Du ved præcis, hvad du vil have i din nye bil. Du har valgt en kraftig V8-motor, en peppy firecylindret, en økonomisk hybrid eller en banebrydende elbil, men der er stadig et vigtigt spørgsmål at overveje: hvilken slags drivsystem skal den motor monteres på? Baghjulstrukket? Forhjulstræk? Firehjulstræk? 4X4? Uanset om din bil er drevet af sine forhjul, baghjul, alle fire hjul eller noget midt imellem, er der fordele og ulemper ved hvert system.
Først nogle grundlæggende ting: et "drivværk" er kombinationen af motoren, eller i tilfælde af et elektrisk køretøj ("EV"), en "motor", som driver bilen, og en smitte, som bruger motorens kraft til at dreje hjulene og sætte bilen i gang. Motoren og transmissionen er faktisk to separate og meget forskellige mekaniske systemer, der er tæt forbundet. Sammen udgør de din bils drivlinje, også omtalt af nogle mennesker som en "drivlinje".
Anbefalede videoer
Denne artikel er designet til at give dig en generel idé om, hvad du kan forvente med hver mulig drivlinjekonfiguration. Vær opmærksom på, at individuelle biler kan præstere meget forskelligt alt efter, hvordan de er udstyret og tunet. En Corvette og en Lincoln Town Car er begge baghjulstrukne, men de præsterer åbenbart ikke på samme måde. Her er hvorfor.
Kraft, defineret
Hver drivlinjekonfiguration, vi vil diskutere her, sender motorens kraft til hjulene på en anden måde, men hvordan måler du præcist en bils effekt? Når det kommer til biler, måles effekt generelt på to måder: hestekræfter (målt i hestekræfter) og drejningsmoment (målt i pund-fod).
Og ja, hestekræfter har en hesteoprindelse. Det er faktisk en vilkårlig figur, at opfinderen af dampmaskinen, 1700-tallets skotske ingeniør James Watt, udtænkt, da han ville sammenligne sin maskines output med trækhestes. Det svarer til 746 watt (en måleenhed opkaldt efter den samme fyr) elektrisk energi.
Hestekræfter er en form for energi. Det er det, der driver en bil ned ad vejen, og hvad der gør dem heroiske tophastigheder muligt. Det er dog ikke det, der rent faktisk får hjulene til at dreje. Til det har du brug for noget, der hedder "drejningsmoment".
Moment er en vridende kraft; det er den samme kraft, du bruger til at åbne en syltekrukke eller løsne en skrue. Det er også det, der får en bil til at bevæge sig fra stilstand. Det er derfor, du ofte vil høre gearhoveder prale af deres bilers "lave drejningsmoment", og det er derfor pickup trucks har så meget af det: for at accelerere hurtigt eller få en tung last i bevægelse, er drejningsmomentet, hvad du brug for.
Så en bils evne til at bevæge sig er baseret på både hestekræfter og drejningsmoment, men hvad gør man med den, når man først har fået den? Det er her, drivlinjen kommer ind.
Baghjulstræk: Den originale vej frem
Ford Model T havde sin motor foran, mens drivlinjen drejede hjulene bagud. Dengang gjorde de fleste biler, der fulgte, det samme, med god grund. "Baghjulstræk" er den enkleste måde at pakke en bils drivlinje på, da de komponenter, der omfatter system, der overfører motorens kraft til hjulene, kan spredes ud over bilens længde undersiden. Det er også det bedste grundlag for fremragende håndtering. Selvom det lyder som en ret god handel, kan de samme dyder også være ulemper.
Lad os starte med de positive sider: At drive baghjulene efterlader forhjulene til at håndtere styringen og det meste af bremsningen. At bede forhjulene om også at flytte bilen – for at gøre alle tre – kan være meget vanskeligt, især i kraftige biler. Baghjulstræk plejer således at være favoritsystemet for sportsvogne og deres chauffører.
Denne arbejdsdeling mellem for- og baghjul gør kørslen sjovere. I meget kraftige biler med baghjulstræk kan en professionel chauffør faktisk bruge gaspedalen til at hjælpe med at styre gennem et hjørne ved at dreje baghjulene en lille smule! Dette er kendt som "styring med bagenden" af bilen. Omhyggelig modulering af kraften ved hjælp af gaspedalen påvirker baghjulenes trækkraft, så bilen kan rotere lidt i hjørnet. Det kaldes "overstyring", og det er magien bag "drift" og alt det røgfyldte, der glider rundt i biljagter i Hollywood. Men prøv det ikke derhjemme.
