U weet precies wat u wilt in uw nieuwe auto. Je hebt gekozen voor een krachtige V8-motor, een pittige viercilinder, een zuinige hybride of een hypermoderne elektrische auto, maar er is nog een belangrijke vraag die we moeten overwegen: aan wat voor soort aandrijfsysteem moet die motor worden gekoppeld? Achterwielaandrijving? Voorwielaandrijving? Vierwielaandrijving? 4X4? Of uw auto nu wordt aangedreven door de voorwielen, de achterwielen, alle vier de wielen of iets daartussenin, elk systeem heeft voor- en nadelen.
Eerst enkele basisprincipes: een “aandrijflijn” is de combinatie van de motor, of in het geval van een elektrisch voertuig (“EV”), een “motor”, die de auto aandrijft, en een overdragen, waarbij het vermogen van de motor wordt gebruikt om de wielen te laten draaien en de auto in beweging te brengen. De motor en transmissie zijn eigenlijk twee afzonderlijke en zeer verschillende mechanische systemen die nauw met elkaar verbonden zijn. Samen vormen ze die van uw auto aandrijflijn, door sommige mensen ook wel een ‘aandrijflijn’ genoemd.
Aanbevolen video's
Dit artikel is bedoeld om u een algemeen idee te geven van wat u kunt verwachten bij elke mogelijke aandrijflijnconfiguratie. Houd er rekening mee dat individuele auto's heel verschillend kunnen presteren, afhankelijk van hoe ze zijn uitgerust en afgesteld. Een Corvette en een Lincoln Town Car hebben beide achterwielaandrijving, maar presteren uiteraard niet op dezelfde manier. Dit is waarom.
Macht, gedefinieerd
Elke aandrijflijnconfiguratie die we hier bespreken, stuurt het motorvermogen op een andere manier naar de wielen, maar hoe meet je het vermogen van een auto precies? Als het om auto's gaat, wordt het vermogen over het algemeen op twee manieren gemeten: paardenkracht (gemeten in pk-eenheden) en koppel (gemeten in pond-voeten).
En ja, paardenkracht heeft een paardenoorsprong. Het is eigenlijk een willekeurig cijfer dat de uitvinder van de stoommachine, 18e-eeuwse Schotse ingenieur James Watt, bedacht toen hij de prestaties van zijn machine wilde vergelijken met die van trekpaarden. Het is het equivalent van 746 watt (een meeteenheid genoemd naar dezelfde man) aan elektrische energie.
Paardenkracht is een vorm van energie. Het is wat een auto over de weg voortstuwt, en wat deze maakt heroïsche topsnelheden mogelijk. Het is echter niet wat de wielen daadwerkelijk laat draaien. Daarvoor heb je iets nodig dat 'koppel' wordt genoemd.
Koppel is een draaiende kracht; het is dezelfde kracht die je gebruikt om een augurkenpot te openen of een schroef los te draaien. Het is ook wat een auto vanuit stilstand in beweging brengt. Dat is de reden waarom je versnellingsbakken vaak hoort opscheppen over het ‘low-end koppel’ van hun auto’s. Pick-uptrucks hebben er zoveel van: om snel te accelereren of een zware lading in beweging te krijgen, heb je koppel nodig behoefte.
Het bewegingsvermogen van een auto is dus gebaseerd op zowel het vermogen als het koppel, maar wat doe je ermee als je hem eenmaal hebt? Dat is waar de aandrijflijn binnenkomt.
Achterwielaandrijving: de originele weg vooruit
De Ford Model T had de motor voorin, terwijl de aandrijflijn de wielen naar achteren draaide. Destijds deden de meeste auto's die volgden hetzelfde, en met goede reden. “Achterwielaandrijving” is de eenvoudigste manier om de aandrijflijn van een auto te verpakken, aangezien de componenten waaruit de aandrijflijn bestaat systeem dat het motorvermogen naar de wielen overbrengt, kan over de hele lengte van de auto worden verspreid onderkant. Het is ook de beste basis voor een uitstekende handling. Hoewel dat een behoorlijk goede deal lijkt, kunnen diezelfde deugden ook nadelen zijn.
