Teknik
Firehjulstræk er ikke firehjulstræk: typerne sammenlignet
10 min. læsetid
I annoncen står der »4x4«, og bag det gemmer der sig konstruktioner, som har meget lidt med hinanden at gøre. Forskellen afgør kørselsegenskaberne, dækregningen og det, der går i stykker med alderen.
Det problem, som enhver type skal løse
I et sving lægger hvert hjul en forskellig vej bag sig. De indvendige hjul ruller på en snævrere radius end de udvendige, og forakslen beskriver en anden bue end bagakslen. Differentialet i akslen udjævner forskellen mellem venstre og højre. Forskellen mellem for og bag består og skal håndteres for sig.
Den, der forbinder begge aksler stift med hinanden, tvinger dem til det samme omdrejningstal. På et underlag, der tillader slip — sne, grus, vådt græs — glider forskellen væk. På grebsstærk asfalt kan den ikke det. Så opbygges der en spænding i drivlinjen, som viser sig som rykken ved tæt rangering, og som går ud over aksler, led og tandhjul.
Enhver type firehjulstræk er et svar på netop dette spørgsmål: Hvor meget må forakslen dreje i forhold til bagakslen, og hvornår ikke længere? Svarene adskiller sig i kompleksitet, vægt og forbrug — og i, hvilke komponenter der koster penge med alderen.
Tilkoblelig og stift
Den ældste type har et fordelergear uden centraldifferentiale. I vejdrift kører kun én aksel, som regel baghjulene; føreren kobler den anden til via en klokobling eller en kæde, og derefter er begge stift koblet sammen. Ofte hører der en terrængearing til, altså et andet gearsæt med kort udveksling til langsomt, stejlt eller tungt arbejde.
Heraf følger den driftsregel, der er særegen for denne type: Tilkoblet firehjulstræk hører ikke hjemme på tør asfalt. Den, der kører sådan dér, skaber den spænding, der blev beskrevet i det første afsnit, og den går ud over den komponent, der har mindst reserve — ofte selve fordelergearet. Det er ikke en konstruktionsfejl, men en betjeningsregel.
Ved køb af en brugt bil er typen derfor ikke en ulempe, men et spørgsmål om den tidligere ejer. Man kobler til og fra igen, mens bilen står stille på jævnt underlag, og lægger mærke til, om det går rent i indgreb og løsner igen. Kløer, der ikke længere griber, og aktuatorer, der klaprer uden at koble, er de typiske alderstegn ved denne type.
Permanent med centraldifferentiale
Sætter man et tredje differentiale mellem akslerne, må forakslen dreje frit i forhold til bagakslen. Drivkraften ligger dermed permanent på begge aksler, uden at noget spænder. Hvordan drejningsmomentet fordeles, følger af konstruktionen: Et kegledifferentiale deler det halvt, et planettrin i et valgt, fast forhold.
Et åbent differentiale har dog en egenskab, som bliver et problem uden for vejen: Det leder drejningsmomentet derhen, hvor modstanden er mindst. Står et hjul på is, drejer det, og den anden aksel får ingenting. Derfor har denne type næsten altid en spærre eller en selvspærrende udformning — en lamelkobling parallelt med differentialet eller en snekkegearing, der af sig selv spærrer ved stigende omdrejningsforskel.
Det er den mest komplekse og tungeste løsning og samtidig den, der kræver mindst betjening. I vedligeholdet slår den sig ned i ekstra oliepåfyldninger: Centraldifferentiale, bagakselgear og eventuelt fordelergear er tre kredsløb, som ingen ser, og hvis intervaller står i serviceplanen — ikke i bilens beskrivelse.
Lamelkoblingen: firehjulstræk efter behov
Den løsning, der i dag er mest udbredt i personbiler, har intet centraldifferentiale. Den ene aksel — ved de fleste koncepter med tværstillet motor forakslen — driver altid, den anden hænger på en lamelpakke, som presses sammen af en elektrisk styret pumpe. Hvor hårdt, afgør en styreenhed ud fra hjulenes omdrejningstal, speederstillingen, rattets udslag og tværaccelerationen.
Fordelen er pladsen, vægten og forbruget: I normal drift slæber bilen næsten kun rundt på et forhjulstræk. Ulempen er, at en friktionspakke forbliver en sliddel. Den kører i sin egen olie, som skal skiftes sammen med et filter, og hvis den konstant slipper — for eksempel fordi dækkene på de to aksler er slidt forskelligt — ældes den hurtigt.
En ældre, passiv slægtning er viskokoblingen: to lamelsæt i en silikonevæske, der bliver stiv ved omdrejningsforskel og derved overfører moment. Den kræver ingen styring og gør sig derfor ikke bemærket — heller ikke, når den svigter. En utæt eller forhærdet viskokobling overfører enten ikke længere noget eller permanent for meget, og begge dele opdager føreren sent.
Elektrisk: uden aksel mellem akslerne
I en elbil eller hybridbil kan firehjulstræk opstå, uden at der er nogen som helst mekanisk forbindelse mellem akslerne. En motor arbejder foran, en anden bagved, og det, som et centraldifferentiale løser mekanisk, løser her reguleringen: Hver aksel får præcis det drejningsmoment, som softwaren tildeler den.
