Du vet precis vad du vill ha i din nya bil. Du har valt en kraftfull V8-motor, en pigg fyrcylindrig, en ekonomisk hybrid eller en banbrytande elbil, men det finns fortfarande en viktig fråga att fundera över: vilken typ av drivsystem ska den motorn kopplas till? Bakhjulsdrift? Framhjulsdrift? Fyrhjulsdrift? 4X4? Oavsett om din bil drivs av framhjulen, bakhjulen, alla fyra hjulen eller något däremellan, finns det fördelar och nackdelar med varje system.
Först några grunder: en "drivlina" är kombinationen av motorn, eller i fallet med ett elfordon ("EV"), en "motor", som driver bilen, och en överföring, som använder motorns kraft för att vrida hjulen och sätta bilen i rörelse. Motorn och transmissionen är egentligen två separata och mycket olika mekaniska system som är nära sammankopplade. Tillsammans utgör de din bils drivlina, även kallad "drivlina" av vissa människor.
Rekommenderade videor
Den här artikeln är utformad för att ge dig en allmän uppfattning om vad du kan förvänta dig med varje möjlig drivlinakonfiguration. Var medveten om att enskilda bilar kan prestera väldigt olika beroende på hur de är utrustade och trimmade. En Corvette och en Lincoln Town Car är båda bakhjulsdrivna, men de fungerar uppenbarligen inte på samma sätt. Här är varför.
Kraft, definierad
Varje drivlinjekonfiguration som vi kommer att diskutera här skickar motorns kraft till hjulen på ett annat sätt, men exakt hur mäter du en bils effekt? När det kommer till bilar mäts effekt generellt på två sätt: hästkrafter (mätt i hästkrafter) och vridmoment (mätt i pund-fot).
Och ja, hästkrafter har ett ursprung från hästar. Det är faktiskt en godtycklig figur som uppfinnaren av ångmaskinen, 1700-talets skotske ingenjör James Watt, utarbetad när han ville jämföra sin maskins produktion med draghästars. Det motsvarar 746 watt (en måttenhet uppkallad efter samma kille) elektrisk energi.
Hästkrafter är en form av energi. Det är det som driver en bil på vägen och det som gör dem heroiska topphastigheter möjliga. Det är dock inte det som verkligen får hjulen att snurra. För det behöver du något som kallas "vridmoment".
Vridmoment är en vridande kraft; det är samma kraft som du använder för att öppna en inläggningsburk eller lossa en skruv. Det är också det som får en bil att röra sig från stillastående. Det är därför du ofta kommer att höra växelhuvuden skryta om sina bilars "låga vridmoment", och det är därför pickupbilar har så mycket av det: för att accelerera snabbt eller få en tung last i rörelse, är vridmoment vad du behöver.
Så en bils förmåga att röra sig är baserad på både hästkrafter och vridmoment, men vad gör du med den när du väl har fått den? Det är där drivlinan kommer in.
Bakhjulsdrift: Den ursprungliga vägen framåt
Ford Model T hade sin motor i fronten medan drivlinan vände på hjulen bakåt. På den tiden gjorde majoriteten av bilarna som följde detsamma, med goda skäl. "Bakhjulsdrift" är det enklaste sättet att paketera en bils drivlina eftersom komponenterna som består av system som överför motorns kraft till hjulen kan spridas ut över bilens längd undersida. Det är också den bästa grunden för utmärkt hantering. Även om det låter som en ganska bra affär, kan samma dygder också vara nackdelar.
Låt oss börja med det positiva: Att driva bakhjulen lämnar framhjulen för att hantera styrningen och det mesta av bromsningen. Att be framhjulen att också flytta bilen – att göra alla tre – kan vara väldigt knepigt, särskilt i kraftfulla bilar. Således tenderar bakhjulsdrift att vara favoritsystemet för sportbilar och deras förare.
Denna arbetsfördelning mellan fram- och bakhjul gör körningen roligare. I mycket kraftfulla bilar med bakhjulsdrift kan en professionell förare faktiskt använda gaspedalen för att hjälpa till att styra genom ett hörn genom att snurra lite på bakhjulen! Detta är känt som "styrning med baksidan" av bilen. Att noggrant modulera kraften med gaspedalen påverkar bakhjulens dragkraft, vilket gör att bilen kan rotera något i hörnet. Det kallas "överstyrning", och det är magin bakom "drift" och allt rökigt glidande runt i biljakterna i Hollywood. Men försök inte hemma.
