Bilo kuda, 4x4 svuda

Više od 90 posto novih automobila na europskom tržištu opremljeno je prednjim pogonom jer on osigurava najbolje iskorištenje prostora, niske troškove, povoljnu potrošnju i dobra vozna svojstva. Međutim, kod lakših automobila, s više od 200 KS na prednjim kotačima, teško je ukloniti negativan utjecaj pogonskog momenta na upravljivost. Zbog toga su velike limuzine, osim Audija i Volva, opremljene stražnjim pogonom.



Problemi počinju na skliskoj podlozi i najbolje rješenje nudi integralni pogon koji se označava 4 x 4, 4WD (4 Wheel Drive) i AWD (All Wheel Drive), a u tržišnoj nomenklaturi Quattro, Haldex, 4MATIC, 4, Syncro, Visco, xDrive... Raspodjelom momenta i snage na sve kotače olakšava se upravljanje i smanjuje proklizavanje. Automobil s integralnim pogonom je stabilniji od klasičnog, a vrline po kazuje u zimskim uvjetima, i bez zimskih guma.



Mehanizam prijenosa snage integralnog pogona znatno je kompliciraniji od klasičnoga jer su umjesto jednog diferencijala potrebna tri: pokraj prednjeg i stražnjeg, potreban je i središnji koji usklađuje brzine vrtnje i razdjeljuje snagu između prednjih i stražnjih kotača. Klasični se terenci često izvode bez središnjeg diferencijala. U normalnoj vožnji koriste stražnji pogon, a prednji se priključuje na terenu gdje je usklađivanje brzina vrtnje nepotrebno (zbog stalnog proklizavanja kotača).



Automobili s integralnim pogonom, u usporedbi s terencima, ne trebaju svladavati velike uspone i prepreke, a predviđeni su i za znatno veće brzine. Zbog toga imaju precizniju i nježniju izvedbu pogona 4 x 4. Zahtjevi na integralni pogon su specifični, ovisno o vrsti, klasi i ciljanim voznim svojstvima pojedinog vozila. Na tržištu je pet različitih koncepcija integralnog pogona:

- Quattro pogon koristi Audi: uzdužno postavljen motor, preko središnjeg diferencijala Torsen, prenosi snagu na prednji, odnosno stražnji diferencijal. Srce cijelog uređaja je sklop pužnih i vijčanih zupčanika, koji ciljanom samokočnošću usmjeravaju moment prema paru kotača koji ima bolje prianjanje.

Pravi terenci imaju čeličnu šasiju koja im osigurava čvrstoću

- 4MATIC Mercedesova je verzija integralnog pogona, napravljena prema klasičnoj koncepciji 4 x 4, koja se temelji na stražnjem pogonu. Pogon za prednje kotače ostvaruje se kardanskim vratilom, koje pokreću zupčanici i razvodni mjenjač, koji moment i snagu razdjeljuje na prednji i stražnji diferencijal. Prednji je diferencijal uz karter, kroz koji prolazi pogonsko vratilo lijevog kotača

-  xDrive je BMW-ova verzija integralnog pogona, razvijena za model X5 te dorađena za X3 i limuzine serije 3 i 5. Središnji se diferencijal sastoji od višelamelne spojke koja, ovisno o opterećenju kotača, snagu usmjerava dvama kardanskim vratilima na stražnji diferencijal ili lancem i kardanskim vratilom na prednje kotače. U ekstremnim uvjetima uspostavlja se kruta mehanička veza stražnjeg i prednjeg pogona.

- Visco-spojka specijalitet je Subarua, najstarijeg i (uz Steyr-Puch) najpoznatijeg proizvođača pogona 4 x 4. Idealna je za automobile s prednjim pogonom i uzdužno postavljenim motorom. Ulogu središnjeg diferencijala preuzima viskozna spojka. Lamele su naizmjenice učvršćene za središnje vratilo i ozubljeni tuljak. Mijenjanjem njihova razmaka omogućava se prijenos većeg ili manjeg momenta (sprijeda, odnosno straga). Snaga se prenosi hidrodinamičkim, odnosno viskoznim efektom. Omogućava raspodjelu snage od 100:0 do 0:100.

Razlika između terenca i SUV-a

Klasični terenci imaju uzdužno postavljen motor i stalan stražnji pogon, dok se prednji (dakle 4x4) priključuje prema potrebi, preko središnjeg razvodnika snage. Svi odreda imaju dodatan reduktor, masivnu noseću šasiju i stražnji prijenos preko krutog stražnjeg mosta. Zbog toga su prilagođeni velikim opterećenjima (mogu svladavati uspone od 80 posto (i više), ali nisu za velike brzine, zbog visokog težišta i velikih otpora. SUV (Sport Utility Vehicle) označava višenamjenska vozila, odnosno polu-terence, koji se dobro snalaze na autoputu i na terenu. Imaju samonoseću karoseriju, poprijeko postavljen motor, stalan integralni pogon, središnju viskoznu spojku i nemaju reduktora. Zbog toga nisu prilagođeni usponima većim od 50 posto. Kia Sorento, izgleda kao SUV, a klasičan je terenac. Nissan Pathfinder ima većinu značajki klasičnog terenca, ali umjesto noseće šasije i nadgradnje ima samonoseću karoseriju s nosećim okvirima. Mercedes ML ima neovisan ovjes i stalan pogon 4x4, poput SUV-a. No, sve bitno, uključujući noseću šasiju i prijenos snage preko reduktora s dva stupnja, je kao u klasičnom terencu.

