Točno veste, kaj želite od svojega novega avtomobila. Izbrali ste zmogljiv motor V8, živahni štirivaljnik, varčen hibrid ali vrhunski električni avtomobil, vendar treba je razmisliti še o enem pomembnem vprašanju: na kakšen pogonski sistem naj bo ta motor pritrjen? Pogon na zadnja kolesa? Pogon na sprednja kolesa? Pogon na vsa kolesa? 4X4? Ne glede na to, ali vaš avto poganjajo sprednja kolesa, zadnja kolesa, vsa štiri kolesa ali nekaj vmes, ima vsak sistem prednosti in slabosti.
Najprej nekaj osnov: »pogonski sklop« je kombinacija motorja ali v primeru električnega vozila (»EV«), »motorja«, ki poganja avto, in prenos, ki uporablja moč motorja za obračanje koles in poganjanje avtomobila. Motor in menjalnik sta pravzaprav dva ločena in zelo različna mehanska sistema, ki sta tesno povezana. Skupaj sestavljajo vaš avto pogonski sklop, ki ga nekateri imenujejo tudi »pogonski sklop«.
Priporočeni videoposnetki
Ta članek je zasnovan tako, da vam ponudi splošno predstavo o tem, kaj lahko pričakujete pri vsaki možni konfiguraciji pogona. Zavedajte se, da se lahko posamezni avtomobili zelo razlikujejo glede na to, kako so opremljeni in nastavljeni. Corvette in Lincoln Town Car imata pogon na zadnja kolesa, vendar očitno ne delujeta enako. Evo zakaj.
Moč, definirana
Vsaka konfiguracija pogonskega sklopa, o kateri bomo razpravljali tukaj, pošilja moč motorja na kolesa na drugačen način, toda kako natančno merite moč avtomobila? Ko gre za avtomobile, se moč običajno meri na dva načina: konjske moči (merjene v enotah konjskih moči) in navor (merjeni v funt-čevljih).
In ja, konjske moči so konjskega izvora. Pravzaprav je poljubna številka, da je izumitelj parnega stroja, Škotski inženir James Watt iz 18. stoletja, ki ga je izumil, ko je želel primerjati zmogljivost svojega stroja z zmogljivostjo vlečnih konj. To je enakovredno 746 vatom (merska enota, poimenovana po istem tipu) električne energije.
Konjska moč je oblika energije. To je tisto, kar poganja avto po cesti in kar jih naredi možne junaške največje hitrosti. Vendar pa to ni tisto, kar dejansko požene kolesje. Za to potrebujete nekaj, kar se imenuje "navor".
Navor je sila sukanja; to je ista sila, ki jo uporabite, da odprete kozarec kislih kumaric ali popustite vijak. To je tudi tisto, zaradi česar se avto premakne z mesta. Zato boste pogosto slišali menjalnike, kako se hvalijo o "nizkem navoru" svojih avtomobilov, in zato tovornjaki imajo toliko tega: za hitro pospeševanje ali premikanje težkega tovora je navor tisto, kar potrebujete potreba.
Sposobnost gibanja avtomobila torej temelji na konjskih močeh in navoru, toda kaj storiti z njim, ko ga dobite? Tu nastopi pogonski sklop.
Pogon na zadnja kolesa: izvirna pot naprej
Ford Model T je imel motor spredaj, medtem ko je pogon vrtel kolesa zadaj. Takrat je večina avtomobilov, ki so sledili, storila enako, z dobrim razlogom. »Pogon na zadnja kolesa« je najpreprostejši način pakiranja pogonskega sklopa avtomobila, saj komponente, ki sestavljajo sistem, ki prenaša moč motorja na kolesa, je mogoče razporediti po dolžini avtomobila spodnja stran. Je tudi najboljša osnova za odlično rokovanje. Čeprav se to sliši kot precej dober posel, so te iste vrline lahko tudi slabosti.
