej podeszła do tematu blokowania mechanizmu różnicowego – niezbędnego dla uniknięcia sytuacji, gdy cały moment przekazywany jest na koło, które nie ma przyczepności. Niestety, za kilka tys. zł nie ma zbyt dużego wyboru w przypadku aut osobowych ze stałym napędem wszystkich kół.
Najciekawszą niskobudżetową propozycją w tej grupie wydaje się Audi 80 quattro, w którym zastosowano mechanizm różnicowy Torsen o zwiększonym tarciu. Mimo że jest to już samochód dość leciwy, wciąż można znaleźć egzemplarz, w którym układ napędowy funkcjonuje bez zastrzeżeń. Plusem jest też odporna na korozję karoserja, problemem może być natomiast stan zawieszenia oraz silnika, który na ogół jest mocno wyeksploatowany – często „zmęczyła” go współpraca z instalacją gazową. Jednak dobra dostępność części (dużo tanich zamienników) daje szansę na utrzymanie auta w dobrej kondycji.
Przy kontroli układu napędowego trzeba zwrócić uwagę na luzy i głośną pracę (tzw. wycie), które informują o znacznym zużyciu mechanizmów różnicowych. Jeśli wszystko działa prawidłowo, auto z Torsenem dostarcza naprawdę dużo przyjemności z jazdy, m.in. dzięki temu, że precyzyjnie utrzymuje obrany tor, zachowuje się stabilnie na zakrętach (może pokonywać je z większą prędkością) i odznacza się dobrą trakcją na śliskich nawierzchniach. Rozwiązanie z Torsenem znalazło się również w nowszych modelach Audi (A4, A6, A8), niektórych Volkswagenach (jeśli silnik ustawiony jest wzdłużnie), a także w kilku autach innych firm. Torsen nie zawsze spełnia rolę centralnego mechanizmu różnicowego, czasami stosowany jest po prostu jako osiowy mechanizm różnicowy z ograniczonym poślizgiem.
Drugą dość rozsądną propozycją w przedziale do 10 tys. zł jest Subaru Legacy. Trzeba jednak mieć na uwadze, że zaniedbany egzemplarz będzie dużo kosztowniejszy w utrzymaniu niż Audi 80.
W przypadku „japończyka” moment napędowy między osiami przekazywany jest w stosunku 50:50. W układach z Torsenem jest on zmienny i waha się w stosunku od 35:65 do 65:35 (przód:tył). Subaru do blokowania centralnego mechanizmu różnicowego stosuje sprzęgło wiskotyczne, ale w zależności od modelu „szpery” spotkać można również w osiowych mechanizmach różnicowych. Taka budowa układu napędowego pozwala skutecznie przełożyć dużą moc silnika na doskonałe osiągi.
Jeśli dysponujemy kwotą większą niż 10 tys. zł, zwieksza się nie tylko wybór aut, które można kupić, ale również liczba sposobów na przekazanie napędu. Osoby przekonane o wyższości stałego napędu wszystkich osi mogą skorzystać z oferty Mercedesa, kupując np. model W210 4Matic, w którym zastosowano otwarty centralny mechanizm różnicowy przekazujący 35 proc. mocy na przednią oś i 65 proc. na tylną oś, a funkcję blokad przejął sterowany elektronicznie układ hamulcowy.
Rozwiązanie to bardzo dobrze sprawdza się w trudnych warunkach, m.in. jest jednym z najskuteczniejszych podczas jazdy po kopnym śniegu. Za W210 4x4 trzeba zapłacić przynajmniej 20 tys. zł. W tej cenie znajdziemy też ciekawe propozycje aut sportowych z napędem 4x4, np. Mitsubishi Lancera EVO VII lub Subaru Imprezę WRX, które mogą pochwalić się doskonałym prowadzeniem nie tylko na śliskich nawierzchniach.
Niestety, stały napęd to dość kosztowna konstrukcja, a poza tym podnosi zużycie paliwa (przeciętnie od 0,5 do 1 l/100 km). Dlatego dla aut tańszych wymyślono rozwiązania, które pozwalają przekazać napęd na drugą oś tylko w chwili, gdy jest to wskazane. Realizuje się to przez różnego rodzaju sprzęgła wielopłytkowe uruchamiane samoczynnie (wiskoza, Haldex I generacji) lub kontrolowane przez elektronikę (Haldex II, III i IV, sprzęgła elektromagnetyczne). Atutem większości z nich jest prostota i niski koszt wytworzenia – pozwalają oszczędzać paliwo i nie komplikują budowy samochodu.
Niestety, ich wpływ na poprawę bezpieczeństwa jazdy nie zawsze jest tak duży jak w przypadku stałego napędu. Dołączane systemy starszych generacji po prostu dość wolno reagują – przekazanie napędu na drugą oś (dołączaną) następuje dopiero po utracie przyczepności osi stale napędzanej. Sprzęgła dobrze sprawdzają się jako doraźny sposób na poprawienie trakcji podczas jazdy na śliskich nawierzchniach, np. po śniegu, szutrze bądź żwirze. Jeśli jednak np. sprzęgło wiskotyczne zmusimy do ciągłej pracy, może dojść do jego uszkodzenia. Zdecydowanie trwalsze i zdolne do przenoszenia dużo większych obciążeń są sprzęgła cierne załączane elektromagnetycznie. Poprawność działania rozwiązań tego typu można sprawdzić w dość prosty sposób – należy obserwować zachowanie osi dołączanej np. podczas dynamicznego przyspieszania na nawierzchni o ograniczonej przyczepności. Koszt wymiany sprzęgła wiskotycznego np. w Fiacie Panda wynosi około 2000 zł. Cena sprzęgieł elektromagnetycznych, np. typu Haldex, będzie, niestety, znacznie wyższa. W eksploatacji aut 4x4 bardzo ważne jest to, aby opony miały ten sam rozmiar i stopień zużycia.