Möjligheten att minska hjulens grepp kan vara lite av ett problem om du inte är en stuntförare i en Hollywood-film. Eftersom det är mindre typiskt mindre vikt över bilens bakaxel, har bakhjulsdrivna bilar i sig mindre dragkraft än andra (därmed förmågan att snurra hjulen). Det betyder att när vägarna blir hala kan hjul i ett bakdrivet system lättare snurra och bilen kan glida utom kontroll. Moderna säkerhetssystem som traction control hjälper till att undvika detta problem, men om du vill lära dig denna avancerade körteknik, ta en professionell körkurs. Att göra fel kan orsaka en krasch, kollision eller värre.
Naturligtvis kan det tyckas som att sätta motorn bakåt, över bakaxeln, skulle kunna lösa det dragkraftsproblemet. Porsche har gjort det från början, och 911 anses allmänt vara världens bästa allround-sportbil. Det är också den enda vanliga bakmotorbilen som för närvarande tillverkas, eftersom denna layout skapar sina egna hanteringsproblem. Kommer du ihåg Chevrolet Corvair från 1960-talet? Den ovanliga hanteringsdynamiken som bland annat skapades av dess bakmonterade motor, inspirerade Ralph Naders vrede, som skrev boken Osäker i vilken hastighet som helst och dömde Corvairen. Men många människor – inklusive många skickliga förare – kände att Nadar hade fel och idag är Corvair en eftertraktad klassisk bil. Vem hade rätt? Det var de båda till viss del. Görs fel, en bakmotor bil kan vara en handfull att köra. Rätt gjort, som Porsche och Volkswagen har bevisat, kan resultera i en bil som är rolig och säker att köra.
Bakhjulsdrift kommer också med vissa förpackningsproblem. För att ge drivaxeln och den bakre differentialen (en växelmekanism som överför kraft från drivaxeln till hjulen) tillräckligt frigång, en hög transmissionstunnel som går ner i mitten av bilen är nödvändig, och den äter upp lite interiör och bagageutrymme Plats. Det är därifrån den där puckeln i mitten av en bakdriven bils interiör kommer.
I grund och botten är bakhjulsdrift den roligaste men minst praktiska vägen att gå. Brist på grepp kan göra det svårt att köra om du bor i ett område som har mycket regn, snö eller is, men de flesta av de bästa förarbilarna är bakåtdrivna. Det är svårt att argumentera med hastighetsdemoner som Ferrari 458 Italia och BMW M5, som båda är bakhjulsdrivna.
Framhjulsdrift: Det vanliga valet
Gränserna för bakhjulsdrift fick biltillverkarna att leta efter ett alternativ, och de kom fram till den mest populära konfigurationen på marknaden idag: framhjulsdrift. Upplägget som gynnas av Honda Civic och Toyota Camry är motsatsen till bakhjulsdrift, och inte bara på det uppenbara sättet. Medan bakhjulsdrift erbjuder körglädje för många prestandabilar på bekostnad av det praktiska, sätter frontdrift det praktiska först och det roliga i andra hand.
En uppenbar fördel med framhjulsdrift är bättre grepp: eftersom motorn sitter över de drivna hjulen blir det mer vikt som trycker ner dem på vägen. Det gör frontdrivna bilar lättare att köra på vintern eller i hala förhållanden.
Framhjulsdrift är också mer förlåtande. Dess karakteristiska köregenskaper är understyrning, känslan av att framhjulen inte svänger när en bil kör runt ett hörn. När de flesta känner att de tappar kontrollen över sin bil släpper de instinktivt gasen och styr. Den där knä-rycksreaktionen fungerar bäst med framhjulsdrift, men det kan orsaka snurr i en överstyrd bakhjulsdriven bil.
Att driva framhjulen kan vara säkrare, men det är också mindre roligt. Att be framhjulen att köra, bromsa och styra är en stor uppgift; människor är inte så bra på multitasking, och det är inte bilar heller. Kraftfulla frontdrivna bilar har "momentstyrning", där hjulen faktiskt dras i olika riktningar av motorns kraft när bilen accelererar. Det är definitivt inte kul, och det är därför de flesta sportiga framhjulsdrivna bilar är små, måttligt kraftfulla halvkombi som Ford Focus ST, Mazdaspeed3 och Volkswagen GTI.