Začnimo s pozitivnimi točkami: pogon na zadnja kolesa pusti sprednjim kolesom, da se ukvarjajo s krmiljenjem in večino zaviranja. Zahtevati, da prednja kolesa tudi premaknejo avto – narediti vse tri – je lahko zelo težavno, zlasti pri močnih avtomobilih. Tako je pogon na zadnja kolesa priljubljen sistem za športne avtomobile in njihove voznike.
Zaradi te delitve dela med sprednjimi in zadnjimi kolesi je vožnja bolj zabavna. V zelo zmogljivih avtomobilih s pogonom na zadnja kolesa lahko profesionalni voznik dejansko uporabi stopalko za plin, da pomaga pri krmiljenju skozi ovinek tako, da malo zavrti zadnja kolesa! To je znano kot "krmiljenje z zadnjim delom" avtomobila. Previdno prilagajanje moči s pomočjo stopalke za plin vpliva na oprijem zadnjih koles, kar omogoča, da se avtomobil rahlo zasuka v ovinku. Imenuje se »oversteer« in to je čarovnija za »driftanjem« in vsem tem zadimljenim drsenjem naokoli v hollywoodskih avtomobilskih preganjanjih. Vendar ne poskušajte doma.
Zmožnost zmanjšanja oprijema koles je lahko težava, če niste voznik kaskader v hollywoodskem filmu. Ker je običajno manj teže na zadnji osi avtomobila, imajo avtomobili s pogonom na zadnja kolesa sam po sebi manj oprijema kot drugi (torej možnost vrtenja koles). To pomeni, da ko ceste postanejo spolzke, se lahko kolesa v sistemu zadnjega pogona lažje vrtijo in avto lahko zdrsne izpod nadzora. Sodobni varnostni sistemi, kot je nadzor vleke, pomagajo preprečiti to težavo, a če se želite naučiti te napredne tehnike vožnje, se udeležite tečaja profesionalne vožnje. Napačno ravnanje lahko povzroči nesrečo, trčenje ali kaj hujšega.
Seveda se morda zdi, da bi namestitev motorja zadaj, nad zadnjo os, lahko rešila to težavo z oprijemom. Porsche je to počel že od samega začetka in 911 na splošno velja za najboljši vsestranski športni avtomobil na svetu. To je tudi edini mainstream avtomobil z motorjem zadaj, ki je trenutno v proizvodnji, ker ta postavitev povzroča lastne težave pri upravljanju. Se spomnite Chevrolet Corvair iz 1960? Nenavadna dinamika upravljanja, ki jo je ustvaril zadaj nameščeni motor, je med drugim spodbudila jezo Ralpha Naderja, ki je napisal knjigo Nevarno pri kateri koli hitrosti in obsodil Corvair. Toda veliko ljudi – vključno s številnimi izkušenimi vozniki – je menilo, da se je Nadar zmotil in danes je Corvair zaželen klasični avtomobil. Kdo je imel prav? Oba sta bila do neke mere. Če je avto z motorjem zadaj narejen narobe, ga je težko voziti. Pravilno opravljeno, kot sta dokazala Porsche in Volkswagen, lahko povzroči avto, ki je zabaven in varen za vožnjo.
Pogon na zadnja kolesa ima tudi nekaj težav pri pakiranju. Za pogonsko gred in zadnji diferencial (mehanizem zobnikov, ki prenaša moč s pogonske gredi na kolesa) dovolj prostega prostora, potreben je visok tunel menjalnika, ki teče po sredini avtomobila, in požre nekaj notranjosti in prtljažnika prostora. Od tod izvira tista grba sredi notranjosti avtomobila z zadnjim pogonom.
V bistvu je pogon na zadnja kolesa najbolj zabaven, a najmanj praktičen način. Pomanjkanje oprijema lahko oteži vožnjo, če živite na območju, kjer je veliko dežja, snega ali ledu, vendar ima večina najboljših avtomobilov za voznike zadnji pogon. Težko se je prepirati z demoni hitrosti, kot sta Ferrari 458 Italia in BMW M5, oba imata pogon na zadnja kolesa.
