Spôsobov, ako poháňať dve nápravy je mnoho. Každý sa hodí na niečo iné a kombinácií technológií je veľa. Poďme si to teda vyjasniť.

Pohon všetkých kolies sa používa aj pri potrebe prenosu veľkého výkonu na cestu, kedy už dve kolesá nestačia.

Systémy pohonu všetkých kolies môžu byť určené čisto do terénu alebo na spevnené cesty, prípadne poskytujú kompromis. V závislosti od toho sa môže radikálne líšiť realizácia systému. Napríklad Jeep Wrangler využíva stále tuhé nápravy a pohon všetkých kolies ale Subaru WRX využíva nezávislé zavesenie všetkých kolies v kombinácii s pohonom všetkých kolies. Podobne ako aj sedany a SUV od BMW so systémom xDrive. Terénne či cestné schopnosti sú teda radikálne odlišné v závislosti od auta, použitého systému aj typov náprav.

 
Permanentný pohn všetkých kolies Volkswagenu Golf II Syncro

Typy pohonov všetkých kolies môžeme zjednodušene pre lepšie pochopenie rozdeliť do dvoch základných kategórií v závislosti na ovládaní pohonu štyroch kolies:

4WD (Four Wheel Drive): permanentné s alebo bez možnosti manuálnej voľby náprav (najčastejšie so separátnou rozvodovkou, často s high a low range prevodmi)

AWD (All Wheel Drive): aktivované automaticky pomocou elektroniky a spojky (najčastejšie s integrovanou rozvodovkou)

Niektoré zdroje uvádzajú ako hlavný rozdiel medzi týmito dvoma systémami permanentný pohon všetkých kolies pre AWD verzus voliteľný pre 4WD. To však neplatí, pretože napríklad Jeep Grand Cherokee má permanentný pohon všetkých kolies aj rozvodoku s high aj low prevodmi. Preto sa radí do kategórie 4x4. Dacia Duster s pohonom všetkých kolies zas umožňuje elektronicky vybrať pohon prednej alebo oboch náprav.

Všetky majú istý typ rozvodovky, niektoré integrovanú, niektoré separátnu. Výrobcovia zároveň často zavádzajú označovaním rôznych typov pohonov všetkých kolies tým istým menom. Napr. Quattro od Audi: úplne iný systém pre A3 ako RS5 a 4matic od Mercedesu: úplne iný pre triedu A a ML.

Nie je vždy možné jednoznačne roztriediť všetky systémy do kategórií, pretože existuje veľké množstvo kombinácií technológií. Preto sa pokúsime triedenie čo najviac zjednodušiť. Systémy si preto vysvetlíme na konkrétnych autách. Najprv však vysvetlíme niektoré základné pojmy.

Diferenciál
(differential)

Je zariadenie, ktoré slúži na rozdelenie výkonu motora na jednotlivé kolesá, resp. na rozdelenie vstupnej sily do dvoch výstupných (centrálny diferenciál). Zároveň musí umožniť obom výstupným hriadeľom otáčať sa rôznymi rýchlosťami. Preto musí mať každé auto aspoň jeden diferenciál.

 
Schéma otvoreného diferenciálu

Existujú dva typy diferenciálov: otvorený a samosvorný. Niektoré umožňujú pevné uzamknutie oboch výstupných hriadeľov (tzv. uzávierka / zámok diferenciálu). Väčšina áut s predným náhonom využíva otvorené diferenciály.

 
Schéma samosvorného diferenciálu s trecími spojkami

Otvorený diferenciál umožňuje kolesám otáčať sa voľne. To však znamená, že pri zapadnutí jedného napríklad do blata, sa bude druhé otáčať voľne. Na predídenie tejto situácii sa využívajú tzv. samosvorné diferenciály. Tie využívajú na spomalenie nechcene, voľne sa otáčajúceho kolesa napríklad špeciálne spojky a pribrzďujú voľne sa otáčajúce koleso. Existujú však aj iné samosvorné systémy (napr. torsen dieferenciál). Má ho napr. Toyota GT86 vzadu alebo niektoré vozy VW ako centrálny.

