Du vet nøyaktig hva du vil ha i din nye bil. Du har valgt en kraftig V8-motor, en pigg firesylindret, en økonomisk hybrid eller en banebrytende elbil, men det er fortsatt et viktig spørsmål å vurdere: hva slags drivsystem skal den motoren kobles til? Bakhjulsdrift? Forhjuls-trekk? Firehjulstrekk? 4X4? Enten bilen din drives av forhjulene, bakhjulene, alle fire hjulene eller noe i mellom, er det fordeler og ulemper med hvert system.
Først litt grunnleggende: et "drivverk" er kombinasjonen av motoren, eller i tilfelle et elektrisk kjøretøy ("EV"), en "motor", som driver bilen, og en overføring, som bruker motorens kraft til å snu hjulene og sette bilen i bevegelse. Motoren og girkassen er faktisk to separate og svært forskjellige mekaniske systemer som henger tett sammen. Sammen utgjør de bilen din drivverk, også omtalt av noen mennesker som en "drivlinje".
Anbefalte videoer
Denne artikkelen er utformet for å gi deg en generell idé om hva du kan forvente med hver mulig drivlinjekonfigurasjon. Vær oppmerksom på at individuelle biler kan yte svært forskjellig avhengig av hvordan de er utstyrt og innstilt. En Corvette og en Lincoln Town Car er begge bakhjulsdrevne, men de fungerer tydeligvis ikke på samme måte. Her er hvorfor.
Kraft, definert
Hver drivlinjekonfigurasjon vi skal diskutere her sender motorens kraft til hjulene på en annen måte, men hvordan måler du nøyaktig en bils kraft? Når det kommer til biler, måles kraft generelt på to måter: hestekrefter (målt i hestekrefter) og dreiemoment (målt i pund-fot).
Og ja, hestekrefter har en hesteopprinnelse. Det er faktisk en vilkårlig figur at oppfinneren av dampmaskinen, Den skotske ingeniøren James Watt fra 1700-tallet, utviklet da han ønsket å sammenligne maskinens ytelse med trekkhestene. Det tilsvarer 746 watt (en måleenhet oppkalt etter samme fyr) elektrisk energi.
Hestekrefter er en form for energi. Det er det som driver en bil nedover veien, og det som gjør dem heroiske topphastigheter mulig. Det er imidlertid ikke det som faktisk får hjulene til å gå rundt. For det trenger du noe som heter «moment».
Dreiemoment er en vridningskraft; det er den samme kraften du bruker for å åpne en syltebeholder eller løsne en skrue. Det er også det som får en bil til å bevege seg fra stillestående. Det er derfor du ofte vil høre girhoder som skryter av bilenes "lave dreiemoment", og det er derfor pickuper har så mye av det: å akselerere raskt eller få en tung last i bevegelse, dreiemoment er det du trenge.
Så en bils evne til å bevege seg er basert på både hestekrefter og dreiemoment, men hva gjør du med den når du først har fått den? Det er her drivverket kommer inn.
Bakhjulsdrift: Den originale veien videre
Ford Model T hadde motoren foran mens drivverket snudde hjulene bak. På den tiden gjorde majoritetsbilene som fulgte det samme, med god grunn. "Bakhjulsdrift" er den enkleste måten å pakke en bils drivverk på siden komponentene som består av system som overfører motorkraften til hjulene kan spres utover hele bilens lengde undersiden. Det er også det beste grunnlaget for utmerket håndtering. Selv om det høres ut som en ganske god deal, kan de samme dydene også være ulemper.
La oss starte med det positive: Å drive bakhjulene lar forhjulene håndtere styringen og det meste av bremsingen. Å be forhjulene om også å flytte bilen – for å gjøre alle tre – kan være veldig vanskelig, spesielt i kraftige biler. Dermed har bakhjulsdrift en tendens til å være favorittsystemet for sportsbiler og deres sjåfører.
Denne arbeidsdelingen mellom for- og bakhjul gjør kjøringen morsommere. I svært kraftige biler med bakhjulsdrift kan en profesjonell sjåfør faktisk bruke gasspedalen for å hjelpe til med å styre gjennom et hjørne ved å snurre litt på bakhjulene! Dette er kjent som "styring med baksiden" av bilen. Nøye modulering av kraften ved hjelp av gasspedalen påvirker bakhjulenes trekkraft, slik at bilen kan rotere litt i hjørnet. Det kalles "overstyring", og det er magien bak "drift" og alt det røykfylte skli rundt i Hollywood-biljaktene. Men ikke prøv det hjemme.