Evnen til at mindske hjulenes greb kan være lidt af et problem, hvis du ikke er en stuntfører i en Hollywood-film. Da der er mindre typisk mindre vægt over bilens bagaksel, har baghjulstrukne biler i sagens natur mindre trækkraft end andre (dermed evnen til at dreje hjulene). Det betyder, at når vejene bliver glatte, kan hjul i et baghjulstræk lettere snurre, og bilen kan glide ud af kontrol. Moderne sikkerhedssystemer som traction control hjælper med at undgå dette problem, men hvis du vil lære denne avancerede køreteknik, så tag en professionel køretime. Gør du det forkert, kan det forårsage et styrt, kollision eller værre.
Selvfølgelig kunne det virke som om at sætte motoren bagpå, over bagakslen, kunne løse det trækkraftproblem. Porsche har gjort det fra begyndelsen, og 911 er bredt anset for at være verdens bedste all-around sportsvogn. Det er også den eneste almindelige bagmotorbil, der i øjeblikket er i produktion, fordi dette layout skaber sine egne håndteringsproblemer. Kan du huske Chevrolet Corvair fra 1960'erne? Den usædvanlige håndteringsdynamik skabt af dens bagmonterede motor blandt andet inspirerede Ralph Naders vrede, der skrev bogen Usikker ved enhver hastighed og dømte Corvairen. Men mange mennesker – inklusive mange dygtige chauffører – følte, at Nadar tog fejl, og i dag er Corvair en eftertragtet klassisk bil. Hvem havde ret? Det var de begge til en vis grad. Gøres det forkert, kan en bagmotoriseret bil være en håndfuld at køre. Udført rigtigt, som Porsche og Volkswagen har bevist, kan resultere i en bil, der er sjov og sikker at køre.
Baghjulstræk kommer også med nogle emballageproblemer. For at give drivakslen og det bageste differentiale (en gearmekanisme, der overfører kraft fra drivakslen til hjulene) nok frigang, en høj transmissionstunnel, der løber ned i midten af bilen, er nødvendig, og den æder noget interiør og bagagerum op plads. Det er der, den pukkel i midten af en bagdreven bils interiør kommer fra.
I bund og grund er baghjulstræk den sjoveste, men mindst praktiske vej at gå. Manglende trækkraft kan gøre det vanskeligt at køre, hvis du bor i et område, hvor der er meget regn, sne eller is, men de fleste af de bedste chaufførers biler er baguddrevne. Det er svært at argumentere med fartdæmoner som Ferrari 458 Italia og BMW M5, som begge er baghjulstrukne.
Forhjulstræk: Det almindelige valg
Grænserne for baghjulstræk fik bilproducenterne til at lede efter et alternativ, og de kom med den mest populære konfiguration på markedet i dag: forhjulstræk. Det setup, som Honda Civic og Toyota Camry foretrækker, er det modsatte af baghjulstræk, og ikke kun på den indlysende måde. Mens bagdrev giver køreglæde for mange præstationsbiler på bekostning af det praktiske, sætter frontdrev det praktiske først og sjovt i anden række.
En åbenlys fordel ved forhjulstræk er bedre trækkraft: Da motoren sidder over de drevne hjul, er der mere vægt, der presser dem ned på vejen. Det gør frontdrevne biler nemmere at køre i vinter eller glatte forhold.
Forhjulstræk er også mere tilgivende. Dens karakteristiske håndteringsegenskab er understyring, fornemmelsen af, at forhjulene ikke drejer, når en bil kører rundt om et hjørne. Når de fleste mennesker føler, at de er ved at miste kontrollen over deres bil, slipper de instinktivt gassen og styrer. Det knæfald fungerer bedst med forhjulstræk, men det kan forårsage et spin i en overstyrende baghjulstrukket bil.
Det kan være mere sikkert at drive forhjulene, men det er også mindre behageligt. At bede forhjulene om at køre, bremse og styre er en stor opgave; folk er ikke særlig gode til at multitaske, og det er biler heller ikke. Kraftige frontdrevne biler har "momentstyring", hvor hjulene faktisk trækkes i forskellige retninger af motorens kraft, når bilen accelererer. Det er bestemt ikke sjovt, og det er derfor, de fleste sporty forhjulstrukne biler er små, moderat kraftfulde hatchbacks som Ford Focus ST, Mazdaspeed3 og Volkswagen GTI.