DOBRO JE ZNATI

Stalno prednji, po potrebi i stražnji

Nissan je 2001. u X-Trailu uveo 'pametan' 4x4 s viskoznom spojkom, koji vozaču omogućava izbor pogonske koncepcije, preko tipkala na središnjoj konzoli. U prvom je slučaju (2WD) uključen samo prednji pogon, što se postiže prekidanjem pogonske veze između kardanskog vratila i stražnjeg diferencijala, preko elektromagnetskog sklopa u viskoznoj spojci.



Pritiskom na tipku AUTO stalno se uključuje prednji pogon, a straga se, ovisno o prianjanju i proklizavanju prebacuje do 43 posto snage. Prednji kotači dakle raspolažu sa 57 do 100 posto snage. Snaga se razdjeljuje viskoznom spojkom s elektromagnetskim aktiviranjem, koja na temelju razlike brzina vrtnje prednjih i stražnjih kotača straga prebacuje manje ili više snage. Stalan pogon 4x4, s raspodjelom snage 57:43 posto, uključuje se tipkom LOCK.





Sustavom upravlja pametna elektronika, na temelju senzorskih informacija o pritisku papučice gasa, opterećenju motora, brzini vožnje i proklizavanju kotača. Voznim svojstvima pomažu uređaji za sprječavanje proklizavanja i automatsku blokadu diferencijala ASR i ABD.

PAMETAN POGON

Nezaustavljiv, težak i rastrošan

Glavna vrlina svih koncepcija integralnog pogona je u raspodjeli snage na sve kotače. Time se bolje koristi raspoloživa sila trenja na svim kotačima. Kod vozila s pogonom preko dva kotača vučna sila je veća, pa ostaje manja rezerva za bočno vođenje i upravljanje. Kad pojedini kotač iskoristi cjelokupnu silu trenje u uzdužnom smjeru, kod pogonskog proklizavanja ili blokiranja kotača, potpuno gubi mogućnost preuzimanja bočne sile. Automobil prestaje reagirati na zakretanje upravljača i nekontrolirano se zanosi. U tome 4x4 donosi velika poboljšanja, posebice na skliskoj podlozi. Tada se bitno poboljšava prohodnost.



Kad bi integralni pogon imao samo vrline, ugrađivao bi se i u Formulu 1. Kompliciran je i masivan (dodatna kardanska vratila, diferencijali, poluvratila, homokinetički zglobovi, razdjelni mjenjač) te se masa povećava za 80 do 130 kg i rastu mehanički otpori. Potrošnja goriva raste za 8 do 12 posto i pogoršavaju se performanse. Robustan prijenosni mehanizam smanjuje obujam prtljažnika, a raste i cijena, za nekoliko tisuća eura.

VRLINE I MANE

Prvi 4x4 bio je na struju

Prvi auto s integralnim pogonom, Lohner Porsche iz 1900., bio je elektromobil s elektromotorom u svakom kotaču. Prvi klasični automobil s integralnim pogonom bio je nizozemski Spyker iz 1903., kojeg je konstruirao belgijski inženjer Joseph Valentin Laviolette. Spyker je upisan u povijesti i po prvom rednom 6-cilindarskom motoru (8686 ccm/50 KS), a imao je kočnice na prednjem i stražnjem diferencijalu. Globalni uspjeh pogona 4x4 počinje 1940., kad su tvrtke American Bantam Co. i Willys Overland Inc. predstavile ratnog terenca Jeep Willys. Taj jednostavni, nezaustavljivi i neuništivi off road u ratu je stekao neprolaznu slavu, aktivno sudjelujući na najtežim bojištima. Civilna je verzija stigla 1947., a ubrzo i njegov glavni konkurent Land Rover. Prvi integralni automobil koji je postigao ozbiljniji tržišni uspjeh bio je engleski Jansen FF iz 1966., a 1972. Subaru predstavlja Leone 4WD, prvi visokoserijski auto s pogonom 4x4. No, najezda takvih auta počinje 1980. prvim Audi Quattro.

POVIJEST

xDrive se ugrađuje u modele BMW X3 i X5, a odlikuje se dobrim skladom voznih svojstava za terenske i cestovne uvjete. Omogućuje raspodjelu snage u omjeru od 50:50 do 0:100. Povećava masu za oko 80 kg, potrošnju za 11 posto i cijenu za 3500 eura.

4MATIC je Mercedesova izvedba integralnog pogona, koji se ugrađuje u E-klasu. Prilagođen je za vožnju po skliskome, pa ovisno o opterećenju, na prednje kotače prebacuje 0 do 40 posto snage. Masu povećava od 80 do 120 kg, a potrošnju za 12 posto. Uvjerljivo je najskuplji - 4700 eura

Dr. Željko Marušić