 
Samosvorný torsen (torque-sensing) diferenciál

Niektoré diferenciály limitujú svornosť hydraulicky pomocou vonkajšej hydraulickej pumpy (najznámejší je Haldex systém). Pumpa je riadená počítačom v závislosti na mnohých faktoroch ako rýchlosť kolesa, rýchlosť auta atď. Tento systém by nemal byť aktivovaný dlhodobo, pretože môže dôjsť k jeho poškodeniu.

Najnovšie začali výrobcovia používať otvorené diferenciály v kombinácii s redukovaním svornosti brzdami (tzv. torque vectoring). Efekt je v mnohých prípadoch rovnaký, ako u samosvorného diferenciálu a realizácia je u áut s ABS jednoduchá.

Kardan a polosy
(driveshaft and half axles)

Kardan je tyč s dvoma kĺbmi, ktorá spája prevodovku / rozvodovku s diferenciálom. U áut s predným náhonom sa nenachádza. Nájdete ju však u áut so zadným náhonom a motorom vpredu alebo u áut s pohonom všetkých kolies. Tam môžu byť až dva.

 
Vľavo dole - polos, vpravo hore - kardan

Polos je tyč s dvoma flexibilnými kĺbami (najčastejšie realizovanými ako homokinetické kĺby), Najčastejšie spája koleso s prevodovkou alebo diferenciálom.

Rozvodovka

Je prídavná prevodovka (resp. integrovaná spolu s klasickou) a jej úlohou je rozdeliť výkon motora medzi dve nápravy. Najčastejšie býva realizovaná externe u klasických terénnych áut so samonosným rámom. Umiestnená je za pozdĺžne umiestneným motorom a prevodovkou, približne v strede auta, buď priamo za prevodovkou alebo je s ňou spojená kardanom. Väčšina prevodoviek využíva na prepojenie kardanov v rozvodovke reťaz.

Z rozvodovky potom vychádza jeden kardan k prednej a jeden k zadnej náprave (oproti sebe). V závislosti od realizácie môže rozvodovka umožňovať zvoliť poháňanú nápravu - buď pomocou ďalšej radiacej páky alebo elektronicky.

 
Schéma rozvodovky

Úlohou rozvodovky môže byť aj umožniť predným kolesám otáčať sa inou rýchlosťou ako zadným. Plní teda niekedy rolu diferecniálu (centrálny diferenciál).

Svornosť rozvodovky (resp. centrálneho diferecniálu) je možné u niektorých verzií pevne uzamknúť (napríklad, keď jedna náprava zapadne do blata). Vtedy sa kardan k prednej a zadnej náprave otáčajú rovnakou rýchlosťou. Táto funkcia sa označuje ako uzávierka rozvodovky resp. centrálneho diferenciálu. Pre jazdu mimo terénu je však uzamknutá rozvodovka nevhodná a môže sa pri rýchlej jazde / jazde po pevnej vozovke poškodiť.

V rozvodovke sa môže (ale nemusí) nachádzať aj špeciálna spojka, ktorej úlohou je rozdeľovať silu medzi prednú a zadnú nápravu limitáciou svornosti. Vtedy ide o samosvorný centrálny diferenciál.

High / low range

Rozvodovka obsahuje často aj dve sady ozubených kolies, ktorých úlohou je zvýšiť v prípade potreby krútiaci moment (napríklad pri extrémnej jazde do, či z kopca). Okrem základného prevodu pre jazdu po normálnych cestách a v ľahkom teréne (high range / gear) je možné zvoliť aj ľahší prevod, kedy bude mať motor pri tej istej rýchlosti vyššie otáčky (low range gear). V tomto prevode však nie je možné ísť príliš rýchlo. Napríklad Jeep Wrangler využíva v low range prevodový pomer 4:1 (4 krát vyššie otáčky pri tej istej rýchlosti).

Zmena prevodu z low na high je ralizovaná buď pomocou pohybu špeciálnej radiacej páky počas pomalej jazdy (závisí od auta, no rádovo 5 až 10 km/h) alebo pomocou elektronického prepínača. Na preradenie z high na low musí auto väčšinou stáť alebo sa pohybovať do 5 km/h so zaradeným neutrálom.

