Jakie są rodzaje napędów 4x4?

Napędy na cztery koła nazywane są różnie przez różnych producentów. Bardzo często zdarza się, że symbole 4x4, AWD czy 4WD uważane są za oznaczenia rodzajów napędów, co nie jest do końca prawdą. Są to jedynie marketingowe nazwy i wszystkie są zamiennie stosowane w zależności od producenta pojazdu. Poszczególne rodzaje napędów 4x4 oferowane są w zależności od typu pojazdu i jego przeznaczenia. Jakie są rodzaje napędów na cztery koła, czym się charakteryzują i różnią od siebie? O czym należy pamiętać podczas użytkowania samochodu z takim napędem oraz jaki rodzaj 4x4 wybrać dla siebie? Na te pytania postaramy się odpowiedzieć w tym wpisie.

Zacznijmy od podstaw

Aby móc podzielić napędy 4x4 na typy, musimy wcześniej wiedzieć dokładnie czym jest i jak działa mechanizm różnicowy. To właśnie ilość i rodzaj zastosowanych mechanizmów są ważnymi elementami odróżniającymi od siebie poszczególne typy napędów.

Mechanizm różnicowy, zwany także dyferencjałem to przekładnia zębata, która ma za zadanie sprawić, aby koła samochodu obracały się z różną prędkością. Inaczej mówiąc, pozwala ona na rozprowadzenie ruchu obrotowego i momentu obrotowego silnika pomiędzy dwoma półosiami lub wałami napędowymi - na przykład podczas pokonywania zakrętów, kiedy koła po zewnętrznej stronie łuku pokonują dłuższą drogę i muszą poruszać się szybciej, bez przerywania ciągłości napędu.

W sytuacji, kiedy napęd przekazywany jest na jedną oś, wystarczy zastosować jeden dyferencjał. W przypadku, gdy napęd przekazywany jest na cztery koła, stosuje się większą ilość mechanizmów. Takie rozwiązanie pozwala na napędzanie wszystkich kół jednocześnie z różną prędkością.

Napęd stały, dołączany i automatyczny

Napędy AWD podzielić możemy na trzy główne rodzaje: stały z centralnym mechanizmem różnicowym, dołączanym ręcznie lub automatycznie.

Napęd stały

Klasyczny, stały napęd na 4 koła zazwyczaj działa w oparciu o zastosowanie trzech mechanizmów różnicowych: centralnego, przedniej oraz tylnej osi. Napęd może być realizowany jedynie w stałym rozdziale proporcji momentu obrotowego między oś przednią i tylną. Proporcja nie musi wynosić jednak zawsze 50:50 - dzięki zastosowaniu np. mechanizmu planetarnego lub TorSen jako centralnego, wartość ta może być zmienna i np. większa moc będzie trafiać na tylną oś.

Charakterystyka budowy tego typu napędu sprawia, że przeniesiona może być tylko taka siła napędowa, na jaką pozwala w danym momencie koło o mniejszej przyczepności. Inaczej mówiąc, w sytuacji, w której jedno z kół w pojeździe jest pozbawione przyczepności, samochód nie będzie w stanie poruszyć się z miejsca. Po to właśnie stosuje się blokadę centralnego mechanizmu różnicowego, by w takich sytuacjach móc rozdzielać siłę napędową na oś mogącą sprawniej przekazać napęd.

W pojeździe ze stałym napędem AWD mamy możliwość jednoczesnego napędzania wszystkich kół. Jego zaletą jest płynne działanie oraz przewidywalne zachowanie pojazdu, nawet w momencie nagłej zmiany rodzaju nawierzchni. Taki napęd 4x4 cechuje się jednak skomplikowaną budową oraz większym spalaniem.

Ponad 40 lat temu, rozwiązanie to do samochodu drogowego wprowadziło Audi, którego quattro szybko stało się legendą w świecie motoryzacji. Napęd tego typu znaleźć możemy także w samochodach Subaru Impreza czy w Mitsubishi Evolution. W pojazdach terenowych znaleźć go można np. w Toyocie Land Crusier czy większości Land Roverów, np. w modelu Discovery.

