Nie tylko na bezdroża

Ten, kto lubi zimowe wypady autem na narty, świetnie wie, jak trudno pokonywać kolejne kilometry zaśnieżonej drogi w górach. A jeśli śnieg czy mróz nas zaskoczą, sytuacja potrafi stać się wręcz rozpaczliwa. To dlatego zimą dobrze i wygodnie jest prowadzić auto z napędem na cztery koła. Nawet w mieście łatwiej jest takim samochodem wjechać na zawalone śniegiem miejsce parkingowe albo dotrzeć pod dom drogą, o której zapomniały służby odśnieżania. A przy tym nie musimy mieć koniecznie terenówki lub któregoś z modnych ostatnio SUV-ów. Na szczęście producenci wychodzą naprzeciw potrzebom tych, którzy wolą zwykłe, rodzinne minivany, limuzyny, pakowne kombi albo dynamiczne, sportowe wozy. Do wyboru mamy więc mnóstwo różnych modeli aut wyposażonych w napęd na obie osie, nie po to, by taplać się w błocie i wspinać na strome podjazdy, ale raczej by zwiększyć bezpieczeństwo jazdy, stabilność na drodze, przyczepność i osiągi.

Weźmy choćby tak spektakularny samochód jak Porsche 911. Standardowo to kultowe coupé (albo kabriolet) wyposażone jest w napęd na tył. I choć w modelu obecnej generacji o stabilność na drodze dba dopracowana elektronika, to i tak na śniegu, mocno zapiaszczonej nawierzchni czy mokrych po deszczu kocich łbach lepiej jednak mieć napęd na cztery koła. Stąd Porsche 911 w wersji Carrera 4, w którym cała – niemała, zaznaczmy – siła napędowa pięknie brzmiącego silnika typu bokser przekazywana jest na obie osie. O tym, w jakich proporcjach jest rozdzielana, decyduje odpowiednio zaprogramowany komputer, który pilnuje, by unikać niekontrolowanego poślizgu. Niemniej Porsche (w końcu to sportowa marka) pozwala kierowcy na sporo swobody, o ile, za pomocą pokładowego komputera, wybierze on odpowiedni tryb jazdy.

W bardziej prozaicznych modelach zwykle nie mamy aż tak dużego wpływu na poczynania elektroniki nastawionej na maksymalizację bezpieczeństwa. Napęd 4x4 w pełni automatycznie działa np. w licznych wozach Grupy VW. Te same podzespoły znajdziemy w modelach Audi A3, Seat Leon, Skoda Octavia, Yeti, Superb, VW Golf czy Touran. Wszystkie wykorzystują sprzęgło firmy Haldex najnowszej generacji, co oznacza, że najczęściej napędzane są jedynie przednie koła, a tylko w razie ich poślizgu dołączany jest tył. To relatywnie tanie i proste rozwiązanie wyraźnie poprawia stabilność auta podczas pokonywania zakrętów z dużą prędkością oraz na mokrej lub zaśnieżonej drodze. I to jest najważniejsza rola 4x4.

Przyspieszenie na autostradzie

Prekursorem rozwiązań tego typu w zwykłych osobowych autach była jedna z marek Grupy VW – Audi. W latach 80. związani z nią inżynierowie postanowili zastosować je w kultowym dziś Audi Quattro stworzonym jako podstawa do zbudowania samochodu rajdowego. W tego rodzaju wozach przekazywanie siły napędowej na cztery koła jest konieczne, bo inaczej (szczególnie na szutrowych nawierzchniach) ciężko by było efektywnie wykorzystać moc rzędu 500 KM, a taką właśnie dysponowały ówczesne „rajdówki”, i uniknąć utraty przyczepności.

– Napęd 4Motion w Volkswagenach zapewnia dobrą przyczepność także podczas deszczu i na śniegu, co przekłada się na lepsze osiągi – wyjaśnia Tomasz Tonder, szef PR w polskim oddziale Volkswagena. – Na przykład Passat z mocnym, 190-konnym silnikiem rozpędza się do 100 km/godz. w 7,5 sek., a to samo auto z napędem tylko na przód potrzebuje na to o 0,2 sek. więcej. Wbrew pozorom – to spora różnica.