Evnen til å redusere hjulenes grep kan være litt av et problem hvis du ikke er en stuntsjåfør i en Hollywood-film. Siden det er mindre typisk mindre vekt over bilens bakaksel, har bakhjulsdrevne biler iboende mindre trekkraft enn andre (dermed muligheten til å spinne hjulene). Det betyr at når veiene blir glatte, kan hjul i et bakdrevet system lettere snurre og bilen kan skli ut av kontroll. Moderne sikkerhetssystemer som traction control hjelper til med å unngå dette problemet, men hvis du vil lære deg denne avanserte kjøreteknikken, ta en profesjonell kjøretime. Gjør du det feil kan det føre til krasj, kollisjon eller verre.
Selvfølgelig kan det virke som å sette motoren bakover, over bakakselen, kan løse det trekkraftproblemet. Porsche har gjort det fra begynnelsen, og 911 er ansett som verdens beste allround sportsbil. Det er også den eneste vanlige bakmotorbilen som for tiden er i produksjon, fordi denne layouten skaper sine egne håndteringsproblemer. Husker du Chevrolet Corvair fra 1960-tallet? Den uvanlige håndteringsdynamikken skapt av den bakmonterte motoren, inspirerte blant annet iveren til Ralph Nader, som skrev boken Usikre i enhver hastighet og dømte Corvair. Men mange mennesker – inkludert mange dyktige sjåfører – følte at Nadar tok feil, og i dag er Corvair en ettertraktet klassisk bil. Hvem hadde rett? Det var de begge til en viss grad. Gjort feil kan en bakmotorisert bil være en håndfull å kjøre. Gjort riktig, som Porsche og Volkswagen har bevist, kan resultere i en bil som er morsom og trygg å kjøre.
Bakhjulsdrift kommer også med noen emballasjeproblemer. For å gi drivakselen og den bakre differensialen (en girmekanisme som overfører kraft fra drivakselen til hjulene) nok klaring, en høy girtunnel som går ned midt i bilen er nødvendig, og den spiser opp litt interiør og bagasjerom rom. Det er der den pukkelen midt i interiøret i en bakdrevet bil kommer fra.
I hovedsak er bakhjulsdrift den morsomste, men minst praktiske veien å gå. Mangel på trekkraft kan gjøre kjøring vanskelig hvis du bor i et område som har mye regn, snø eller is, men de fleste av de beste sjåførbilene er bakdrevne. Det er vanskelig å argumentere med fartsdemoner som Ferrari 458 Italia og BMW M5, som begge er bakhjulsdrevne.
Forhjulsdrift: Det vanlige valget
Grensene for bakhjulsdrift førte til at bilprodusentene så etter et alternativ, og de kom opp med den mest populære konfigurasjonen på markedet i dag: forhjulsdrift. Oppsettet foretrukket av Honda Civic og Toyota Camry er det motsatte av bakhjulsdrift, og ikke bare på den åpenbare måten. Mens bakdrev byr på kjøreglede for mange ytelsesbiler på bekostning av det praktiske, setter frontdrift det praktiske først, og moro på andreplass.
En åpenbar fordel med forhjulsdrift er bedre trekkraft: siden motoren sitter over de drevne hjulene, er det mer vekt som presser dem ned på veien. Det gjør frontdrevne biler lettere å kjøre i vinter eller glatte forhold.
Forhjulsdrift er også mer tilgivende. Dens karakteristiske kjøreegenskap er understyring, følelsen av at forhjulene ikke går rundt når en bil kjører rundt et hjørne. Når de fleste føler at de mister kontrollen over bilen, slipper de instinktivt gassen og styrer. Den knestøtreaksjonen fungerer best med forhjulsdrift, men det kan føre til spinn i en overstyrt bakhjulsdrevet bil.
Å drive forhjulene kan være tryggere, men det er også mindre hyggelig. Å be forhjulene om å gjøre kjøring, bremsing og styring er en stor bestilling; folk er ikke så gode på multitasking, og det er heller ikke biler. Kraftige frontdrevne biler har "torque steer", der hjulene faktisk trekkes i forskjellige retninger av motorens kraft når bilen akselererer. Det er definitivt ikke morsomt, og det er grunnen til at de fleste sporty forhjulsdrevne bilene er små, moderat kraftige kombibiler som Ford Focus ST, Mazdaspeed3 og Volkswagen GTI.