Teknisk bortfalder der en del — kardanaksel, midterleje, fordelergear og en oliepåfyldning. Reguleringen er desuden hurtigere end nogen kobling, fordi en elmotor ændrer sit moment på millisekunder. Til gengæld kommer der andre komponenter til, og deres fejl er af elektrisk art: effektelektronik, kølekredsløb, begrænsning af ydelsen under vedvarende belastning eller ved høj temperatur.
Ved besigtigelsen betyder det: Her er intet fordelergear at undersøge og ingen kobling at lytte til. Der undersøges fejlhukommelsen, adfærden under belastning, og om kølingen gør sit arbejde — spørgsmål, man besvarer med et udlæsningsapparat og ikke med øret.
Hvad elektronikken erstatter — og hvad ikke
Næsten enhver moderne bil bremser et hjul, der spinder, målrettet og leder dermed momentet via det åbne differentiale over på den anden side. Det erstatter en mekanisk tværspærre forbløffende langt og er grunden til, at mange biler uden spærrer kommer bedre frem, end databladet lader formode.
Grænsen er termisk. Bremsen omdanner energien til varme, og den skal ledes væk. Ved en lang stigning på løst underlag eller ved gentagen igangsætning i dyb sne bliver anlægget varmt og reducerer sit indgreb. En mekanisk spærre kender ikke det problem — til gengæld kræver den, at føreren åbner den igen, før han kører tilbage på vejen.
Og den vigtigste sætning om firehjulstræk overhovedet: Det hjælper ved igangsætning og ved acceleration. Bremselængden og kurvegrænsen afhænger af friktionen mellem dæk og vejbane, og den bliver ikke ændret af antallet af drevne hjul. En bil med firehjulstræk på sommerdæk kommer længere frem i sne, men standser dårligere — det er den konstellation, som de fleste ulykker af den art udspringer af.
Dæk: den bibetingelse, der koster mest
Enhver type med mekanisk forbindelse mellem akslerne reagerer på forskellige rulleomkredse. Et nyt dæk har mere mønsterdybde end et halvslidt, drejer derfor ved samme hastighed lidt langsommere, og denne forskel ser koblingen eller centraldifferentialet som permanent slip. Det, der er ønsket på sne, bliver her en permanent tilstand.
Praktisk betyder det: Et enkelt nyt dæk efter en punktering er på en bil med firehjulstræk sjældent den rigtige løsning. Om der skiftes parvis på hver aksel eller alle fire, og hvilken afvigelse producenten stadig tillader, står i bilens dokumentation. Det er ikke en forsigtighedsformel, men forskellen mellem ét dæk og en koblingspakke på regningen.
Omvendt er en bil med firehjulstræk og fire forskelligt slidte dæk et tegn, der rækker ud over dækkene. Den, der har sparet her, har sandsynligvis allerede betalt for koblingen i nogen tid uden at vide det — og den næste ejer betaler resten.
- Mål mønsterdybden på alle fire hjul i stedet for at gætte, og skriv værdierne ned.
- Sammenlign fabrikat og model på hvert hjul. Fire forskellige dæk er på en bil med firehjulstræk en post for sig.
- Spørg efter reservehjulet: Et nødhjul med mindre diameter har ved nogle typer sine egne kørselsregler.
- Se i servicebogen efter olieskift på fordelergear, kobling og bagaksel. De mangler oftere end skiftet af motorolie.
Prøveturen
To undersøgelser, og den første kræver tilbageholdenhed. På et frit område med lidt slip — fugtig brosten, grus, en tom grusplads — kører man i skridttempo en snæver cirkel med fuldt rat-udslag. Ryk eller hop tyder på spænding. Ved en tilkoblelig type er netop denne adfærd normal på tør asfalt, og dér undersøger man derfor slet ikke.
Den anden er at lytte. En brummen, der stiger med hastigheden og skifter tone ved lastskifte, kommer ofte fra et akselgear. En rysten, der sætter ind ved en bestemt hastighed og forsvinder igen over den, tyder på kardanakslen eller dens midterleje. Klikken ved fuldt rat-udslag kommer fra et homokinetisk led (drivled) på forakslen.
Dertil hører blikket nedefra. Kardanaksel, midterleje, drivakselmanchetter og gearenes huse er enten tørre, eller også er de ikke. En fugtig film på et hus er et observationspunkt; en dryppende simmerring er et prisoverslag.
Hvad det er umagen værd til
Til en stejl opkørsel om vinteren, til en trailer på vådt græs og til igangsætning på løst underlag er firehjulstræk en reel og mærkbar hjælp. Til bremselængden, til kurvehastigheden og til forbruget er det ikke — dér står det på den anden side af regnskabet.
Den, der reelt vil i terrænet, har brug for mere end drevne hjul: reduktion, frihøjde, brugbare til- og afgangsvinkler og mindst én spærre. Den, der tænker på sne og stigninger i hverdagen, er som regel bedre tjent med en koblingsløsning og gode vinterdæk end med en tung terrænbil, hvis dæk kører i en dyr størrelse.
Og den nøgterne del: Mere drivlinje er mere masse, flere led, flere lejer og mere olie. Det står i forbruget, i dækslitagen og i vedligeholdelsesregningen. En bil med firehjulstræk er det rigtige valg, når man kan nævne de betingelser, man har brug for den under.