Często użytkujemy auta z napędem 4×4 nie do końca zdając sobie sprawę z rodzaju zastosowanego rozwiązania napędu. W dzisiejszym artykule postaram się omówić dwa podstawowe układy napędu 4×4.

Napęd 4×4 jest znany od ponad stu lat,kiedy konstruowano pierwsze samochody, utwardzone drogi należały do rzadkospotykanych. Po raz pierwszy mechanizm napędu 4×4 opatentowany został w USA w1898 r. przez Roberta E. Twyforda. Przekazanie napędu na przednią oś odbywałosię poprzez system przekładni zębatych. Napęd 4×4 ze względu na stosunkowowysoki koszt produkcji nie stał się zbyt popularny w poja-zdach cywilnych.Przez pierwsze pół wieku używano go wyłącznie w pojazdach militarnych w celupodniesienia sprawności poruszania się w trudnym terenie. Gwałtowny rozwój aut4x4 zapoczątkował produkowany w USA w czasie II wojny światowej dla potrzebkoalicji sławny Willis oraz jego radziecki „kuzyn” GAZ 67 popularnie zwany„Czapajewem”. W latach powojennych kontynuacja produkcji samochodów terenowychpołączona z wytwarzaniem coraz sprawniejszych modeli sprawiła, że tym typemsamochodów zainteresowała się również ludność cywilna. Zainteresowanie tosprawiło, że samochody terenowe zaczęły nabierać innego charakteru, zmieniałsię kształt i wygląd, bowiem użytkownicy cywilni nie chcieli spartańskowyposażonych samochodów, typowych dla wojska. Pojawiło się zapotrzebowanie naauta 4×4 przestronne, nowocześnie urządzone z tapicerką i pojemnymibagażnikami. Wnętrza samochodów terenowych zaczęły z czasem przypominać te zsamochodów osobowych zapewniając jednocześnie wyższą sprawność terenową.

Układ z ręcznie włączanym napędem przedniejosi – bez międzyosiowego mechanizmu różnicowego

Dołączany napęd 4×4 stosowany byłnajwcześ-niej, wykorzystywany jest do dziś w pojazdach przeznaczonych do jazdyterenowej. Są nimi najczęściej samochody terenowe o prostej konstrukcji oraztzw. pickupy służące do przewozu ładunków. Zaletą takiego rozwiązania jestprostota budowy i co za tym idzie wysoki poziom bezawaryjności. Prostakonstrukcja pozwala również na zastosowanie bardziej wytrzymałych elementówtakich jak koła zębate, łożyska i wielowypusty. Brak występowaniamiędzyosiowego mechanizmu różnicowego w pojeździe używanym do jazdy terenowejmoże być zarówno zaletą jak i wadą. Podczas jazdy z dołączonym przednimnapędem, układ jest zblokowany, więc bez względu na poślizg moment obrotowymiędzy osie zawsze dzielony jest w stosunku 50/50. Taka sytuacja jest pożądanaw jeździe terenowej, ponieważ nie jest wymagana dodatkowa blokada. Taki rodzajnapędu doceniają w szczególności kierowcy często użytkujący swoje pojazdy wtrudnych warunkach terenowych. Ten rodzaj napędu wykorzystywany jest wsamochodach terenowych użytkowanych w większości w warunkach terenowych, którew przeciwień-stwie do pojazdów SUV rzadziej eksploatowane są na drogachasfaltowych. Użytkownicy to służby mundurowe takie jak: wojsko, służby leśne,straż pożarna, straż graniczna, policja, itp. Pojazdy tego typu wykorzystywanesą również przez uczestników rajdów terenowych. Najpopularniejszymi samochodamiwykorzystujący ten prosty układ napędowy są:

• Jeep Willys/CJ/TJ/YJ/Wrangler,

• Uaz/Gaz,

• Opel Frontera/Monterey ,

• Suzuki Samurai/Jimny/Vitara,,

• Nissan Terrano/Pickup/Patrol,

• Toyota Hilux/Land Cruiser(Bj,Lj,Kzj),

• Mecedes/Styer Puch (model 460 I 461),

• Mitsubishi Pajero/L200 (starsze modele bez skrzyni SuperSelect).

Warto zaznaczyć, że większość zwymienionych samochodów jest w ciągłej produkcji, co potwierdza przydatnośćtego typu rozwiązania. Wszystkie te pojazdy charakteryzuje prosta i tańsza wprodukcji budowa układu przeniesienia napędu.
Podstawową wadą tego typu rozwiązania jestbrak możliwości jazdy z włączonym napędem 4×4 po nawierzchni o dobrejprzyczepności. Spowodowane jest to brakiem centralnego mechanizmumiędzyosiowego w układzie napędowym. Brak możliwości różnicowania prędkościobrotowej miedzy osie powoduje, że podczas jazdy po łuku np. po asfalcie,powstają duże naprężenia w układzie przeniesienia napędu, które przyczyniająsię do przyspieszonego niszczenia opon oraz wszystkich elementów układunapędowego. Taka jazda z włączonym napędem 4×4 może doprowadzić nawet douszkodzenia niektórych podzespołów napędowych. Kolejną istotną wadą tego typurozwiązań jest wysoki poziom generowanego hałasu i wibracji. Wynika to zzastosowania masywnych podzespołów w układzie napędowym.
Reasumując: układ napędowy z ręczniewłączanym napędem przedniej osi to rozwiązanie zadające egzamin w trudnymterenie dla użytkowników, których priorytetem jest funkcjonalność pojazdu wtrudnych warunkach terenowych. Dla kierowców, którzy poruszają się głównie podrogach utwardzonych będzie on uciążliwy i mało funkcjonalny. Obserwując autaleśników, można stwierdzić, że jest to najczęściej spotykany rodzaj napędu 4x4w naszych lasach. Wpływ na to ma charakterystyka użytkowania naszych aut orazzazwyczaj ograniczone środki pieniężne przeznaczone na zakup naszej wymarzonejterenówki.