Pogon na sprednja kolesa: glavna izbira
Omejitve pogona na zadnja kolesa so proizvajalce avtomobilov privedle do iskanja alternative in prišli so do najbolj priljubljene konfiguracije na trgu danes: pogona na prednji kolesi. Nastavitev, ki ji dajeta prednost Honda Civic in Toyota Camry, je nasprotna pogonu na zadnja kolesa, in ne samo na očiten način. Medtem ko zadnji pogon ponuja užitek v vožnji za številne zmogljive avtomobile na račun praktičnosti, sprednji pogon postavlja praktičnost na prvo mesto in na drugo zabavo.
Očitna prednost pogona na sprednja kolesa je boljši oprijem: ker motor sedi nad gnanimi kolesi, jih večja teža potiska navzdol na cesto. To olajša vožnjo avtomobilov s sprednjim pogonom pozimi ali na spolzki podlagi.
Tudi sprednji pogon je bolj prizanesljiv. Njegova značilna lastnost upravljanja je podkrmiljenje, občutek, da se prednja kolesa ne obračajo, ko avto zapelje okoli ovinka. Ko večina ljudi začuti, da izgublja nadzor nad avtomobilom, nagonsko spustijo plin in zapeljejo. Ta reakcija trzanja v kolenu najbolje deluje pri pogonu na prednji kolesni par, lahko pa povzroči vrtenje pri pretiranem krmiljenju avtomobila s pogonom na zadnja kolesa.
Poganjanje sprednjih koles je morda varnejše, vendar je tudi manj prijetno. Zahtevati, da sprednja kolesa opravljajo vožnjo, zaviranje in krmiljenje, je težko; ljudje niso ravno dobri pri večopravilnosti, prav tako ne avtomobili. Zmogljivi avtomobili s prednjim pogonom imajo "krmiljenje navora", pri katerem kolesa dejansko vleče v različne smeri zaradi moči motorja, ko avto pospešuje. To zagotovo ni zabavno in zato je večina športnih avtomobilov s sprednjim pogonom majhnih, zmerno močnih kombilimuzin, kot so Ford Focus ST, Mazdaspeed3 in Volkswagen GTI.
Pri pogonu na sprednja kolesa gre navsezadnje bolj za embalažo kot za zmogljivost. Večina avtomobilov s pogonom na sprednja kolesa ima "transaxle", ki združuje menjalnik in sprednjo os v enem kosu (od tod tudi ime), vendar deluje enako kot običajni sistem pogona na zadnja kolesa. Poleg tega, da je kompaktnejši od ločenega menjalnika in osi, menjalnik omogoča tudi, da imajo avtomobili s sprednjim pogonom motorje nameščene bočno. To omogoča manjši motorni prostor, kar pušča več prostora za potniško kabino. Pomanjkanje tunela menjalnika in zadnjega diferenciala prav tako poveča prostor v notranjosti in prtljažniku – v notranjosti avtomobila ni grbine.
Štirikolesni pogon: najboljše iz obeh svetov?
Pogon samo dveh koles, bodisi spredaj ali zadaj, ima poleg svojih prednosti očitno omejitve. Kaj pa napajanje vseh štirih?
To lahko storite na več načinov. Proizvajalci avtomobilov na splošno imenujejo "štirikolesni pogon" in "pogon na vsa kolesa" različni stvari in dejansko obstajata dva različna sistema. Prvi in originalni sistem, štirikolesni pogon, splošno znan kot "4X4", vključuje preusmerjanje moči od menjalnika na zadnja in sprednja kolesa. prek mehanske naprave, imenovane "prenosno ohišje". To je najprimernejši sistem za terenska vozila, kot so džipi, ki so običajno opremljeni s "4×4". nalepke. To je tisto, o čemer ljudje običajno govorijo, ko uporabljajo besedno zvezo "štirikolesni pogon".