Laten we beginnen met de positieve punten: door de achterwielen aan te drijven, moeten de voorwielen het sturen en het grootste deel van het remmen voor hun rekening nemen. De voorwielen vragen om de auto ook te laten bewegen – om ze alle drie te doen – kan erg lastig zijn, vooral in krachtige auto’s. Achterwielaandrijving is dus vaak het favoriete systeem van sportwagens en hun bestuurders.
Deze taakverdeling tussen voor- en achterwielen maakt het rijden leuker. In zeer krachtige auto's met achterwielaandrijving kan een professionele bestuurder het gaspedaal zelfs gebruiken om door een bocht te helpen sturen door de achterwielen een beetje te laten draaien! Dit staat bekend als ‘sturen met de achterkant’ van de auto. Het zorgvuldig moduleren van het vermogen met behulp van het gaspedaal beïnvloedt de tractie van de achterwielen, waardoor de auto lichtjes kan draaien in de bocht. Het heet ‘overstuur’ en het is de magie achter ‘driften’ en al het rokerige rondglijden tijdens auto-achtervolgingen in Hollywood. Maar probeer het niet thuis.
De mogelijkheid om de grip van de wielen te verminderen kan een probleem zijn als je geen stuntrijder bent in een Hollywood-film. Omdat er doorgaans minder gewicht op de achteras van de auto rust, hebben auto's met achterwielaandrijving inherent minder tractie dan andere (en dus het vermogen om de wielen te laten draaien). Dat betekent dat wanneer de wegen glad worden, de wielen van een achterwielaandrijving gemakkelijker kunnen draaien en de auto uit de hand kan lopen. Moderne veiligheidssystemen zoals tractiecontrole helpen dit probleem te voorkomen, maar als je deze geavanceerde rijtechniek wilt leren, volg dan een professionele rijles. Als u het verkeerd doet, kan dit een crash, botsing of erger veroorzaken.
Het lijkt er natuurlijk op dat het plaatsen van de motor achteraan, over de achteras, het tractieprobleem zou kunnen oplossen. Porsche heeft het vanaf het begin gedaan en de 911 wordt algemeen beschouwd als de beste allround sportwagen ter wereld. Het is ook de enige reguliere auto met de motor achterin die momenteel in productie is, omdat deze lay-out zijn eigen handlingproblemen veroorzaakt. Herinner je je de Chevrolet Corvair uit de jaren 60 nog? De ongebruikelijke rijdynamiek die onder meer door de achterin geplaatste motor werd gecreëerd, wekte de woede op van Ralph Nader, die het boek schreef Onveilig bij elke snelheid en verdoemde de Corvair. Maar veel mensen – waaronder veel ervaren chauffeurs – waren van mening dat Nadar het bij het verkeerde eind had, en vandaag de dag is de Corvair een felbegeerde klassieke auto. Wie had gelijk? Dat waren ze allebei, tot op zekere hoogte. Als het verkeerd wordt gedaan, kan een auto met de motor achterin lastig te besturen zijn. Als het goed wordt gedaan, zoals Porsche en Volkswagen hebben bewezen, kan dit resulteren in een auto die leuk en veilig is om in te rijden.
Achterwielaandrijving brengt ook enkele verpakkingsproblemen met zich mee. Om de aandrijfas en het achterdifferentieel (een versnellingsmechanisme dat kracht van de aandrijfas naar de wielen overbrengt) voldoende te geven Er is ruimte nodig, een hoge transmissietunnel die door het midden van de auto loopt, is noodzakelijk en neemt een deel van het interieur en de kofferbak in beslag ruimte. Dat is waar die bult in het midden van het interieur van een auto met achterwielaandrijving vandaan komt.
In wezen is achterwielaandrijving de leukste, maar minst praktische manier om te gaan. Gebrek aan tractie kan het rijden bemoeilijken als u in een gebied woont waar veel regen, sneeuw of ijs ligt, maar de meeste auto's van de beste bestuurders hebben achterwielaandrijving. Het is moeilijk om ruzie te maken met snelheidsduivels als de Ferrari 458 Italia en BMW M5, die beide achterwielaandrijving hebben.