Forhjulsdrift handler tross alt mer om emballasje enn ytelse. De fleste forhjulsdrevne biler har en "transaxle", som kombinerer girkassen og forakselen i ett stykke (derav navnet), men fungerer på samme måte som normalt bakhjulsdriftssystem. I tillegg til å være mer kompakt enn en separat girkasse og aksel, lar en transaksel også frontdrevne biler ha motorene montert sideveis. Det gir mulighet for et mindre motorrom, og gir mer plass til passasjerkabinen. Mangelen på en girtunnel og bakdifferensial øker også interiøret og bagasjerommet – det er ingen pukkel i midten av bilens interiør.
Firehjulsdrift: Det beste fra to verdener?
Å drive bare to hjul, enten foran eller bak, har helt klart begrensninger sammen med fordelene. Så hva med å drive alle fire?
Det er mer enn én måte å gjøre dette på. Bilprodusenter refererer generelt til "firehjulsdrift" og "firehjulsdrift" som forskjellige ting, og det er faktisk to forskjellige systemer. Det første og originale systemet, firehjulsdrift, kjent som "4X4", innebærer å omdirigere kraften fra girkassen til både bak- og forhjulene via en mekanisk enhet kalt en "overføringsboks". Dette er det foretrukne systemet for terrengkjøretøyer, for eksempel jeeper, typen som vanligvis kommer med "4×4" dekaler. Dette er hva folk vanligvis snakker om når de bruker uttrykket "firehjulsdrift."
Fra førersetet føles firehjulsdrevne kjøretøy desidert gammeldags. De fleste 4X4-aktiverte kjøretøy krever at sjåfører skifter til firehjulsdrift manuelt med en spak montert ved siden av giret, eller på luksuriøse terrengkjøretøyer er det en spesiell knapp å trykke på. Mesteparten av tiden bruker kjøretøy med 4X4-system kun tohjulsdrift for å komme seg rundt, helt til det blir tøft. Siden de først og fremst er designet for terrengkjøring, er 4×4-kjøretøyer også avhengige av lav giring for å forbedre og administrere trekkraften. Hvis du noen gang har syklet terrengsykkel over varierende terreng, vet du at det å kunne skifte gir virkelig kan gjøre ting enklere. Det er den samme avtalen med 4x4: deres lave giring kan begrense akselerasjon og kjedelig håndtering, men de er også i stand til å overvinne hindringer som kan strande kjøretøy uten et 4X4-system.
Når de er ute av det røffe terrenget, kan de fleste kjøretøy med 4X4-evne bytte tilbake til tohjulsdrift og kjøres normalt. Her er litt 4X4 action i en jeep og en Range Rover:
Det andre og mer populære alternativet er en variant av firehjulsdrift administrert av elektronikk ofte referert til som "firehjulsdrift" eller AWD. Igjen driver en transaksel forhjulene med en andre utgående aksel som sender kraft til bakhjulene. Fordi den ikke krever en lavthengende frontdifferensial, er dette det foretrukne oppsettet for veigående biler og crossovers som en Subaru Forester.
De datastyrte firehjulsdriftssystemene på nye biler og SUV-er gjør at de kan kjøres som alle andre biler: du bare går inn og går. Det er vanligvis ingen knapper å trykke på eller spaker å trekke, AWD-systemet er "på" hele tiden. Datamaskiner overvåker hjulhastigheter og kan sende kraft til hjul som har mest grep i farten. Følgelig har firehjulsdrevne biler og SUV-er en tendens til å håndtere mer som sine tohjulsdrevne motstykker på veien. Ingeniører kan variere kraftfordelingen foran og bak, og gir ulike egenskaper for ulike kjøresituasjoner. Åpen veikjøring kan favorisere mer kraft til forhjulene for enkel cruising og bedre bensinkjøring kjøring i snø vil få alle hjulene til å fungere for å holde trekkraften, alt uten at det blir gjort noen endringer av sjåfør. Ulike biler bruker AWD-systemer på forskjellige måter. Familien crossover SUV kan gjøre det bra å sende mesteparten av sin kraft til forhjulene, men for superbiler som Audi R8 eller Lamborghini Gallardo, mer kraft til bakhjulene gir bedre akselerasjon. Det er en fleksibel type system.
