Točno znate što želite u svom novom automobilu. Odabrali ste snažan V8 motor, živahni četverocilindraš, ekonomični hibrid ili vrhunski električni automobil, ali postoji još jedno važno pitanje za razmatranje: na kakav pogonski sustav treba priključiti taj motor? Pogon na stražnje kotače? Prednji pogon? Pogon na sve kotače? 4X4? Bez obzira na to pokreće li vaš automobil prednje kotače, stražnje kotače, sva četiri kotača ili nešto između, svaki sustav ima prednosti i nedostatke.
Prvo, neke osnove: "pogon" je kombinacija motora, ili u slučaju električnog vozila ("EV"), "motora", koji pokreće automobil, i prijenos, koji koristi snagu motora za okretanje kotača i pokretanje automobila. Motor i prijenos zapravo su dva odvojena i vrlo različita mehanička sustava koji su blisko povezani. Zajedno čine vaš automobil pogonski sklop, koji neki ljudi nazivaju i "pogonskim sklopom".
Preporučeni videozapisi
Ovaj je članak osmišljen kako bi vam dao opću ideju o tome što možete očekivati sa svakom mogućom konfiguracijom pogona. Imajte na umu da se pojedinačni automobili mogu vrlo razlikovati ovisno o tome kako su opremljeni i podešeni. I Corvette i Lincoln Town Car imaju pogon na stražnje kotače, ali očito ne rade na isti način. Evo zašto.
Snaga, definirana
Svaka konfiguracija pogonskog sklopa o kojoj ćemo ovdje raspravljati šalje snagu motora na kotače na drugačiji način, ali kako točno izmjeriti snagu automobila? Kad je riječ o automobilima, snaga se općenito mjeri na dva načina: konjske snage (mjerene u jedinicama konjskih snaga) i okretni moment (mjerene u funta-stopama).
I da, konjske snage doista potječu od konja. Zapravo je proizvoljna brojka da je izumitelj parnog stroja, Škotski inženjer iz 18. stoljeća James Watt, osmislio kada je želio usporediti učinak svog stroja s onim teglećih konja. To je ekvivalent 746 vata (mjerna jedinica nazvana po istom tipu) električne energije.
Konjska snaga je oblik energije. To je ono što pokreće automobil niz cestu i ono što ih čini moguće herojske najveće brzine. Međutim, to nije ono što zapravo pokreće kotače. Za to vam treba nešto što se zove "okretni moment".
Moment je sila uvijanja; to je ista sila koju koristite da otvorite staklenku za kisele krastavce ili otpustite vijak. To je također ono što pokreće automobil iz mrtve točke. Zbog toga ćete često čuti mjenjače kako se hvale "niskim okretnim momentom" svojih automobila i zato kamioneti imaju toliko toga: za brzo ubrzanje ili pokretanje teškog tereta, okretni moment je ono što trebate potreba.
Dakle, sposobnost automobila da se kreće temelji se i na konjskim snagama i na okretnom momentu, ali što učiniti s njim nakon što ga dobijete? Tu na scenu stupa pogon.
Pogon na stražnje kotače: Izvorni put naprijed
Ford Model T imao je motor sprijeda dok je pogonski sklop okretao kotače straga. U to vrijeme, većina automobila koji su uslijedili učinili su isto, s dobrim razlogom. "Pogon na stražnje kotače" je najjednostavniji način pakiranja pogonskog sklopa automobila budući da komponente koje čine sustav koji prenosi snagu motora na kotače može se rasporediti po cijeloj dužini automobila donja strana. Također je najbolji temelj za izvrsno rukovanje. Iako to zvuči kao prilično dobar posao, te iste vrline mogu biti i mane.
Počnimo s pozitivnim stranama: pogon stražnjih kotača ostavlja prednjim kotačima da se bave upravljanjem i većim dijelom kočenja. Tražiti od prednjih kotača da također pokreću automobil – da rade sva tri – može biti vrlo nezgodno, posebno u snažnim automobilima. Stoga je pogon na stražnje kotače omiljeni sustav sportskih automobila i njihovih vozača.
Ova podjela rada između prednjih i stražnjih kotača čini vožnju zabavnijom. U vrlo snažnim automobilima s pogonom na stražnje kotače, profesionalni vozač zapravo može upotrijebiti papučicu gasa za pomoć u upravljanju kroz zavoj tako što će malo okretati stražnje kotače! Ovo je poznato kao "upravljanje stražnjim dijelom" automobila. Pažljivo moduliranje snage pomoću papučice gasa utječe na vuču stražnjih kotača, dopuštajući automobilu da se lagano okrene u zavoju. To se zove "oversteer", i to je čarolija iza "driftanja" i svih zadimljenih klizanja u holivudskim automobilskim jurnjavama. Ali nemojte to pokušavati kod kuće.