Voorwielaandrijving: de mainstream keuze
De beperkingen van achterwielaandrijving brachten autofabrikanten ertoe op zoek te gaan naar een alternatief, en ze kwamen met de meest populaire configuratie die momenteel op de markt is: voorwielaandrijving. De opstelling waar de Honda Civic en Toyota Camry de voorkeur aan geven, is het tegenovergestelde van achterwielaandrijving, en niet alleen op de voor de hand liggende manier. Terwijl achterwielaandrijving rijplezier biedt voor veel prestatieauto's, ten koste van de bruikbaarheid, stelt voorwielaandrijving de bruikbaarheid op de eerste plaats, en plezier op de tweede plaats.
Een duidelijk voordeel van voorwielaandrijving is een betere tractie: omdat de motor over de aangedreven wielen zit, is er meer gewicht dat ze op de weg drukt. Dat maakt auto’s met voorwielaandrijving gemakkelijker te besturen in de winter of op gladde wegen.
Voorwielaandrijving is ook vergevingsgezinder. Het karakteristieke rijgedrag is onderstuur, het gevoel dat de voorwielen niet draaien als een auto een bocht neemt. Wanneer de meeste mensen het gevoel hebben dat ze de controle over hun auto verliezen, laten ze instinctief het gas los en sturen. Die reflexmatige reactie werkt het beste bij voorwielaandrijving, maar kan bij een overstuurde auto met achterwielaandrijving een spin veroorzaken.
Het aandrijven van de voorwielen is weliswaar veiliger, maar ook minder plezierig. De voorwielen vragen om te rijden, remmen en sturen is een hele opgave; mensen zijn niet erg goed in multitasken, en auto's ook niet. Krachtige auto’s met voorwielaandrijving hebben ‘torque Steer’, waarbij de wielen feitelijk in verschillende richtingen worden getrokken door het motorvermogen terwijl de auto accelereert. Dat is beslist niet leuk, en daarom zijn de meeste sportieve voorwielaangedreven auto’s kleine, matig krachtige hatchbacks zoals de Ford Focus ST, Mazdaspeed3 en Volkswagen GTI.
Bij voorwielaandrijving gaat het immers meer om de verpakking dan om de prestaties. De meeste auto's met voorwielaandrijving hebben een 'transaxle', die de transmissie en de vooras uit één stuk combineert (vandaar de naam), maar hetzelfde functioneert als een normaal achterwielaandrijvingssysteem. Een transaxle is niet alleen compacter dan een afzonderlijke transmissie en as, maar maakt het ook mogelijk dat auto's met voorwielaandrijving de motoren zijdelings kunnen monteren. Dat zorgt voor een kleinere motorruimte, waardoor er meer ruimte overblijft voor de passagierscabine. Het ontbreken van een transmissietunnel en een achterdifferentieel vergroot ook de binnen- en kofferruimte – er zit geen bult in het midden van het interieur van de auto.
Vierwielaandrijving: het beste van twee werelden?
Het aandrijven van slechts twee wielen, zowel voor als achter, heeft duidelijk beperkingen en voordelen. Dus hoe zit het met het aandrijven van alle vier?
Er is meer dan één manier om dit te doen. Autofabrikanten noemen ‘vierwielaandrijving’ en ‘vierwielaandrijving’ over het algemeen verschillende dingen, en er zijn in feite twee verschillende systemen. Het eerste en originele systeem, vierwielaandrijving, algemeen bekend als ‘4X4’, houdt in dat het vermogen van de transmissie naar zowel de achter- als de voorwielen wordt geleid. via een mechanisch apparaat dat een ‘tussenbak’ wordt genoemd. Dit is het voorkeurssysteem voor terreinvoertuigen, zoals Jeeps, het type dat meestal wordt geleverd met “4×4” stickers. Dit is waar mensen het meestal over hebben als ze de uitdrukking ‘vierwielaandrijving’ gebruiken.