Układ napędowy z centralnym mechanizmem różnicowym - Do niedawna układ napędowy 4x4 z międzyosiowym mechanizmem różnicowym był uważany za najbardziej skuteczny. Jednak m.in. ze względu na wysoką cenę i dużą masę rozwiązanie to znajduje zastosowanie tylko w wybranych konstrukcjach – głównie w autach terenowych i osobowych klasy premium. Układy z centralnym mechanizmem różnicowym zapewniają stały napęd wszystkich kół, co bardzo dobrze wpływa na poprawę bezpieczeństwa (mniejsze ryzyko wpadnięcia w poślizg), lepsze prowadzenie (brak nad- i podsterowności), a także świetną trakcję.
Niestety, nie byłoby to możliwe do osiągnięcia w przypadku klasycznego mechanizmu różnicowego, który przekazuje moment napędowy na oś o mniejszym obciążeniu. Powstaje wtedy tzw. układ otwarty i wystarczy, że jedno z kół straci przyczepność, by pozostałe stanęły w miejscu. Aby uniknąć takiej sytuacji (możliwej do zaistnienia na śliskiej nawierzchni), trzeba blokować przynajmniej jeden z mechanizmów różnicowych lub przyhamować odpowiednie koła. Problem ten producenci aut rozwiązali na kilka sposobów.
W samochodach Audi z napędem quattro, a także w Volkswagenie Passacie 4Motion zastosowano np. centralny mechanizm różnicowy Torsen o ograniczonym poślizgu, który większy moment przekazuje na oś o lepszej przyczepności. W podobny sposób funkcjonuje napęd w autach Subaru (z wyłączeniem np. modelu Justy), tyle że w tym przypadku do blokowania centralnego mechanizmu różnicowego wykorzystuje się sprzęgło wielopłytkowe cierne (o regulowanej sile docisku) lub wiskotyczne.
Z kolei w niektórych autach Mercedesa (4Matic) blokady mechanizmów różnicowych zastąpiła elektroniczna kontrola układu hamulcowego – hamowane są ślizgające się koła. Powyżej opisane systemy działają automatycznie, ale w autach typowo terenowych stosuje się również ręcznie załączane blokady mechanizmów różnicowych.
Sprzęgła wiskotyczne lub elektromagnetyczne - Jednym z najtańszych i najprostszych systemów dołączających drugą oś w układach 4x4 jest wielopłytkowe sprzęgło wiskotyczne. Nie wymaga ono zewnętrznego sterowania, ale niestety, ma dość długi czas reakcji, poza tym nie może przenosić dużych momentów i pracować przez dłuższy okres czasu. Niemniej w tańszych samochodach jego zastosowanie jest bardzo racjonalne. Sprzęgło wiskotyczne jest elementem łączącym wał napędowy z mechanizmem różnicowym osi okresowo dołączanej.
Stanowi ono zestaw płytek, z których jedne połączone są z wałem napędzającym, a drugie z wałkiem odbierającym napęd. Przestrzeń między płytkami wypełniona jest płynem o specjalnych właściwościach. Jeśli powstaje różnica prędkości obrotowych między osiami, płytki zaczynają poruszać się względem siebie, a płyn między nimi zmienia swe właściwości, zwiększając siłę tarcia między płytkami, w ten sposób następuje sprzęgnięcie sprzęgła i przekazanie napędu.
Coraz popularniejsze są też mokre sprzęgła cierne, ale uruchamiane elektromagnetycznie. Mogą one przenosić dość duże siły, a także odznaczają się krótkim czasem reakcji. Są to cechy pożądane w układach 4x4, więc rozwiązanie takie możemy spotkać np. w tak prestiżowych autach jak BMW ( system xDrive), ale teżw Fiacie Sedici 4x4.
Podsumowanie-Eksploatacja auta z napędem 4x4 nie jest dużo droższa od aut z napędem na jedną oś, zwłaszcza jeśli zastosowano system dołączany, np. ze sprzęgłem wiskotycznym. Natomiast korzyści są bardzo wyraźne. Przede wszystkim poprawiają się własności trakcyjne, ale ważniejsze chyba jest to, że zwiększa się poziom bezpieczeństwa. Dotyczy to szczególnie samochodów ze stałym napędem wszystkich kół, które nie mają skłonności do pod- i nadsterowności, nie wpadają w poślizg z błahego powodu i ogólnie lepiej zachowują się podczas dynamicznej jazdy. Niestety, w przypadku młodszych pojazdów problemem jest dość wysoka cena, z kolei starsze auta przeważnie odstraszają kiepskim stanem technicznym. Zachęcam jednak do poszukiwań – cierpliwi na pewno w każdym przedziale cenowym znajdą egzemplarze warte uwagi.