Stały napęd z centralnym mechanizmemróżnicowym

Za stały napęd 4×4, inaczej zwanym permanentnym,uważa się układ napędowy, który dostarcza w sposób ciągły siłę napędową dowszystkich kół pojazdu. Stały napęd wszystkich kół to domena samochodów klasywyższej, sportowych, sportowo-terenowych SUV i zawansowanych techniczniepojazdów terenowych. Jego największą zaletą jest to, że napęd do wszystkich kółprzekazywany jest w sposób ciągły i nie trzeba go włączać i rozłączać. Podczastrudnych warunków atmosferycznych (śnieg, lód, deszcz) zwiększa się w znacznymstopniu poziom bezpieczeństwa czynnego. Samochód znacznie później wpada wpoślizg, a gdy już to nastąpi, łatwiej jest go z niego wyprowadzić. Samochódlepiej zachowuje się w szybko pokonywanych zakrętach. Ruszanie i przyśpieszaniejest płynniejsze niż w pojazdach jednonapędowych. Z tej koncepcji korzystajątacy znani producenci jak Mercedes-Benz, Porsche, Subaru, Mitsubishi(równolegle w niektórych modelach stosowany jest dołączany przedni napęd),Toyota, Land Rover. Z drugiej strony jednym z pierwszych aut produkowanychmasowo wykorzystujących ten sposób przeniesienia napędu byłą Lada Niva.Podstawowym elementem stałego napędu na obie osie jest skrzynia rozdzielcza zcentralnym mechanizmem różnicowym w większości „prawdziwych” terenówekuzupełniona skrzynią redukcyjną. Rozkład napędu na dwie osie realizowany jestprzez przekładnią stożkową, planetarną lub Torsen. W zależności od budowymoment obrotowy może być dzielony między osie w określonym stosunku. Centralnemechanizmy różnicowe stosowane w skrzynkach rozdzielczych są podobne do tychstosowanych w mostach napę-dowych. Ich rola jest podobna z tym, że różnicująsiłę napędową między wały napędowe a nie między półosie napędowe. Stały napędna wszystkie koła nie miałby sensu bez blokady miedzyosiowego mechanizmuróżnicowego. W momencie, gdy któraś z napędzanych osi traci przyczepność izaczyna się szybciej obracać, skrzynia rozdzielcza wysyła do niej większośćmomentu obrotowego. W takiej sytuacji stały napęd staje się bezużyteczny. Abyzapobiec takim sytuacjom stosuje się blokady centralnych mechanizmów osiowych(stuprocentowe lub aktywne). Blokady 100% włączane ręcznie stosowne są w„terenówkach” Kierowca uruchamia dźwignią mechanizm blokujący w postaci tuleiblokującej i otrzymuje sztywny napęd na dwie osie, taki jak w przypadkupojazdów omawianych wcześniej, system tan stosowany jest m.in. w Lada Niva,Mercedes G 463, Toyota. Takie rozwiązanie nie sprawdza się podczas podróżowaniadrogami asfaltowymi. W związku z tym konstruktorzy stosują różnego rodzajublokady o działaniu aktywnym. Często wykorzystywane są sprzęgła wiskotyczne iwielopłytkowe.
Podstawową wadą takiego rozwiązania jestpodwyższone zużycie paliwa. Napęd który jest dołączany ręcznie ma tę zaletę, żew momencie gdy pojazd wjeżdża na asfalt napęd musi być rozłączony i zużyciepaliwa znacznie maleje. W napędzie stałym niestety nie ma takiej możliwości.Kolejną wadą może być także bardziej skomplikowana konstrukcja i co za tymidzie większa liczba podzespołów do serwisowania generująca wyższy kosztprodukcji.

Podsumowanie

Z opisanych powyżej rodzajów napędów wautach używanych w lesie najczęściej spotykamy napęd 4×4 z dołączanym napędemprzednim. Wynika to głównie z racji wieku (kryterium – cena), a co za tymidzie, zastosowanych w tych autach technologii. Należy wspomnieć o ciekawym połączeniuw/w rodzajów napędów stosowanym z powodzeniem w autach np. Mitsubishi. Systemten (Super Select) ma do wyboru ustawienia wybierane za pośrednictwem skrzynirozdzielczej: 2H, 4H, 4HLC, 4LLC. Pierwszy tryb zapewnia przekazywanie napędutylko na oś tylną, po włączeniu ustawienia 4H napęd zaczyna być przekazywany na4 koła w proporcjach od 33:67 nawet do 50:50. 4HLC to ustawienie napędu 4×4 zblokadą międzyosiowego mechanizmu różnicowego – przydatne w warunkachograniczonej przyczepności na grząskim gruncie. Jeśli to ustawienie nie pomożewyjść z opresji, jest jeszcze tryb 4LLC, który załącza reduktor wraz blokadącentralnego mechanizmu różnicowego. Można powiedzieć, że jest to „złoty środek”dla potrzeb leśników używających jednego auta dla potrzeb służbowych iprywatnych.

Pozdrawiam terenowo.

Sebastian Kołacz

Kolejny artykuł nt. napędów 4×4 w numerze9/2012