Moda na crossovery. Moda na pseudoterenówki, zwane SUV-ami. Moda na ciemne kolory, a ostatnio znowu na biel. Moda na ekologię. Motoryzacyjne mody nadchodzą i przemijają, żeby po kilku latach znowu powrócić. Nie przemija tylko jedna, o której producenci nie chcą głośno mówić, czyli moda na oszczędzanie. Właściwie cały rozwój motoryzacji jest podporządkowany ograniczaniu kosztów. Często jest tak, że coś, co z perspektywy indywidualnego użytkownika może wydawać się nic nieznaczącą oszczędnością, przy pomnożeniu przez kilkaset tysięcy produkcyjnych egzemplarzy przynosi producentom pieniądze. Duże pieniądze.

Głównie takie względy przesądziły o tym, że masowo stosuje się w dzisiejszych samochodach przeniesienie napędu na koła przednie. Inny powód to ogromny postęp konstrukcji zawieszeń i produkcji ogumienia, który sprawia, że faktycznie samochody przednionapędowe prowadzi się niewiele gorzej niż wyposażone w klasyczny układ napędowy.

Trochę techniki

Na początek warto uściślić, co to właściwie jest układ napędowy. Najkrócej mówiąc, są to mechanizmy i elementy, pozwalające na przeniesienie mocy i momentu obrotowego silnika na koła pojazdu. Upraszczając, można więc powiedzieć, że w skład typowego układu przeniesienia napędu wchodzą: sprzęgło główne, skrzynia biegów, przekładnia główna, mechanizm różnicowy, półosie napędowe i koła.

W obecnie dostępnych na rynku samochodach, mamy do czynienia z czterema rodzajami układów napędowych, które rozróżniamy zależnie od usytuowania silnika i pozostałych elementów. Są to: tylny układ zespolony, układ klasyczny, przedni zespolony oraz 4x4.

O tylnym układzie zespolonym mówimy, kiedy silnik, sprzęgło i skrzynia biegów są ulokowane w tylnej części samochodu, a moc jest przenoszona na tylną oś. Najważniejszą wadą takiego rozwiązania jest duży koszt produkcji i przyspieszone zużycie tylnych opon. Zalety są jednak poważniejsze i można do nich zaliczyć: dobre dociążenie kół napędzanych (co tłumaczy, czemu z tego rozwiązania korzystają producenci samochodów sportowych) i małe straty momentu napędowego.

Układ klasyczny to rozwiązanie wykorzystujące wał napędowy do przeniesienia momentu napędowego na tylne koła. Silnik, sprzęgło i skrzynia biegów znajdują się w tym przypadku z przodu, obok silnika. Wadą są problemy ze statecznością w jeździe na wprost, zwykle duży i ograniczający ilość miejsca w kabinie tunel, pod którym biegnie wał napędowy. Zalety to dużo mniejsze obciążenie kół przednich (rozdzielenie funkcji napędzania i kierowania) oraz możliwość zabudowania większych jednostek napędowych, np. V8. To ostatnie tłumaczy, dlaczego producenci, tacy jak Mercedes czy BMW, pozostali wierni temu rozwiązaniu.

Przedni układ zespolony jest obecnie najbardziej rozpowszechnionym systemem przeniesienia napędu. Jego niepodważalną zaletą są ograniczone nakłady finansowe, które producent ponosi na etapie projektowania i w procesie produkcji. Ponadto, typowa dla tego rozwiązania, lekko podsterowna charakterystyka prowadzenia odpowiada - szczególnie na nawierzchniach o ograniczonej przyczepności - największej liczbie kierowców. Na tym jednak koniec zalet: duża masa, zawieszona nad przednią osią, zwiększa naturalną skłonność do wyjeżdżania przodem z ciasnych zakrętów, dużo szybciej zużywa się przednie zawieszenie: koła nie tylko skręcają, ale i przenoszą - czasem bardzo duże - momenty skręcające. Wreszcie, długość silnika jest w wypadku tego rozwiązania bardzo ograniczona, co sprawia, że jest ono używane jedynie w raczej słabszych autach.

Napęd 4x4 jest przez wiele osób uważany za panaceum na bolączki przednio- i tylnonapędówek. W dużym stopniu słusznie, bo faktycznie gwarantuje najlepszą możliwą trakcję, niezależnie od nawierzchni i najbardziej neutralną charakterystykę prowadzenia. Nie ma jednak nic za darmo: jest droższy w produkcji, podnosi masę pojazdu i zwiększa zużycie paliwa.