Przydatność napędu 4x4 w samochodach ze sportowym zacięciem potwierdza też Krzysztof Kłos, menedżer marki Jeep w FCA Poland: – Jeep Grand Cherokee w wersji SRT, z silnikiem o mocy 468 KM, dzięki zaawansowanemu napędowi 4x4 przyspiesza od 0 do 100 km/godz. w 5 sek. zarówno na suchej, jak i na mokrej nawierzchni. Właśnie w takich warunkach widać przewagę napędu 4x4 w samochodach sportowych.

Tomasz Tonder dodaje, że już od kilku lat stale rośnie popyt na golfy i passaty w wersji 4Motion (4x4). Od stycznia do września do klientów w Polsce trafiło np. ponad 400 tego typu passatów. Generalnie w tym roku, w porównaniu z 2014 r., Volkswagen odnotował już przeszło dwukrotny wzrost sprzedaży aut z napędem na cztery koła (nie licząc SUV-ów). Podobny trend zauważają też przedstawiciele innych marek.

Jazda po mieście

– Jeśli poruszamy się głównie po mieście, napęd na jedną oś w zupełności wystarczy, o ile nie zapomnimy o założeniu zimowych opon – mówi Krzysztof Kłos. – Weźmy choćby SUV-y, które stały się jednymi z najpopularniejszych pojazdów. Wśród niedużych aut tej kategorii dominują te z napędem tylko na przód, a wybierane są raczej ze względu na wyższą pozycję za kierownicą, dającą lepszą widoczność i poczucie bezpieczeństwa. Czasami przydaje się też większy prześwit pozwalający podjechać pod wyższy krawężnik albo bezpiecznie pokonać dziury w jezdni.

Komu więc faktycznie może się w mieście przydać samochód z napędem na cztery koła? Temu, kto pokonuje nim długie trasy w zróżnicowanych warunkach pogodowych, wspinające się i opadające, od czasu do czasu musi przejechać przez zaniedbany odcinek drogi czy zjeżdża z asfaltu. – 4x4 zdecydowanie zwiększa bezpieczeństwo i możliwości samochodu, bo poza znacznie lepszą trakcją na mokrych czy śliskich nawierzchniach możemy też dojechać tam, gdzie „ośki” nie mają szansy się dostać – mówi Kłos.

Stabilna hybryda

Osobną kategorią wozów z napędem na cztery koła są hybrydy spalinowo-elektryczne. Na przykład Lexus RX 450h ma silniki elektryczny i benzynowy. Ten drugi napędza przednie koła, a za tylne odpowiada motor na prąd. Brak fizycznego połączenia silnika spalinowego z tylną osią przekłada się na oszczędność miejsca i masy. O uruchomieniu napędu na tył decyduje komputer, uwzględniając dane z czujników odczytujących m.in. prędkość obrotową kół, pozycję kierowcy, prędkość auta czy stopień wciśnięcia pedału gazu. Na tej podstawie oblicza on optymalne parametry napędu, aby jazda była jak najbardziej stabilna. W podobny sposób zaprojektowano napęd Mitsubishi Outlandera PHEV. Z tą różnicą, że tu obok silnika spalinowego zastosowano aż dwa elektryczne – po jednym przy każdej z dwóch osi. Dzięki temu Outlander może mieć napęd 4x4, nawet gdy jedzie, wykorzystując wyłącznie prąd.

Oczywiście o tym, jak rozdzielać napęd, decyduje elektronika, starając się zadbać o maksymalną stabilność na drodze. Największych błędów kierowcy nie skoryguje jednak nawet najdoskonalszy „chip” dbający o bezpieczeństwo w trasie. Niewiele pomoże, gdy wjedziemy na krętą drogę z prędkością dwukrotnie wyższą, niż wskazuje na to rozsądek, albo jeśli wypadniemy na lód. Lecz zazwyczaj napęd 4x4 bardzo się przydaje, kiedy pogoda nie zachwyca, i to nawet na głównych, dobrze utrzymanych drogach. 

4x4 ma wiele imion

Producenci samochodów stosują przeróżne nazwy, by podkreślić, że dany model wyposażony jest w napęd na cztery koła i, niestety, nie są w tym konsekwentni. Kupując np. Audi A4 lub A6 z logo „quattro”, mamy do czynienia z autem ze stałym napędem 4x4, ale już w Audi A3 Quattro i SUV-ie Q3 zastosowano sprzęgło firmy Haldex, które dołącza tylną oś tylko wtedy, gdy przednie koła zaczynają się ślizgać.