Tuhá náprava a samonosný rám

Najradikálnejšie terénne autá stále využívajú relatívne „staromódnu" koncepciu samonosného rámu s tuhými nápravami. Na pojazdný rám je potom pripevnená karoséria.

Tuhé nápravy nevyužívajú flexibilné polosy ale kolesá sú upevnené na jednej spoločnej osi otáčania, pričom ku každej ide vutri dutej trubky špeciálna polos. Takéto nápravy využívali staršie autá so zadným náhonom (vrátane originálnych „muscle cars"), dnes ich nájdete na úžitkových autách so zadným náhonom, niektorých pickupoch a terénnych autách.

 
Podvozok Jeepu Wrangler

Výhodami týchto náprav sú jednoduchosť, robustnosť a výborná artikulácia kolies (kríženie náprav). Jednoducho je možné aj zvýšiť svetlú výšku auta. Nevýhodou sú nie najlepšie jazdné vlastnosti pri rýchlej jazde po pevnej vozovke či znížené pohodlie pruženia.

Niektoré áutá disponujú aj odpoínateľnými stabilizátormi. Stabilizátor slúži na zmiernenie náklonu auta pri rýchlej jazde v zákrute. V teréne však zhoršuje schopnosť krížiť nápravy. Preto je možné u niektorých áut stabilizátory odpojiť (manuálne alebo automaticky; napr. Range Rover, Jeep Wrangler).

Koncepciu tuhých náprav využíva aktuálne napríklad aktuálny Jeep Wrangler a Land Rover Defender alebo Mercedes-Benz G.

AWD systémy

V bežných cestných autách a ľahkých SUV vozidlách sa najčastejšie využívajú permanentné systémy pohonu všetkých kolies alebo systémy so špeciálnou spojkou, ktorá v prípade potreby automaticky (alebo na požiadanie) pripojí druhú nápravu. Rozvodovka je u týchto áut prakticky integrovaná do prevodovky. Za historicky prvý AWD systém by sa dalo považovať prvé Quattro v legendárnom Audi Quattro.


Prierez Audi Quattro

Sila je u týchto systémov prenášaná na predné a zadné kolesá buď stále, v istom špecifickom pomere (napr. 30:70 v prospech zadnej nápravy; pomer sa upravuje podľa aktuálnej situácie), na požiadanie na konkrétne nápravy alebo automaticky. V prípade potreby sa pomocou diferecniálov s limitovanou svornosťou (resp. špeciálnym spojkám) prenáša výkon v rôznych pomeroch na prednú alebo zadnú nápravu. V závislosti od technickej realizácie to môže byť aj 100 percent na predné alebo zadné kolesá.

 
Permanentný pohon všetkých kolies Subaru (Symmetrical AWD)

Napríklad Dacia Duster umožňuje zvoliť režim prednej nápravy, automatické pripojenie zadnej v prípade potreby alebo pevné pripojenie zadnej nápravy (do obmedzenej rýchlosti). Zadná náprava je pripájaná pomocou špeciálnej viackotúčovej spojky.

AWD systémy nemávajú low range prevody. Autá s AWD využívajú najčastejšie nezávisle zavesené kolesá, vpredu aj vzadu.

Haldex

Často používanou technológiou je systém spojky s komerčným označením Haldex, aktuálne ako piata generácia. Multiplatňová mokrá spojka pripájajúca zadnú nápravu je u Haldexu ovládaná odstredivým elektrohydraulickým aktuátorom, ktorý je riadený riadiacou jednotkou. Celé zariadenie sa nachádza na zadnej náprave, pred diferenciálom. Do Haldexu putuje z prevodovky kardan, ktorý sa neustále otáča (aj pri odpojenej zadnej náprave).

 
Schéma pohonu VW Golf R s Haldex spojkou

Tento typ AWD systému slúži na krátkodobé použitie a príliš mu nevyhovuje dlhá jazda s aktivovanou spojkou. Jeho výhodou je nízka hmotnosť a malé rozmery.

 
Diely Haldex systému

AWD systémy by sme mohli rozdeliť čo sa automatickej reakcie týka na tie, ktoré reagujú po zaregistrovaní prešmyku (reaktívne, napr. Toyota Rav4) a tie, ktoré predpokladajú prešmyk a reagujú ešte predtým (proaktívne, napr. aktuálna Honda CR-V).