Er det noen ulemper med firehjulsdrift? Firehjulsdriftssystemer legger vekt og kompleksitet til en bil, og motoren må jobbe hardere for å snu alle fire hjulene etter behov. Det betyr at drivstofføkonomien får en knekk, og grunnprisene for AWD-versjoner av biler som har det som ekstrautstyr er høyere enn deres tohjulsdrevne versjoner. Kjøpere må også være på markedet for den riktige typen bil: bortsett fra SUV-er, noen luksussedaner og de fleste alle Subaru, er valgene også begrenset, men du kan bli overrasket over å se hva slags biler du kan nå med AWD.
Men vent, det er mer.
Elektriske motorer og en mer forenklet tilnærming
Hybrider og elektriske kjøretøyer (EV) bringer en ny type firehjulsdrift til markedet: de kan bruke elektriske motorer til å drive individuelle hjul direkte inne i selve hjulet, ingen drivaksler, overføringskasser eller kompliserte girkasser kreves.
De Mercedes-Benz SLS AMG Electric Drive er en batteridrevet versjon av Mercedes sin toppsportsbil. Den erstatter bensinversjonens enkelt V8-motor og konvensjonelle drivverk med fire elektriske motorer. Ikke bare gir de denne elektrifiserte sportsbilen balansen og grepet til firehjulsdrift, de fire hjulene motorer kan også brukes til å bremse individuelle hjul i svinger, og trekke bilen inn i riktig sving linje. Her er en video av SLS AMG EV i aksjon viser hva som er mulig med elektriske motorer i hvert hjul.
Den flermotoriske tilnærmingen kan også fungere godt med en hybridbil. De Porsche 918 Spyder er definitivt den mest opprørende plug-in hybrid som noen gang er laget, og den bruker to elektriske motorer; en for å drive forhjulene og en annen festet til sin 4,6-liters V8-motor bak på bilen. De elektriske motorene er datastyrte og lar også bilen kjøres rent på elektrisitet, noe som gir 918 en utrolig gasslengde for en så høyytelsesbil. Den kommende Acura NSX (nedenfor) bruker tre motorer: én for hvert forhjul, og én som kombinerer bakhjulene med en 3,5-liters V6-gassmotor. Fremtiden er vidåpen når det kommer til hvor mange måter elektriske motorer kan brukes i biler.
I det populære Tesla Model S elbil, en enkelt elektrisk motor på størrelse med vannmelon er plassert mellom bakhjulene. Fordi elektriske motorer produserer kraft over et mye større rekkevidde enn gassmotorer, har de fleste elbiler ikke girkasse i vanlig forstand. Det vil si at det ikke er noe gir å skifte fordi elmotoren er koblet til drivhjulene nesten direkte, med kanskje et enkelt reduksjonsgir mellom motor og hjul. For å gå fort snurrer den elektriske motoren ganske enkelt raskere, ingen ekstra giring er nødvendig. Muligheten til å produsere biler uten en komplisert girkasse reduserer vekt, kostnad og kompleksitet for bilprodusenter og resulterer også i en veldig stillegående og jevn tur, noe de fleste elbiler er kjent for til. Drivverket i de fleste elbiler er egentlig veldig enkelt sammenlignet med gassdrevne biler og kan føre til økt pålitelighet og reduserte reparasjonskostnader for eiere.
Dette reiser spørsmålet: Med så mange motorer og motorer stappet i ett kjøretøy, hvordan finner du ut hestekreftene til en hybrid- eller elbil? Den enkleste måten er å legge til ytelsen til motoren og hver av de elektriske motorene; bilprodusenter kaller dette "total systemutgang". Ta Porsche 918 Spyder nevnt ovenfor: det er bensin motoren yter 608 hk, dens fremre elektriske motor yter 127 hk, og den bakre motoren yter 154 hk. Det bringer totalsummen til fantastiske 887 hk!
Selvfølgelig måles effekten til elektriske motorer vanligvis i kilowatt (kW), ikke hestekrefter. Hvordan konverterer du kilowatt til hestekrefter? Bare multipliser antall kilowatt med 1,341 (dvs.: 100kw x 1,341 = 134 hestekrefter).
Det bør også bemerkes at i hybrider kan de elektriske motorene bare gi strøm når batteriene deres er ladet, så all den kraften er kanskje ikke tilgjengelig til enhver tid. Hybrider har ofte forskjellige kjøremoduser som prioriterer helelektrisk kjøring, drivstofføkonomi eller ytelse ved å variere kombinasjonen av bensin og elektrisk kraft som tilføres hjulene. Disse systemene varierer fra modell til modell.
Hvis du har spørsmål om drivverk, gi oss beskjed i kommentarfeltet.