Podobnie jest w przypadku Mercedesa, który stosuje oznaczenie 4Matic. W limuzynach i kombi klasy C, E i S sygnalizuje ono stałe 4x4, natomiast kompaktowa klasa A, limuzyna CLA i SUV GLA korzystają z rozwiązania podobnego jak w Audi A3.

Identycznie postępuje BMW, w którym xDrive może oznaczać napęd na przód i dołączany tył (np. w minivanie serii 2 oraz nowym X1), a w innych modelach – 4x4 na stałe.

Niektórzy producenci stosują też takie oznaczenia, jak All Mode 4x4 (Nissan), SH-AWD (Honda), S-AWC (Mitsubishi), S-AWD (Subaru), All-Trac (Toyota) czy Quadra-Trac (Jeep). 

Obecnie w niemal każdym z tych aut działanie części mechanicznej napędu wspiera i nadzoruje komputer. 

Co to jest mechanizm różnicowy

W każdym samochodzie występuje co najmniej jeden mechanizm różnicowy – przy osi napędowej. Jest potrzebny, bo pozwala połączyć z jednym silnikiem dwa koła kręcące się z różną prędkością (na zakręcie wewnętrzne koła kręcą się z inną prędkością niż zewnętrzne). Rzecz jasna w samochodach z napędem na cztery koła powinno się stosować trzy mechanizmy różnicowe – przy każdej z osi i tzw. międzyosiowy (inaczej – centralny) wyrównujący różnice między kołami tylnymi a przednimi. Zastosowanie mechanizmu różnicowego bez żadnych modyfikacji ma tę wadę, że na koło mające przyczepność może trafić tylko taka siła napędowa, jaka trafia na koło ślizgające się, np. po lodzie. W praktyce powoduje to, że grzęźniemy w samochodzie z napędem na przód, jeśli wjedziemy na lód tylko jednym kołem. Na szczęście istnieją rozwiązania, dzięki którym można uniknąć takiej sytuacji. Na przykład blokady mechanizmu różnicowego czy system elektroniczny włączający hamulce przy kole, które akurat się ślizga.

Zalety i wady różnych rozwiązań

Klasyczny stały napęd 4x4 – znajdują się w nim trzy mechanizmy różnicowe. Napęd jest przenoszony z silnika przez skrzynię biegów do centralnego mechanizmu różnicowego, a następnie trafia do przedniej i tylnej osi. Zalety tego rozwiązania to ciągłe napędzanie czterech kół i płynne, przewidywalne działanie. Wady to zwiększone zużycie paliwa i większa masa auta. Taki napęd znajdziemy m.in. w wielu modelach Audi, BMW, Mercedesa, Subaru, Jeepa czy Porsche.

Napęd 4x4 z automatycznie dołączaną drugą osią – to najpowszechniej stosowane rozwiązanie, przede wszystkim ze względu na koszty. Występują tu tylko dwa mechanizmy różnicowe – przy przedniej i tylnej osi – a zamiast centralnego jest sprzęgło, które w razie potrzeby dołącza drugą oś. Na przykład w samochodach Volkswagena (jak choćby VW Golf) stosuje się sprzęgło firmy Haldex, które dołącza tylne koła, gdy elektronika wykryje różnicę w prędkości obrotowej kół przednich i tylnych, co w praktyce oznacza, że te pierwsze wpadły w poślizg. Zaletą tego rodzaju napędu jest jego niewielka masa i ograniczenie zużycia paliwa (bo auto najczęściej jeździ z napędem tylko na przód), natomiast jego wadą jest nieprzewidywalność, ponieważ nie wiadomo dokładnie, kiedy 4x4 się uaktywni. W niektórych autach stosuje się też dodatkowy przycisk, który umożliwia włączenie napędu 4x4 na stałe, ale zaleca się to jedynie na śliskiej nawierzchni.

Napęd 4x4 z ręcznie dołączaną drugą osią – w tym przypadku to kierowca decyduje, kiedy auto ma mieć napęd na jedną oś, a kiedy na obie (może skorzystać z dodatkowej dźwigni lub przycisku). Na przykład na drodze szybkiego ruchu można wybrać tryb z napędem na dwa koła, zmniejszając zużycie paliwa, a wjeżdżając na szutrową nawierzchnię – na cztery.