Forhjulstræk handler trods alt mere om emballage end ydeevne. De fleste forhjulstrukne biler har en "transaxle", som kombinerer transmission og foraksel i ét stykke (deraf navnet), men fungerer på samme måde som normalt baghjulstræk. Ud over at være mere kompakt end en separat transmission og aksel, tillader en transaksel også at frontdrevne biler har deres motorer monteret sideværts. Det giver mulighed for en mindre motorrum, hvilket giver mere plads til passagerkabinen. Manglen på en transmissionstunnel og bageste differentiale øger også interiøret og bagagerummet - der er ingen pukkel i midten af bilens interiør.
Firehjulstræk: Det bedste fra begge verdener?
At drive kun to hjul, uanset om det er foran eller bagpå, har klart begrænsninger sammen med deres fordele. Så hvad med at drive alle fire?
Der er mere end én måde at gøre dette på. Bilproducenter omtaler generelt "firehjulstræk" og "firehjulstræk" som forskellige ting, og der er faktisk to forskellige systemer. Det første og originale system, firehjulstræk, almindeligt kendt som "4X4", involverer omdirigering af kraft fra transmissionen til både bag- og forhjulene via en mekanisk enhed kaldet en "overførselskasse". Dette er det foretrukne system til terrængående køretøjer, såsom jeeps, den type, der normalt kommer med "4×4" mærkater. Dette er, hvad folk normalt taler om, når de bruger udtrykket "firehjulstræk."
Fra førersædet føles firehjulstrukne køretøjer afgjort old school. De fleste 4X4-aktiverede køretøjer kræver, at chauffører skifter til firehjulstræk manuelt med et håndtag monteret ved siden af skifteren, eller på luksus terrængående køretøjer er der en speciel knap at trykke på. Det meste af tiden bruger køretøjer med et 4X4-system kun tohjulstræk til at komme rundt, indtil det bliver hårdt. Da de primært er designet til terrænkørsel, er 4×4-køretøjer også afhængige af lav gearing for at forbedre og styre trækkraften. Hvis du nogensinde har kørt på en mountainbike over varierende terræn, ved du, at det at kunne skifte gear virkelig kan gøre tingene lettere. Det er den samme aftale med 4x4'ere: deres lave gearing kan begrænse acceleration og sløv håndtering, men de er også i stand til at overvinde forhindringer, der ville strande køretøjer uden et 4X4-system.
Når de er ude af det barske terræn, kan de fleste køretøjer med 4X4-evne skifte tilbage til tohjulstræk og køre normalt. Her er noget 4X4 action i en Jeep og en Range Rover:
Den anden og mere populære mulighed er en variant af firehjulstræk styret af elektronik, der almindeligvis omtales som "firehjulstræk" eller AWD. Igen driver en transaksel forhjulene med en anden udgangsaksel, der sender kraft til baghjulene. Fordi det ikke kræver et lavthængende frontdifferentiale, er dette det foretrukne setup til vejgående biler og crossovers som en Subaru Forester.
De computerstyrede firehjulstræksystemer på nye biler og SUV'er gør, at de kan køres som enhver anden bil: Du skal bare ind og gå. Der er normalt ingen knapper at trykke på eller håndtag at trække i, AWD-systemet er "tændt" hele tiden. Computere overvåger hjulhastigheder og kan sende kraft til hjul, der har mest greb i farten. Derfor har firehjulstrukne biler og SUV'er en tendens til at håndtere mere som deres tohjulstrukne modstykker på vejen. Ingeniører kan variere kraftfordelingen for og bag, hvilket giver forskellige egenskaber til forskellige køresituationer. Kørsel på åben vej kan begunstige mere kraft til forhjulene for nem cruising og bedre benzin-kilometer kørsel i sne vil have alle hjulene til at arbejde for at holde trækkraften, alt sammen uden at der er foretaget ændringer af chauffør. Forskellige biler bruger AWD-systemer på forskellige måder. Familien crossover SUV'en kan godt sende det meste af sin kraft til forhjulene, men for superbiler som Audi R8 eller Lamborghini Gallardo, mere kraft til baghjulene resulterer i bedre acceleration. Det er en fleksibel type system.