Z voznikovega sedeža se vozila s štirikolesnim pogonom zdijo izrazito stara šola. Večina vozil s pogonom 4X4 zahteva, da voznik ročno prestavi na štirikolesni pogon z ročico, ki je nameščena poleg prestavne ročice, ali pa je pri luksuznih terenskih vozilih na voljo poseben gumb, ki ga je treba pritisniti. Večino časa vozila s sistemom 4X4 za premikanje uporabljajo samo dvokolesni pogon, dokler ne postane težko. Ker so zasnovana predvsem za terensko vožnjo, se vozila 4×4 zanašajo tudi na nizko prestavo za izboljšanje in upravljanje oprijema. Če ste se kdaj vozili z gorskim kolesom po različnih terenih, veste, da lahko menjavanje prestav resnično olajša stvari. Enako je s pogoni 4x4: njihova nizka prestava lahko omeji pospešek in dolgočasno upravljanje, vendar so tudi sposobni premagati ovire, ki bi obtičale pri vozilih brez sistema 4X4.
Ko se odpravijo na neravni teren, lahko večina vozil s pogonom 4X4 preklopi nazaj na dvokolesni pogon in se vozi normalno. Tukaj je nekaj akcij 4X4 v Jeepu in Range Roverju:
Druga in bolj priljubljena možnost je različica štirikolesnega pogona, ki ga upravlja elektronika, ki se običajno imenuje "pogon na vsa kolesa" ali AWD. Spet menjalnik poganja sprednja kolesa z drugo izhodno gredjo, ki prenaša moč na zadnja kolesa. Ker ne potrebuje nizko visečega sprednjega diferenciala, je to prednostna nastavitev za cestne avtomobile in križance, kot je Subaru Forester.
Računalniško vodeni sistemi štirikolesnega pogona na novih avtomobilih in terenskih vozilih omogočajo, da se vozijo kot vsi drugi avtomobili: preprosto vstopite in greste. Običajno ni gumbov za pritiskanje ali ročic za vlečenje, sistem AWD je ves čas "vklopljen". Računalniki spremljajo hitrosti koles in lahko sproti pošiljajo moč kolesom, ki imajo največji oprijem. Posledično se avtomobili s štirikolesnim pogonom in SUV-ji na cesti obnašajo bolj kot njihovi dvokolesni pogoni. Inženirji lahko spremenijo porazdelitev moči spredaj-zadaj in tako zagotovijo različne značilnosti za različne vozne situacije. Vožnja po odprti cesti bi lahko dala prednost večji moči na prednjih kolesih za enostavno križarjenje in večjo porabo goriva, medtem ko pri vožnji po snegu bodo vsa kolesa delovala, da bodo ohranila oprijem, in to brez kakršnih koli sprememb voznik. Različni avtomobili uporabljajo sisteme AWD na različne načine. Družinski križanec SUV bi se morda dobro obnesel, če bi večino svoje moči poslal na prednji kolesni par, vendar za superavtomobilov, kot sta Audi R8 ali Lamborghini Gallardo, več moči na zadnja kolesa pomeni boljše pospešek. Gre za prilagodljiv tip sistema.
Ali obstajajo pomanjkljivosti pogona na vsa kolesa? Sistemi s štirikolesnim pogonom dodajo težo in zapletenost avtomobila, motor pa mora delati močneje, da zavrti vsa štiri kolesa, kot je potrebno. To pomeni, da se zmanjša poraba goriva, osnovne cene za različice štirikolesnega pogona avtomobilov, ki imajo to možnost kot možnost, pa so višje od njihovih različic z dvokolesnim pogonom. Kupci morajo biti tudi na trgu za pravo vrsto avtomobila: razen športnih terencev, nekaterih luksuznih limuzin in skoraj vseh subarujev je tudi izbira omejena, vendar boste morda presenečeni, ko vidite kakšni avtomobili ti lahko zdaj vzemite s štirikolesnim pogonom.
Toda počakaj, še več je.
Elektromotorji in bolj poenostavljen pristop
Hibridi in električna vozila (EV) prinašajo na trg novo vrsto štirikolesnega pogona: z električnimi motorji lahko neposredno poganjajo posamezna kolesa znotraj samega kolesa, niso potrebne pogonske gredi, prenosna ohišja ali zapleteni menjalniki.