Tatra

Legendárna značka nákladných a osobných vozidiel využíva unikátny systém pohonu všetkých kolies. Najčastejšie využíva tri nápravy. Základom systému je akási chrbtica s kardanom rozdeleným na niekoľko častí v jednej osi a umiestneným v dutom potrubí. Na každej náprave sa nachádza špeciálny diferenciál, ktorý je však netradičný - koleso auta je pevne spojené s tyčou, na ktorej konci sa nachádza ozubené koleso, súčasť diferenciálu. Poháňané je priamo z kardanu.

 
Systém Tatra 6x6

Tento systém umožňuje Tatrám pohybovať nezávisle kolesami na ľavej aj pravej strane smerom hore aj dole pri udržaní jednoduchosti a robustnosti pohonného systému.

Elektronické systémy v terénnych autách

Okrem elektronického (alebo vzduchového) ovládania zmeny typu pohonu či uzávierok vyžívajú terénne autá (niekedy aj SUV) špeciálne elektronické pomôcky. Jednou je napríklad „hill descend" (asistent zjazdu z kopca). Ten poľa potreby reguluje rýchlosť auto pri zjazde zo strmého kopca bez toho, aby mal vodič nohu na brzde. Crawl control zas umožňuje konštantne rýchlu jazdu v nerovnomernom teréne.

U terénnych áut býva zároveň špeciálne nastavené aj ABS aj trakčná kontrola, aby bola umožnená bezproblémová jazda v teréne.

Autá a ich systémy pohonu všetkých kolies

Najlepším zosumarizovaním vyššie uvedených poznatkov budú príklady aktuálne predávaných terénnych a osobných áut a ich systémy. Zároveň uvidíte veľkú pestrosť a množstvo kombinácií náprav či diferenciálov.

Jeep Wrangler (4WD) - nosný rám, tuhé nápravy, dva kardany, možnosť voľby zadného náhonu alebo pohonu všetkých kolies, high / low range, uzamykateľný predný a zadný diferenciál, elektronicky odpojiteľný predný stabilizátor; potom originálneho Willis Jeep (GP)

 
Jeep Wrangler Unlimited

 

Jeep Grand Cherokee (4WD) - samonosná karoséria, nezávisle zavesené kolesá, vzduchové pruženie s reguláciou svetlej výšky, dva kardany, permanentný pohon všetkých kolies, high / low range (v závislosti od verzie), uzamknutý centrálny diferenciál (50:50) alebo s variabilne rozdeliteľnou silou (100:0 až 0:100), uzamykateľný zadný samosvorný diferenciál

 
Jeep Grand Cherokee

 

Mitsubishi Pajero (4WD) - samonosná karoséria, nezávisle zavesené kolesá (staršie modely tuhé nápravy), rozvodovka za / s prevodovkou, dva kardany, možnosť voľby zadného náhonu alebo pohonu všetkých kolies, high / low range, elektronicky uzamykateľný zadný diferenciál pomocou viskóznej spojky

 
Mitsubishi Pajero

 

Toyota Land Cruiser (4WD) - nosný rám, nezávislé zavesenie predných aj zadných kolies, dva kardany, high / low range, automatické kinetické odpájanie stabilizátorov, uzamykateľný centrálny diferenciál, vzduchovo uzamykateľný predný a zadný diferenciál

 
Toyota Land Cruiser

 

Toyota Hilux (4WD) - nosný rám, nezávislé zavesenie predných kolies, tuhá zadná náprava s listovými pružinami, dva kardany, mechanicky voliteľný pohon zadnej nápravy alebo všetkých kolies, high / low range, samosvorný zadný diferenciál; upravená verzia Hiluxu prešla s Topgearom na severný pol

 
Toyota Hilux

 

Suzuki Jimny (4WD) - nosný rám, tuhé nápravy, dva kardany, elektronicky aktivovateľný pohon zadnej nápravy alebo všetkých kolies, high / low range, 3 otvorené diferenciály

 
Suzuki Jimny

 