Framhjulsdrift handlar trots allt mer om förpackning än prestanda. De flesta framhjulsdrivna bilar har en "transaxle", som kombinerar transmissionen och framaxeln i ett stycke (därav namnet), men fungerar på samma sätt som ett vanligt bakhjulsdriftssystem. Förutom att vara mer kompakt än en separat växellåda och axel, tillåter en växellåda också att frontdrivna bilar har sina motorer monterade i sidled. Det möjliggör ett mindre motorrum, vilket ger mer utrymme för passagerarkabinen. Avsaknaden av en transmissionstunnel och bakre differential ökar också interiören och bagageutrymmet – det finns ingen puckel i mitten av bilens interiör.
Fyrhjulsdrift: Det bästa av två världar?
Att bara driva två hjul, oavsett om det är fram eller bak, har helt klart begränsningar tillsammans med sina fördelar. Så hur är det med att driva alla fyra?
Det finns mer än ett sätt att göra detta. Biltillverkare refererar i allmänhet till "fyrhjulsdrift" och "fyrhjulsdrift" som olika saker, och det finns faktiskt två olika system. Det första och ursprungliga systemet, fyrhjulsdrift, allmänt känt som "4X4", involverar omdirigering av kraften från transmissionen till både bak- och framhjulen via en mekanisk anordning som kallas "överföringsväska". Detta är det föredragna systemet för terrängfordon, såsom jeepar, den typ som vanligtvis kommer med "4×4" dekaler. Detta är vad folk brukar prata om när de använder frasen "fyrhjulsdrift."
Från förarsätet känns fyrhjulsdrivna fordon avgjort old school. De flesta 4X4-aktiverade fordon kräver att förare växlar till fyrhjulsdrift manuellt med en spak monterad bredvid växelreglaget, eller på lyxiga terrängfordon finns det en speciell knapp att trycka på. För det mesta använder fordon med ett 4X4-system bara tvåhjulsdrift för att ta sig runt, tills det blir tufft. Eftersom de främst är designade för terrängkörning, förlitar sig 4×4-fordon också på låg utväxling för att förbättra och hantera greppet. Om du någonsin har cyklat mountainbike över varierande terräng, vet du att det verkligen kan göra det lättare att växla. Det är samma affär med 4x4:ar: deras låga växling kan begränsa acceleration och tråkig hantering, men de kan också övervinna hinder som skulle stranda fordon utan ett 4X4-system.
Väl ute ur den tuffa terrängen kan de flesta fordon med 4X4-förmåga byta tillbaka till tvåhjulsdrift och köras normalt. Här är lite 4X4-action i en Jeep och en Range Rover:
Det andra och mer populära alternativet är en variant av fyrhjulsdrift som hanteras av elektronik, vanligtvis kallad "fyrhjulsdrift" eller AWD. Återigen driver en växellåda framhjulen med en andra utgående axel som skickar kraft till bakhjulen. Eftersom den inte kräver en lågt hängande främre differential, är detta den föredragna installationen för väggående bilar och crossovers som en Subaru Forester.
De datorstyrda fyrhjulsdriftssystemen på nya bilar och stadsjeepar gör att de kan köras som vilken annan bil som helst: du bara sätter dig i och går. Det finns vanligtvis inga knappar att trycka på eller spakar att dra, AWD-systemet är "på" hela tiden. Datorer övervakar hjulhastigheter och kan skicka kraft till hjul som har mest grepp i farten. Följaktligen tenderar fyrhjulsdrivna bilar och stadsjeepar att hantera mer som sina tvåhjulsdrivna motsvarigheter på vägen. Ingenjörer kan variera kraftfördelningen fram och bak, vilket ger olika egenskaper för olika körsituationer. Körning på öppen väg kan gynna mer kraft till framhjulen för enkel cruising och bättre bensinkörning körning i snö kommer att få alla hjul att arbeta för att hålla greppet, allt utan att några ändringar görs av förare. Olika bilar använder AWD-system på olika sätt. Familjens crossover-SUV kanske klarar sig bra och skickar det mesta av sin kraft till framhjulen, men för superbilar som Audi R8 eller Lamborghini Gallardo, mer kraft till bakhjulen resulterar i bättre acceleration. Det är en flexibel typ av system.