The Mercedes-Benz SLS AMG Electric Drive je baterijska različica Mercedesovega vrhunskega športnega avtomobila. Nadomešča enojni motor V8 bencinske različice in običajni pogon s štirimi elektromotorji. Ne samo, da dajejo temu elektrificiranemu športnemu avtomobilu ravnotežje in oprijem štirikolesnega pogona, štirikolesnega motorje je mogoče uporabiti tudi za zaviranje posameznih koles v ovinkih, s čimer se avto povleče v pravi ovinek linija. Tukaj je videoposnetek SLS AMG EV v akciji ki prikazuje, kaj je mogoče z električnimi motorji v vsakem kolesu.
Pristop z več motorji lahko dobro deluje tudi s hibridnim avtomobilom. The Porsche 918 Spyder je zagotovo najbolj nezaslišan priključni hibrid, ki je bil kdaj narejen, in uporablja dva elektromotorja; ena za pogon sprednjih koles in druga, pritrjena na njegov 4,6-litrski motor V8 na zadnji strani avtomobila. Električni motorji so računalniško krmiljeni in omogočajo tudi vožnjo avtomobila izključno na elektriko, kar daje 918 neverjetno porabo plina za tako visoko zmogljiv avtomobil. Prihajajoči Acura NSX (spodaj) uporablja tri motorje: enega za vsako sprednje kolo in enega, ki združuje zadnja kolesa s 3,5-litrskim plinskim motorjem V6. Prihodnost je široko odprta, ko gre za to, koliko načinov je mogoče uporabiti električne motorje v avtomobilih.
V priljubljeni Električni avtomobil Tesla Model S, je med zadnjima kolesoma nameščen en sam elektromotor v velikosti lubenice. Ker električni motorji proizvajajo moč v veliko večjem obsegu kot plinski motorji, večina električnih avtomobilov nima menjalnika v običajnem smislu. To pomeni, da ni prestav za menjavo, ker je električni motor povezan s pogonskimi kolesi skoraj neposredno, z morda preprostim reduktorjem med motorjem in kolesom. Za hitro vožnjo se električni motor preprosto vrti hitreje, dodatna prestava ni potrebna. Zmožnost izdelave avtomobilov brez zapletenega menjalnika zmanjša težo, stroške in zapletenost proizvajalci avtomobilov, rezultat pa je tudi zelo tiha in gladka vožnja, kar je znano večini električnih avtomobilov za. Pogonski sklop v večini električnih avtomobilov je res zelo preprost v primerjavi z avtomobili na plin in bi lahko privedel do večje zanesljivosti in nižjih stroškov popravil za lastnike.
Ob tem se postavlja vprašanje: s toliko motorji in motorji, natlačenimi v eno vozilo, kako ugotoviti konjske moči hibridnega ali električnega avtomobila? Najlažji način je sešteti moč motorja in vsakega od elektromotorjev; proizvajalci avtomobilov to imenujejo "skupna moč sistema". Vzemite zgoraj omenjeni Porsche 918 Spyder: to je bencin motor proizvede 608 KM, njegov sprednji elektromotor proizvede 127 KM, njegov zadnji motor pa 154 KM. To pomeni skupno skupno moč na neverjetnih 887 KM!
Seveda se izhodna moč elektromotorjev običajno meri v kilovatih (kW), ne v konjskih močeh. Kako pretvorite kilovate v konjske moči? Število kilovatov preprosto pomnožite z 1,341 (tj.: 100kw x 1,341 = 134 konjskih moči).
Upoštevati je treba tudi, da lahko električni motorji pri hibridih zagotavljajo energijo samo, ko so njihove baterije napolnjene, zato vsa ta moč morda ne bo na voljo ves čas. Hibridi imajo pogosto različne načine pogona, ki dajejo prednost popolnoma električni vožnji, ekonomičnosti porabe goriva ali zmogljivosti s spreminjanjem kombinacije bencina in električne energije, ki se dovaja na kolesa. Ti sistemi se razlikujejo od modela do modela.
Če imate vprašanje o pogonskih sklopih, nam to sporočite v komentarjih.