Lada Niva (4WD) - samonosná karoséria (s pomocným rámom), nezávislé zavesenie predných kolies, tuhá zadná náprava, dva kardany, permanentný pohon všetkých kolies, high / low range, mechanicky uzamykateľný centrálny diferenciál, otvorené diferenciály prednej a zadnej nápravy; za 40 rokov vo výrobe sa takmer nezmenila

 
Lada Niva

 

Land Rover Defender (4WD) - nosný rám, tuhé nápravy, dva kardany, permanentný pohon všetkých kolies, high / low range, uzávierka centrálneho diferenciálu, otvorený predný a zadný diferenciál; inšpirovaný je originálnym Jeepom, má však hliníkovú karosériu

 
Land Rover Defender

 

Range Rover (4WD) - samonosná karoséria, nezávislé zavesenie všetkých kolies, permanentný pohon všetkých kolies, high / low range, automaticky uzamykateľný centrálny a zadný diferenciál, otvorený predný diferenciál, elektronicky odpojiteľné stabilizátory; prvá generácia má vyše 40 rokov

 
Range Rover

 

Mercedes-Benz G (4WD) - nosný rám, tuhé nápravy, dva kardany, permanentný pohon všetkých kolies, high / low range, 3 otvorené uzamykateľné diferenciál; pôvodne vyvinutý pre armádu

 
Mercedes-Benz G

 

Dacia Duster (AWD) - samonosná karoséria, nezávislé zavesenie kolies, jeden kardan, elektronicky aktivovateľný pohon zadnej nápravy, automatická voľba pohonu zadnej nápravy v prípade potreby alebo uzamknutie náprav 50:50 pomocou elektromagneticky ovládanej spojky, otvorený predný a zadný diferenciál s brzdami limitovnaou svornosťou

 
Dacia Duster

 

Subaru Outback (Symmetrical AWD) - samonosná karoséria, nezávislé zavesenie kolies, jeden kardan, automatický permanentný pohon všetkých kolies so samosvorným centrálnym diferenciálom, regulácia svornosti kolies pomocou bŕzd (torque vectoring)

 
Zdroj: Daniel Krnac
Subaru Outback

 

BMW X5 (resp. všetky xDrive systémy) (AWD) - samonosná karoséria, nezávislé zavesenie kolies, dva kardany, automatický permanentný pohon všetkých kolies s planetárnym samosvorným centrálnym diferenciálom, regulácia svornosti kolies pomocou bŕzd (torque vectoring)

 
Zdroj: Daniel Krnac
BMW X5

 

Audi RS5 (Quattro) (AWD) - samonosná karoséria, nezávislé zavesenie kolies, jeden kardan, automatický permanentný pohon všetkých kolies so samosvorným centrálnym diferenciálom s tanierovými kolesami a viacplatňovou trecou spojkou, regulácia svornosti kolies pomocou bŕzd (torque vectoring)

 
Audi RS5

 

Audi A3 (Quattro), VW Golf (4motion), Škoda Octavia (4x4) / Mercedes-Benz A (4matic) - samonosná karoséria, nezávislé zavesenie kolies, jeden kardan, automaticky aktivovaný pohon zadnej nápravy pomocou medzinápravovej viskóznej spojky (Haldex, okrem triedy A), regulácia svornosti kolies pomocou bŕzd (torque vectoring)

 
Škoda Octavia Scout (4x4)

 

Audi R8 (Quattro) - samonosná karoséria, nezávislé zavesenie kolies, jeden kardan, permanentný pohon všetkých kolies, viskózna spojka na prednej náprave na reguláciu prenesenej sily, regulácia svornosti kolies pomocou bŕzd (torque vectoring) 

 
Audi R8

 

Mercedes-Benz ML (4matic) - samonosná karoséria, nezávislé zavesenie kolies, dva kardany, permanentný pohon všetkých kolies, tri otvorené diferenciály, high / low range - uzamknutie centrálneho diferenciálu, regulácia svornosti kolies pomocou bŕzd (torque vectoring) 

 
Mercedes-Benz ML

 

V prípade, že ste postrehli, že sme na niečo zaujímavé či dôležité zabudli, napíšte nám.

Zdroj: dk