Er der nogen firehjulstræk ulemper? Firehjulstræk systemer tilføjer vægt og kompleksitet til en bil, og motoren skal arbejde hårdere for at dreje alle fire hjul efter behov. Det betyder, at brændstoføkonomien slår et slag, og grundpriserne for AWD-versioner af biler, der har det som ekstraudstyr, er højere end deres tohjulstrukne versioner. Købere skal også være på markedet for den rigtige slags bil: bortset fra SUV'er, nogle luksussedaner og næsten alle Subaru, er valgmulighederne også begrænsede, men du kan blive overrasket over at se hvilken slags biler du kan nu få med AWD.
Men vent, der er mere.
Elektriske motorer og en mere forenklet tilgang
Hybrider og elektriske køretøjer (EV'er) bringer en ny type firehjulstræk på markedet: de kan bruge elektriske motorer til direkte at drive individuelle hjul inde i selve hjulet, ingen drivaksler, overføringskasser eller komplicerede transmissioner påkrævet.
Det Mercedes-Benz SLS AMG Electric Drive er en batteridrevet version af Mercedes’ topsportsvogn. Den erstatter benzinversionens enkelt V8-motor og konventionelle drivlinje med fire elmotorer. Ikke kun giver de denne elektrificerede sportsvogn balancen og grebet af firehjulstræk, de firehjulede motorer kan også bruges til at bremse individuelle hjul i sving og trække bilen ind i den rigtige kurve linje. Her er en video af SLS AMG EV i aktion viser, hvad der er muligt med elektriske motorer i hvert hjul.
Den multipelmotoriske tilgang kan også fungere godt med en hybridbil. Det Porsche 918 Spyder er absolut den mest uhyrlige plug-in hybrid nogensinde lavet, og den bruger to elmotorer; en til at drive forhjulene og en anden fastgjort til sin 4,6-liters V8-motor bag på bilen. De elektriske motorer er computerstyret og gør det også muligt at køre bilen udelukkende på elektricitet, hvilket giver de 918 fantastiske kilometertal for en så højtydende bil. Den kommende Acura NSX (nedenfor) bruger tre motorer: én til hvert forhjul og én, der kombinerer baghjulene med en 3,5-liters V6-gasmotor. Fremtiden er vidt åben, når det kommer til, hvor mange måder elmotorer kan bruges i biler.
I det populære Tesla Model S elbil, en enkelt vandmelon-størrelse elektrisk motor er placeret mellem baghjulene. Fordi elmotorer producerer strøm over en meget større rækkevidde end gasmotorer, har de fleste elbiler ikke en transmission i sædvanlig forstand. Det vil sige, at der ikke er noget gear at skifte, fordi elmotoren er forbundet til drivhjulene næsten direkte, med måske et simpelt reduktionsgear mellem motor og hjul. For at køre hurtigt drejer elmotoren simpelthen hurtigere, ingen ekstra gearing er påkrævet. Evnen til at producere biler uden en kompliceret transmission reducerer vægt, omkostninger og kompleksitet for bilproducenter og resulterer også i en meget stille og jævn kørsel, noget de fleste elbiler kender til til. Drivsystemet i de fleste elbiler er virkelig meget simpelt i forhold til gasdrevne biler og kan føre til øget pålidelighed og reducerede reparationsomkostninger for ejere.
Dette rejser spørgsmålet: Med så mange motorer og motorer proppet ind i et køretøj, hvordan finder man så ud af hestekræfterne i en hybrid- eller elbil? Den nemmeste måde er at tilføje effekten af motoren og hver af de elektriske motorer; bilproducenter kalder dette "samlet systemoutput". Tag den ovenfor nævnte Porsche 918 Spyder: det er benzin motoren yder 608 hk, dens forreste elmotor yder 127 hk, og dens bagerste motor yder 154 hk. Det bringer totalen op på fantastiske 887 hk!
Selvfølgelig måles elmotorers effekt normalt i kilowatt (kW), ikke hestekræfter. Hvordan konverterer du kilowatt til hestekræfter? Du skal blot gange antallet af kilowatt med 1,341 (dvs.: 100kw x 1,341 = 134 hestekræfter).
Det skal også bemærkes, at i hybrider kan elmotorerne kun levere strøm, når deres batterier er opladet, så al den strøm er muligvis ikke tilgængelig på alle tidspunkter. Hybrider har ofte forskellige køretilstande, der prioriterer al-elektrisk kørsel, brændstoføkonomi eller ydeevne ved at variere kombinationen af benzin og elektrisk kraft, der tilføres hjulene. Disse systemer varierer fra model til model.
Hvis du har et spørgsmål om drivlinjer, så lad os det vide i kommentarerne.