Napęd dołączany ręcznie

Kolejnym rodzajem napędu 4x4 jest taki, który można aktywować ręcznie przy pomocy przycisku lub dźwigni. W tym przypadku centralny mechanizm różnicowy nie występuje - występują tylko mechanizmy na przedniej i tylnej osi. Standardowo napędzana jest tylko tylna, a kierowca może dołączyć napęd przedniej osi w dowolnym momencie. Rozwiązanie to stosowane jest najczęściej w samochodach terenowych, ze względu na swoją prostotę i wytrzymałość. Dzięki temu idealnie sprawdza się w trudnych warunkach.

Jeśli dany model samochodu jest wyposażony w przedni dyferencjał, to możliwa jest jazda po szosie z aktywowanym napędem na obie osie. W przeciwnym wypadku, poruszanie się po utwardzonej drodze jest praktycznie niemożliwe ze względu na fakt, że w zakrętach wszystkie koła będą kręciły się z taką samą prędkością i występowały duże naprężenia.

W większości samochodów terenowych znajdziemy także reduktor, czyli dodatkową przekładnię, której jedno z przełożeń przystosowane jest do jazdy szosowej, a drugie do terenowej. Terenowe przełożenie zwiększa moment obrotowy przekazywany na koła, przez co pojazd jedzie wolniej, lecz lepiej radzi sobie w trudniejszych warunkach.

Napęd dołączany spotykamy w samochodach terenowych, takich jak np. Nissan Navara, Toyota Hilux, Opel Frontera czy Ford Ranger.

Napęd automatyczny

Obecnie najczęściej stosowanym w samochodach typu SUV oraz osobowych jest automatycznie dołączany napęd. W przypadku takiego napędu, moment obrotowy w normalnych warunkach przekazywany jest tylko do przedniej osi. Dopiero w sytuacji, gdy wykryta zostanie różnica prędkości poszczególnych kół, zostaje on przekazany także na tylną oś. Pomiędzy osiami znajduje się mechanizm różnicujący, którym jest zazwyczaj wielopłytkowe sprzęgło wiskotyczne, elektromagnetyczne lub elektromechaniczne.

Użycie wiskotycznego sprzęgła międzyosiowego nie wymaga użycia elektroniki - w momencie, gdy prędkość kół zaczyna się różnić, olej wewnątrz obudowy zwiększa swoją lepkość. Przyczyną takiej reakcji jest zwiększająca się temperatura, a zwiększona lepkość cieczy sprawia, że z pewnym opóźnieniem moment obrotowy przekazywany jest na drugą oś. Zaletami takiego rozwiązania są niskie koszty produkcji i bardzo prosta budowa. Niestety, w niektórych przypadkach może dojść do przegrzania mechanizmu.

Sprzęgła elektromagnetyczne czy elektromechaniczne działają na podstawie wskazań czujników prędkości poszczególnych kół, które w odpowiedni sposób sterują sprzęgłem. Rozwiązania takie są dość trwałe, lecz cechują się skomplikowaną budową, co ma wpływ na ich cenę oraz koszty ewentualnej naprawy. Grupa Volkswagen oraz Volvo wykorzystuje sprzęgła typu Haldex, gdzie stosuje się układ hydrauliczny do przekazywania napędu pomiędzy osiami.

Automatycznie dołączany napęd AWD oprócz w samochodach grupy VW oraz Volvo, stosowany jest również m. in. w nowszych samochodach marki BMW, gdzie przyjął nazwę xDrive, a w Mercedesie nazwano go 4Matic. Napęd automatyczny zastosowany został także np. w modelu Range Rover Evoque oraz Freelander, Ford Fusion, Jaguarze XF i XJ, Hondzie CR-V czy Toyocie RAV4.

Taki napęd 4x4 ma stosunkowo niewielki wpływ na spalanie auta. Przekazanie napędu na tylną oś odbywa się bardzo płynnie i jest praktycznie nieodczuwalne.

Koszty eksploatacji napędu na 4 koła

Odpowiednio użytkowany układ, wymaga od nas zazwyczaj jedynie regularnej wymiany oleju. Musimy zwracać uwagę na ewentualne uszkodzenia, które mogą powstać podczas jazdy samochodem w trudnym terenie bądź zainwestować w montaż dodatkowej osłony.