Finns det några nackdelar med fyrhjulsdrift? Fyrhjulsdriftssystem lägger till vikt och komplexitet till en bil, och motorn måste arbeta hårdare för att vrida alla fyra hjulen efter behov. Det betyder att bränsleekonomin får ett slag, och baspriserna för AWD-versioner av bilar som har det som tillval är högre än deras tvåhjulsdrivna versioner. Köpare måste också vara på marknaden för rätt sorts bil: förutom stadsjeepar, vissa lyxsedaner och nästan alla Subaru, är valmöjligheterna också begränsade men du kan bli förvånad över att se vilken typ av bilar du kan skaffa nu med AWD.
Men vänta, det finns mer.
Elmotorer och ett mer förenklat tillvägagångssätt
Hybrider och elfordon (EV) ger en ny typ av fyrhjulsdrift till marknaden: de kan använda elmotorer för att direkt driva enskilda hjul inuti själva hjulet, inga drivaxlar, växellådor eller komplicerade transmissioner krävs.
De Mercedes-Benz SLS AMG Electric Drive är en batteridriven version av Mercedes toppsportbil. Den ersätter bensinversionens enda V8-motor och konventionella drivlina med fyra elmotorer. De ger inte bara den här elektrifierade sportbilen balansen och greppet med fyrhjulsdrift, de fyra i hjulen motorer kan också användas för att bromsa enskilda hjul i kurvor och dra in bilen i rätt kurvtagning linje. Här är en video av SLS AMG EV i aktion visar vad som är möjligt med elmotorer i varje hjul.
Det flermotoriska tillvägagångssättet kan också fungera bra med en hybridbil. De Porsche 918 Spyder är definitivt den mest upprörande plug-in hybrid som någonsin gjorts, och den använder två elmotorer; en för att driva framhjulen och en annan fäst vid sin 4,6-liters V8-motor bak i bilen. Elmotorerna är datorstyrda och gör det också möjligt att köra bilen enbart på el, vilket ger 918 en fantastisk bensinkörning för en så högpresterande bil. Den kommande Acura NSX (nedan) använder tre motorer: en för varje framhjul och en som kombinerar bakhjulen med en 3,5-liters V6-gasmotor. Framtiden är vidöppen när det gäller hur många sätt elmotorer kan användas i bilar.
I det populära Tesla Model S elbil, en elmotor i storleken av vattenmelon är placerad mellan bakhjulen. Eftersom elmotorer producerar kraft över ett mycket större räckvidd än gasmotorer har de flesta elbilar ingen transmission i vanlig mening. Det vill säga att det inte finns några växlar att byta eftersom elmotorn är ansluten till drivhjulen nästan direkt, med kanske en enkel reduktionsväxel mellan motor och hjul. För att gå fort snurrar elmotorn helt enkelt snabbare, ingen extra utväxling krävs. Möjligheten att producera bilar utan en komplicerad transmission minskar vikt, kostnad och komplexitet för biltillverkare och resulterar också i en mycket tyst och smidig körning, något de flesta elbilar är kända för. Drivlinan i de flesta elbilar är egentligen väldigt enkel i jämförelse med gasdrivna bilar och kan leda till ökad tillförlitlighet och minskade reparationskostnader för ägarna.
Detta väcker frågan: Med så många motorer och motorer inklämda i ett fordon, hur räknar du ut hästkrafterna hos en hybrid- eller elbil? Det enklaste sättet är att lägga till effekten av motorn och var och en av elmotorerna; biltillverkare kallar detta "total systemeffekt". Ta Porsche 918 Spyder som nämns ovan: det är bensin motorn ger 608 hk, den främre elmotorn ger 127 hk och den bakre motorn 154 hk. Det ger totalsumman till fantastiska 887 hk!
Naturligtvis mäts elmotorers effekt vanligtvis i kilowatt (kW), inte hästkrafter. Hur omvandlar man kilowatt till hästkrafter? Multiplicera helt enkelt antalet kilowatt med 1,341 (dvs: 100kw x 1,341 = 134 hästkrafter).
Det bör också noteras att i hybrider kan elmotorerna bara ge ström när deras batterier är laddade, så all den kraften kanske inte är tillgänglig hela tiden. Hybrider har ofta olika körlägen som prioriterar helelektrisk körning, bränsleekonomi eller prestanda genom att variera kombinationen av bensin och elkraft som matas till hjulen. Dessa system varierar från modell till modell.
Om du har en fråga om drivlinor, låt oss veta i kommentarerna.