Vanaf de bestuurdersstoel voelen voertuigen met vierwielaandrijving beslist ouderwets aan. Bij de meeste voertuigen met 4X4-ondersteuning moet de bestuurder handmatig overschakelen naar vierwielaandrijving met een hendel die naast de versnellingspook is gemonteerd. Bij luxe terreinvoertuigen moet er een speciale knop worden ingedrukt. Meestal gebruiken voertuigen met een 4X4-systeem alleen tweewielaandrijving om zich te verplaatsen, totdat het moeilijk wordt. Omdat ze voornamelijk zijn ontworpen voor offroad-rijden, vertrouwen 4×4-voertuigen ook op een lage versnelling om de tractie te verbeteren en te beheersen. Als je ooit met een mountainbike over wisselend terrein hebt gereden, weet je dat het schakelen echt gemakkelijker kan maken. Hetzelfde geldt voor 4x4's: hun lage versnelling kan de acceleratie en het saaie rijgedrag beperken, maar ze zijn ook in staat obstakels te overwinnen die voertuigen zonder 4x4-systeem zouden laten stranden.
Eenmaal uit het ruige terrein kunnen de meeste voertuigen met 4X4-mogelijkheden terugschakelen naar tweewielaandrijving en normaal worden bestuurd. Hier is wat 4X4-actie in een Jeep en een Range Rover:
De tweede en populairste optie is een variant op vierwielaandrijving die wordt beheerd door elektronica, gewoonlijk 'vierwielaandrijving' of AWD genoemd. Ook hier drijft een transaxle de voorwielen aan, terwijl een tweede uitgaande as vermogen naar de achterwielen stuurt. Omdat er geen laaghangend voordifferentieel nodig is, is dit de voorkeursopstelling voor straatauto's en cross-overs zoals een Subaru Forester.
Dankzij de computergestuurde vierwielaandrijving van nieuwe auto's en SUV's kunnen ze worden bestuurd zoals elke andere auto: u stapt gewoon in en vertrekt. Er zijn doorgaans geen knoppen om in te drukken of hendels om aan te trekken; het AWD-systeem staat altijd ‘aan’. Computers houden de wielsnelheden in de gaten en kunnen tijdens het rijden kracht sturen naar de wielen die de meeste grip hebben. Bijgevolg hebben auto's en SUV's met vierwielaandrijving de neiging zich op de weg meer te gedragen als hun tegenhangers met tweewielaandrijving. Ingenieurs kunnen de vermogensverdeling voor en achter variëren, waardoor verschillende kenmerken voor verschillende rijsituaties ontstaan. Rijden op open wegen kan de voorkeur geven aan meer vermogen naar de voorwielen, zodat u gemakkelijker kunt cruisen en een beter benzineverbruik kunt behalen Als je in sneeuw rijdt, werken alle wielen om de tractie te behouden, en dat allemaal zonder dat er wijzigingen worden aangebracht door de bestuurder bestuurder. Verschillende auto's gebruiken AWD-systemen op verschillende manieren. De crossover-SUV voor het hele gezin zou het misschien prima kunnen doen om het grootste deel van zijn vermogen naar de voorwielen te sturen, maar dan wel supercars zoals de Audi R8 of Lamborghini Gallardo, meer vermogen naar de achterwielen resulteert in beter versnelling. Het is een flexibel type systeem.
Zijn er nadelen aan de vierwielaandrijving? Vierwielaandrijvingssystemen voegen gewicht en complexiteit toe aan een auto, en de motor moet harder werken om alle vier de wielen te laten draaien als dat nodig is. Dat betekent dat het brandstofverbruik een deuk krijgt, en dat de basisprijzen voor AWD-versies van auto's die dit als optie hebben hoger zijn dan die voor versies met tweewielaandrijving. Kopers moeten ook op zoek zijn naar het juiste soort auto: afgezien van SUV's, sommige luxe sedans en bijna elke Subaru is de keuze ook beperkt, maar het zal je misschien verbazen als je ziet wat voor auto's jij kan nu bij AWD.
Maar wacht, er is meer.
Elektromotoren en een meer vereenvoudigde aanpak
Hybrides en elektrische voertuigen (EV’s) brengen een nieuw type vierwielaandrijving op de markt: ze kunnen elektrische motoren gebruiken om individuele wielen rechtstreeks aan te drijven in het wiel zelfEr zijn geen aandrijfassen, verdeelbakken of ingewikkelde transmissies nodig.