Sposobnost da se smanji prianjanje kotača može predstavljati mali problem ako niste vozač kaskader u holivudskom filmu. Budući da je obično manja težina na stražnjoj osovini automobila, automobili sa stražnjim pogonom sami po sebi imaju manju trakciju od ostalih (dakle, mogućnost okretanja kotača). To znači da kada ceste postanu skliske, kotači u sustavu stražnjeg pogona mogu se lakše okretati i automobil može otklizati bez kontrole. Moderni sigurnosni sustavi poput kontrole proklizavanja pomažu u izbjegavanju ovog problema, ali ako želite naučiti ovu naprednu tehniku vožnje, pohađajte tečaj profesionalne vožnje. Ako to učinite pogrešno, to može uzrokovati sudar, sudar ili još gore.
Naravno, moglo bi se činiti da bi postavljanje motora straga, iznad stražnje osovine, moglo riješiti taj problem vuče. Porsche je to radio od samog početka, a 911 se naširoko smatra najboljim svjetskim svestranim sportskim automobilom. To je također jedini mainstream automobil sa stražnjim motorom koji se trenutačno proizvodi, jer ovaj izgled stvara vlastite probleme u upravljanju. Sjećate se Chevrolet Corvaira iz 1960-ih? Neobična dinamika upravljanja koju stvara njegov stražnji motor, između ostalog, izazvala je bijes Ralpha Nadera, koji je napisao knjigu Nesiguran pri bilo kojoj brzini i osudio Corvair. Ali mnogi ljudi – uključujući mnoge vješte vozače – smatrali su da je Nadar pogriješio i danas je Corvair željni klasični automobil. Tko je bio u pravu? Oboje su bili, do neke mjere. Pogrešno napravljen, automobil sa stražnjim motorom može biti težak za vožnju. Ako se pravilno izvede, kao što su Porsche i Volkswagen dokazali, može rezultirati automobilom koji je zabavan i siguran za vožnju.
Pogon na stražnje kotače također dolazi s nekim problemima s pakiranjem. Za pogonsko vratilo i stražnji diferencijal (mehanizam zupčanika koji prenosi snagu s pogonskog vratila na kotače) dovoljno razmak, visok tunel mjenjača koji se proteže niz sredinu automobila je neophodan, a on troši nešto unutrašnjosti i prtljažnika prostor. Odatle dolazi ta grba u sredini unutrašnjosti automobila sa stražnjim pogonom.
U biti, pogon na stražnje kotače je najzabavniji, ali najmanje praktičan način kretanja. Nedostatak prianjanja može otežati vožnju ako živite u području s puno kiše, snijega ili leda, ali većina automobila s najboljim vozačima ima stražnji pogon. Teško je raspravljati s demonima brzine kao što su Ferrari 458 Italia i BMW M5, a oba imaju stražnji pogon.
Pogon na prednje kotače: glavni izbor
Ograničenja pogona na stražnje kotače navela su proizvođače automobila da potraže alternativu i osmislili su danas najpopularniju konfiguraciju na tržištu: pogon na prednje kotače. Postavka koju favoriziraju Honda Civic i Toyota Camry suprotna je pogonu na stražnje kotače, i to ne samo na očit način. Dok stražnji pogon nudi užitak u vožnji za mnoge automobile visokih performansi nauštrb praktičnosti, prednji pogon stavlja praktičnost na prvo mjesto, a zabavu na drugo.
Očita prednost pogona na prednje kotače je bolja trakcija: budući da se motor nalazi iznad pogonskih kotača, veća težina ih gura na cestu. To čini automobile s prednjim pogonom lakšim za vožnju zimi ili na klizavim uvjetima.
Pogon na prednje kotače također je popustljiviji. Njegova karakteristična karakteristika upravljanja je podupravljanje, osjećaj da se prednji kotači ne okreću dok automobil ide iza zavoja. Kada većina ljudi osjeti da gubi kontrolu nad svojim automobilom, instinktivno otpuste gas i zakrenu. Ta reakcija trzaja koljena najbolje funkcionira s pogonom na prednje kotače, ali može uzrokovati okretanje u automobilu sa stražnjim pogonom na pretjerano upravljanje.
Pokretanje prednjih kotača možda je sigurnije, ali je i manje ugodno. Zamoliti prednje kotače da voze, koče i upravljaju teško je; ljudi nisu baš dobri u multitaskingu, a nisu ni automobili. Snažni automobili s prednjim pogonom imaju "okretni moment upravljanja", u kojem se kotače zapravo vuče u različitim smjerovima snagom motora dok automobil ubrzava. To definitivno nije zabavno i zato su većina sportskih automobila s prednjim pogonom mali, umjereno snažni hatchbackovi kao što su Ford Focus ST, Mazdaspeed3 i Volkswagen GTI.