Skomplikowana budowa automatycznych układów wiąże się z większymi kosztami ewentualnej naprawy, dlatego istotnym jest, aby dbać o niego i przeprowadzać regularne przeglądy techniczne. Standardowo, musimy pilnować, aby usunięte zostały wszystkie, nawet najmniejsze wycieki oleju.

Zaniedbanie tego tematu może doprowadzić do uszkodzenia np. przekładni kątowej. Koszt nowego reduktora może wynosić nawet kilkanaście tysięcy złotych! Trochę tańszą alternatywą może być regeneracja przekładni, lecz wciąż wiąże się to ze sporym kosztem. W ofercie sklepu British Garage znaleźć możemy reduktory i akcesoria do samochodów marki Land Rover oraz Jaguar.

Pamiętajmy o regularnej wymianie oleju. W zależności od zastosowanego typu układu konieczna może być wymiana go w dyferencjałach, skrzyni rozdzielczej lub sprzęgle. Niektórzy producenci zalecają wymianę oleju już po przejechaniu nawet 20 tyś. kilometrów! Warto postawić na dobrej jakości oleje przekładniowe dostępne w sklepie British Garage. Dzięki produktom najlepszych i sprawdzonych producentów, możemy mieć pewność, że układy będą działały sprawnie i nie zmniejszy się ich żywotność.

Odpowiednie opony są niezwykle istotne

Niezależnie od rodzaju napędu na cztery koła, bardzo ważna jest kwestia ogumienia. Stały napęd w większości przypadków nie znosi zbyt dobrze założenia opon różnego typu i rozmiarów na różne osie. Założenie ogumienia w jednakowym rozmiarze, lecz innych marek może mieć poważne konsekwencje, ponieważ różnią się one zazwyczaj długością obwodu. W rezultacie tego, koła jednej osi będą obracać się szybciej od drugich. Dochodzi wtedy do niszczenia bieżnika opony czy przegrzewania się mechanizmu różnicowego.

Różnica średnic może powodować także problemy w napędach automatycznych (np. używających sprzęgła Haldex) - może to wymuszać częste uruchamianie się napędu 4x4, co negatywnie będzie wpływało na żywotność układu.

Należy pamiętać także o prawidłowym ciśnieniu w oponach obu osi, dzięki czemu zagwarantujemy układowi właściwe warunki pracy.

Jaki rodzaj napędu 4x4 wybrać dla siebie?

Planując zakup samochodu z napędem na cztery koła, musimy przede wszystkim zastanowić się nad tym, w jaki sposób będziemy użytkować swój pojazd. Jeśli jeździmy tylko po asfaltowych drogach, lepszym wyborem będzie automatyczny napęd na obie osie - jego działanie docenimy w okresie zimowym, kiedy zauważalna będzie lepsza przyczepność, łatwiejsze ruszanie i wyjazdy pod górkę. W tym przypadku nawet prosty dołączany napęd na obie osie da nam komfort bezproblemowego dotarcia do celu.

Osoby, które pojazd użytkują w terenach górskich lub leśnych, gdzie występuje konieczność jazdy po śliskiej, błotnistej nawierzchni, powinny postawić na samochód terenowy z napędem stałym lub dołączanym, jak np. Mitsubishi Pajero, Toyota Hilux czy Land Rover Discovery.

Podsumowanie

Rodzaj napędu na wszystkie osie różni się w zależności od jego przeznaczenia. Do niedawna był on zarezerwowany tylko dla samochodów terenowych. Audi, prezentując pierwszy model z napędem quattro dało początek nowej erze, przez co dzisiaj praktycznie każdy producent samochodów ma w swojej ofercie nowoczesne SUVy, auta sportowe czy terenowe z zaawansowanymi układami AWD. Dzięki nim możemy czerpać dużo większą przyjemność z jazdy - czy to w trudnym terenie, czy na autostradzie. Musimy pamiętać, że samochody z napędem na jedną oś są tańsze w zakupie i ewentualnej naprawie od tych 4x4. Pamiętajmy, aby przed zakupem poważnie zastanowić się, czy pojazd z takim układem będzie przez nas odpowiednio wykorzystany.