Trochę fizyki

Mało doświadczonemu kierowcy, szczególnie, gdy porusza się z niskimi lub średnimi prędkościami, może się wydawać, że auta z przednim napędem prowadzi się podobnie do tych z tylnym lub czteronapędówek. Wrażenie to pryska jednak w warunkach zimowych lub na gorszych nawierzchniach. Dlaczego tak się dzieje?

Podczas ruszania z miejsca i przyspieszania następuje wyraźne odciążenie przedniej osi pojazdu, dociążone zostają za to tylne koła. Mają więc one w tym momencie dużo większą przyczepność niż przednie. Właśnie dlatego samochody z napędem przednim - pomijamy tu takie wynalazki jak system kontroli trakcji - kręcą kołami w miejscu, nie ruszając z niego. Z kolei samochody tylnonapędowe są tu górą, bo dodatkowe obciążenie osi tylnej tylko zwiększa jej przyczepność do drogi, a w efekcie ułatwia i przyśpiesza rozpędzanie. Właśnie dlatego większość samochodów sportowych (Porsche, Ferrari) poruszających się zazwyczaj po dobrej jakości nawierzchniach, wykorzystuje ten rodzaj przeniesienia napędu. Różnica jest jeszcze bardziej odczuwalna przy mocnym dodawaniu gazu ze skręconymi kołami: w przednionapędówkach prowadzi to do utraty przyczepności kół napędzanych i wystąpienia efektu wyrywania kierownicy z rąk.

Przy hamowaniu mamy do czynienia z odwrotnością tej sytuacji: obciążone są głównie koła przednie, a nadwozie ma tendencje do nurkowania. Dlatego w większości aut, które mają hamulce tarczowe i bębnowe, te ostatnie montuje się na tylnych kołach, a korektor hamowania kieruje nawet 70% siły do hamulców przy przednich kołach.

Jeszcze inaczej dzieje się w samochodach z napędem na wszystkie koła. Układy 4x4 występują w wersjach ze sztywnym rozdziałem momentu 50%:50% między przednią a tylną oś, z mechanizmem różnicowym o nierównym rozdziale momentu między osie i ze sprzęgłem wiskotycznym, pozwalającym na skierowanie mocy na oś tylną, kiedy przednia traci przyczepność. Kiedy pojazd ma bardzo mocny silnik lub nawierzchnia jest uszkodzona czy śliska, tylko auto 4x4 bez trudności wystrzeliwuje do przodu, właściwie eliminując jakikolwiek poślizg.

Trochę praktyki

Jeszcze inaczej niż przy jeździe na wprost wygląda zmiana rozkładu masy auta w zakręcie. W czasie pokonywania ciasnego łuku drogi dużo bardziej obciążone są koła zewnętrzne (przednie i tylne). W aucie z przednim napędem (FWD), kiedy przyczepność skręconego koła jest dużo mniejsza niż w jeździe na wprost, rezerwy przyczepności drastycznie spadają. W ekstremalnym przypadku, jeśli kierowca dodaje w zakręcie gazu, samochód, zamiast skręcać, pojedzie do przodu. Dlatego jedyną możliwością jest tutaj ujęcie gazu i poruszanie się optymalnym torem.

Nadsterowność, czyli uślizg tylnej osi napędzanej, to naturalna charakterystyka układu jezdnego samochodów tylnonapędowych (RWD). Takie auta mają tendencję do zacieśniania zakrętu, a rozdzielenie funkcji napędowej (koła tylne) i kierującej (koła przednie) zwiększa ich zapas przyczepności. Jednak szybkie prowadzenie takich samochodów wymaga sporej wprawy, bo często przy ujęciu gazu w zakręcie, mają tendencję do gwałtownego obracania się wokół własnej osi.

Z racji podziału momentu obrotowego między koła przednie i tylne, samochody 4x4 (AWD) prowadzą się dużo bardziej neutralnie niż RWD i FWD. Upraszczając, można powiedzieć, że samochód AWD, prowadzony przez gorszego kierowcę, jest w stanie przejechać zakręt tak samo szybko jak auto RWD, prowadzone przez dobrego. Warto jednak wspomnieć, że w zakresie granicznym podsterowność może szybko przechodzić w nadsterowność, co wymaga ogromnej wprawy w szybkiej jeździe. Dodatkowo, nie można zapominać, że wozy z napędem na wszystkie koła, bardzo sprawnie i szybko przyspieszające niezależnie od nawierzchni, wywołują wrażenie, że równie dobrze zahamują. Niestety, to tylko wrażenie, bo hamują tak samo jak FWD i RWD, a niekiedy nawet gorzej z racji większej masy. Nie wolno o tym zapominać.