Pogon na prednje kotače je, naposljetku, više stvar pakiranja nego performansi. Većina automobila s prednjim pogonom ima "mjenjač-diferencijal", koji kombinira prijenos i prednju osovinu u jedan dio (otuda i naziv), ali funkcionira isto kao i normalni sustav pogona na stražnje kotače. Osim što je kompaktniji od zasebnog mjenjača i osovine, mjenjač-diferencijal također omogućuje automobilima s prednjim pogonom da imaju motore postavljene bočno. To omogućuje manji prostor motora, ostavljajući više prostora za putničku kabinu. Nedostatak tunela prijenosa i stražnjeg diferencijala također povećava prostor u unutrašnjosti i prtljažniku - nema grbe u sredini unutrašnjosti automobila.
Pogon na sve kotače: najbolje od oba svijeta?
Pokretanje samo dva kotača, bilo sprijeda ili straga, jasno ima ograničenja uz svoje prednosti. Što je s napajanjem sva četiri?
Postoji više od jednog načina za to. Proizvođači automobila općenito nazivaju "pogon na četiri kotača" i "pogon na sva četiri kotača" različitim stvarima, a zapravo postoje dva različita sustava. Prvi i originalni sustav, pogon na sva četiri kotača, naširoko poznat kao "4X4", uključuje preusmjeravanje snage s prijenosa na stražnje i prednje kotače putem mehaničkog uređaja koji se naziva "kućište prijenosa". Ovo je preferirani sustav za terenska vozila, kao što su Jeepovi, tipovi koji obično dolaze s "4×4" naljepnice. To je ono o čemu ljudi obično govore kada koriste izraz "pogon na sva četiri kotača".
S vozačevog sjedala, vozila s pogonom na sva četiri kotača doimaju se izrazito starom školom. Većina vozila s pogonom 4X4 zahtijevaju od vozača da ručno prebace u pogon na sva četiri kotača pomoću poluge postavljene pored mjenjača, ili na luksuznim terenskim vozilima postoji posebna tipka koju treba pritisnuti. Većinu vremena, vozila sa sustavom 4X4 koriste samo pogon na dva kotača za kretanje, sve dok situacija ne postane teška. Budući da su dizajnirana prvenstveno za terensku vožnju, vozila 4×4 također se oslanjaju na niski stupanj prijenosa za poboljšanje i upravljanje trakcijom. Ako ste ikad vozili brdski bicikl po raznolikom terenu, znate da mogućnost mijenjanja brzina stvarno može olakšati stvari. Ista je situacija s vozilima 4x4: njihov niski stupanj prijenosa može ograničiti ubrzanje i dosadno upravljanje, ali također su u stanju svladati prepreke koje bi zaglavile vozila bez sustava 4X4.
Nakon što izađu iz teškog terena, većina vozila s 4X4 pogonom može se vratiti na pogon na dva kotača i voziti se normalno. Evo malo akcije 4X4 u Jeepu i Range Roveru:
Druga i popularnija opcija je varijacija pogona na četiri kotača kojom upravlja elektronika koja se obično naziva "pogon na sve kotače" ili AWD. Opet, mjenjač-diferencijal pokreće prednje kotače s drugom izlaznom osovinom koja šalje snagu na stražnje kotače. Budući da ne zahtijeva nisko spušteni prednji diferencijal, ovo je poželjna postavka za cestovne automobile i crossovere kao što je Subaru Forester.
Računalno upravljani sustavi pogona na sve kotače na novim automobilima i SUV vozilima omogućuju da se voze kao i svaki drugi automobil: samo uđete i krenete. Obično nema gumba za guranje ili poluga za povlačenje, AWD sustav je "uključen" cijelo vrijeme. Računala prate brzine kotača i mogu poslati snagu na kotače koji imaju najbolje prianjanje u hodu. Posljedično, automobili s pogonom na sve kotače i SUV-ovi imaju tendenciju da se na cesti ponašaju više kao njihovi dvojnici s pogonom na dva kotača. Inženjeri mogu mijenjati prednju i stražnju podjelu snage, pružajući različite karakteristike za različite situacije u vožnji. Vožnja otvorenom cestom mogla bi pogodovati većoj snazi na prednjim kotačima za lakše krstarenje i bolju potrošnju goriva, dok prilikom vožnje po snijegu svi će kotači raditi kako bi zadržali vuču, a sve to bez ikakvih promjena vozač. Različiti automobili koriste AWD sustave na različite načine. Obiteljski crossover SUV mogao bi biti u redu šaljući većinu svoje snage na prednje kotače, ali za superautomobili kao što su Audi R8 ili Lamborghini Gallardo, više snage na stražnje kotače rezultira boljim ubrzanje. To je fleksibilan tip sustava.