De Mercedes-Benz SLS AMG elektrische aandrijving is een batterijaangedreven versie van Mercedes’ topsportwagen. Hij vervangt de enkele V8-motor van de benzineversie en de conventionele aandrijflijn met vier elektromotoren. Ze geven deze geëlektrificeerde sportwagen niet alleen de balans en grip van vierwielaandrijving, de vierwielaandrijving motoren kunnen ook worden gebruikt om individuele wielen in bochten af te remmen, waardoor de auto in de juiste bocht wordt getrokken lijn. Hier is een video van de SLS AMG EV in actie laten zien wat mogelijk is met elektromotoren in elk wiel.
De meermotorige aanpak kan ook goed werken bij een hybride auto. De Porsche 918 Spyder is absoluut de meest buitensporige plug-in hybride ooit gemaakt, en hij maakt gebruik van twee elektromotoren; één om de voorwielen aan te drijven en een andere gekoppeld aan de 4,6-liter V8-motor aan de achterkant van de auto. De elektromotoren zijn computergestuurd en zorgen er ook voor dat de auto puur op elektriciteit kan rijden, waardoor de 918 een geweldig benzineverbruik heeft voor zo’n krachtige auto. De komende Acura NSX (hieronder) gebruikt drie motoren: één voor elk voorwiel, en één die de achterwielen koppelt aan een 3,5-liter V6-gasmotor. De toekomst ligt wijd open als het gaat om de vele manieren waarop elektromotoren in auto’s kunnen worden gebruikt.
In de populaire Tesla Model S elektrische autoTussen de achterwielen is een enkele elektromotor ter grootte van een watermeloen geplaatst. Omdat elektromotoren over een veel groter bereik vermogen produceren dan gasmotoren, hebben de meeste elektrische auto's geen transmissie in de gebruikelijke zin. Dat wil zeggen dat er geen versnellingen hoeven te worden geschakeld omdat de elektromotor vrijwel rechtstreeks met de aandrijfwielen is verbonden, met wellicht een eenvoudige reductiekast tussen de motor en het wiel. Om snel te gaan, draait de elektromotor gewoon sneller, er is geen extra versnelling nodig. De mogelijkheid om auto's te produceren zonder ingewikkelde transmissie vermindert het gewicht, de kosten en de complexiteit autofabrikanten en resulteert ook in een zeer stille en soepele rit, iets wat de meeste elektrische auto's bekend zijn voor. De aandrijflijn van de meeste elektrische auto's is eigenlijk heel eenvoudig in vergelijking met auto's op gas en zou kunnen leiden tot een grotere betrouwbaarheid en lagere reparatiekosten voor eigenaren.
Dit roept de vraag op: met zoveel motoren en motoren in één voertuig gepropt, hoe bereken je het aantal pk's van een hybride of elektrische auto? De eenvoudigste manier is om het vermogen van de motor en elk van de elektromotoren bij elkaar op te tellen; autofabrikanten noemen dit ‘totale systeemoutput’. Neem de hierboven genoemde Porsche 918 Spyder: het is benzine De motor levert 608 pk, de elektromotor vooraan 127 pk en de achtermotor 154 pk. Dat brengt het totaal op een waanzinnige 887 pk!
Uiteraard wordt het vermogen van elektromotoren meestal gemeten in kilowatt (kW), niet in paardenkracht. Hoe zet je kilowatt om in paardenkracht? Vermenigvuldig eenvoudigweg het aantal kilowatt met 1,341 (d.w.z.: 100 kW x 1,341 = 134 pk).
Er moet ook worden opgemerkt dat bij hybrides de elektromotoren alleen stroom kunnen leveren als de accu's zijn opgeladen, waardoor al dat vermogen mogelijk niet altijd beschikbaar is. Hybriden hebben vaak verschillende rijmodi die prioriteit geven aan volledig elektrisch rijden, brandstofverbruik of prestaties door de combinatie van benzine en elektrische energie die naar de wielen wordt gevoerd te variëren. Deze systemen variëren van model tot model.
Als je een vraag hebt over aandrijflijnen, laat het ons dan weten in de reacties.