Ima li kakvih nedostataka pogona na sve kotače? Sustavi pogona na sva četiri kotača dodaju težinu i složenost automobila, a motor mora više raditi da okrene sva četiri kotača prema potrebi. To znači da ekonomičnost goriva pada, a osnovne cijene za AWD verzije automobila koji ga imaju kao opciju više su od njihovih verzija s pogonom na dva kotača. Kupci također moraju biti u potrazi za pravom vrstom automobila: osim SUV-ova, nekih luksuznih limuzina i gotovo svakog Subarua, izbor je također ograničen, ali mogli biste se iznenaditi kad vidite kakvi auti možeš sada uzmi s AWD.
Ali čekajte, ima još toga.
Elektromotori i jednostavniji pristup
Hibridi i električna vozila (EV) na tržište donose novu vrstu pogona na sve kotače: mogu koristiti električne motore za izravno napajanje pojedinačnih kotača unutar samog kotača, nisu potrebna pogonska vratila, prijenosna kutija ili komplicirani prijenosi.
The Mercedes-Benz SLS AMG električni pogon je verzija Mercedesovog vrhunskog sportskog automobila na baterijski pogon. Zamjenjuje jedan V8 motor benzinske verzije i konvencionalni pogon s četiri električna motora. Ne samo da daju ovom elektrificiranom sportskom automobilu ravnotežu i prianjanje pogona na sve kotače, pogon na sva četiri kotača motori se također mogu koristiti za kočenje pojedinačnih kotača u zavojima, povlačeći automobil u pravilan zavoj crta. Evo videa SLS AMG EV u akciji pokazujući što je moguće s električnim motorima u svakom kotaču.
Pristup s više motora također može dobro funkcionirati s hibridnim automobilom. The Porsche 918 Spyder je definitivno najnečuveniji plug-in hibrid ikad napravljen, a koristi dva električna motora; jedan za pogon prednjih kotača, a drugi pričvršćen na njegov 4,6-litreni V8 motor na stražnjoj strani automobila. Električni motori su računalno kontrolirani i također omogućuju da se automobil vozi isključivo na električnu energiju, dajući 918 nevjerojatnu potrošnju goriva za automobil tako visokih performansi. Nadolazeći Acura NSX (ispod) koristi tri motora: po jedan za svaki prednji kotač i jedan koji spaja stražnje kotače s 3,5-litrenim V6 plinskim motorom. Budućnost je širom otvorena kada je u pitanju koliko se načina električni motori mogu koristiti u automobilima.
U popularnom Električni automobil Tesla Model S, jedan električni motor veličine lubenice smješten je između stražnjih kotača. Budući da električni motori proizvode snagu u puno većem rasponu od plinskih motora, većina električnih automobila nema prijenos u uobičajenom smislu. To jest, nema zupčanika za promjenu jer je električni motor gotovo izravno povezan s pogonskim kotačima, s možda jednostavnim reduktorom između motora i kotača. Da bi išao brzo, električni motor se jednostavno okreće brže, nije potreban dodatni stupanj prijenosa. Sposobnost proizvodnje automobila bez kompliciranog prijenosa smanjuje težinu, cijenu i složenost za proizvođača automobila i također rezultira vrlo tihom i glatkom vožnjom, nešto što je poznato većini električnih automobila za. Pogonski sklop u većini električnih automobila stvarno je vrlo jednostavan u usporedbi s automobilima na plin i mogao bi dovesti do povećane pouzdanosti i smanjenih troškova popravka za vlasnike.
Postavlja se pitanje: s toliko motora i motora naguranih u jedno vozilo, kako izračunati konjske snage hibridnog ili električnog automobila? Najlakši način je zbrojiti snagu motora i svakog od elektromotora; proizvođači automobila to zovu "ukupni učinak sustava". Uzmimo gore spomenuti Porsche 918 Spyder: to je benzinac motor proizvodi 608 KS, njegov prednji elektromotor proizvodi 127 KS, a stražnji motor proizvodi 154 KS. To dovodi ukupnu snagu do nevjerojatnih 887 KS!
Naravno, izlazna snaga elektromotora obično se mjeri u kilovatima (kW), a ne u konjskim snagama. Kako pretvarate kilovate u konjske snage? Jednostavno pomnožite broj kilovata s 1,341 (tj.: 100kw x 1,341 = 134 konjske snage).
Također treba napomenuti da u hibridima električni motori mogu davati snagu samo kada su im baterije napunjene, tako da sva ta snaga možda neće biti dostupna u svakom trenutku. Hibridi često imaju različite načine vožnje koji daju prednost potpuno električnoj vožnji, ekonomičnosti goriva ili performansama mijenjanjem kombinacije benzina i električne energije koja se dovodi na kotače. Ovi se sustavi razlikuju od modela do modela.
Ako imate pitanja o pogonskim sklopovima, javite nam u komentarima.
