Pogon na sve kotače nije isto: usporedba izvedbi

U zavoju svaki kotač prijeđe drugačiji put. Unutarnji kotači voze po užem radijusu od vanjskih, a prednja osovina opisuje drugačiji luk od stražnje. Diferencijal u osovini izjednačuje razliku između lijeve i desne strane. Razlika između prednje i stražnje ostaje i mora se zasebno riješiti.

Tko obje osovine kruto spoji, prisiljava ih na isti broj okretaja. Na podlozi koja dopušta proklizavanje — snijeg, šljunak, mokra livada — razlika se izgubi u proklizavanju. Na prianjajućem asfaltu to ne može. Tada se u pogonskom sklopu gradi napetost koja se pri uskom manevriranju očituje kao trzanje, a opterećuje vratila, zglobove i zupčanike.

Svaka izvedba pogona na sve kotače odgovor je upravo na to pitanje: koliko se prednja osovina smije zakrenuti u odnosu na stražnju, a kada više ne? Odgovori se razlikuju po složenosti, težini i potrošnji — i po tome koji dijelovi s godinama koštaju novca.

Najstarija izvedba ima razdjelnik bez središnjeg diferencijala. U cestovnom pogonu radi samo jedna osovina, najčešće stražnja; vozač drugu priključuje kandžastom spojkom ili lancem, a nakon toga su obje kruto spojene. Često je dio toga i reduktor za teren, dakle drugi set stupnjeva s kratkim prijenosnim omjerom za spor, strm ili težak rad.

Iz toga proizlazi pravilo rada svojstveno ovoj izvedbi: priključeni pogon na sve kotače ne pripada na suhi asfalt. Tko ga ondje vozi, stvara napetost iz prvog dijela, a ona pogađa dio s najmanjom rezervom — često sam razdjelnik. To nije konstrukcijska pogreška, nego pravilo posluživanja.

Pri kupnji rabljenog vozila ova izvedba stoga nije nedostatak, nego pitanje o prethodnom vlasniku. Priključuje se i isključuje u mirovanju na ravnoj površini i pazi se hoće li se čisto uglaviti i ponovno otpustiti. Kandže koje više ne hvataju i aktuatori koji klopaju a ne prebacuju tipični su znakovi starosti ove izvedbe.

Ako se između osovina postavi treći diferencijal, prednja se osovina smije slobodno zakretati u odnosu na stražnju. Pogon je tako trajno na obje osovine, a da se ništa ne napreže. Kako se moment raspodjeljuje, proizlazi iz oblika konstrukcije: konusni diferencijal dijeli napola, planetarni stupanj u odabranom, stalnom omjeru.

Otvoreni diferencijal ima, međutim, svojstvo koje izvan ceste postaje problem: usmjerava moment onamo gdje je otpor najmanji. Ako jedan kotač stoji na ledu, on se vrti, a druga osovina ne dobiva ništa. Zato ova izvedba gotovo uvijek ima blokadu ili samozaporno rješenje — lamelnu spojku paralelno s diferencijalom ili ozubljenje s pužnim kolima koje se samo zaglavi s rastućom razlikom brzine vrtnje.

To je najskuplje i najteže rješenje, a ujedno ono koje traži najmanje posluživanja. U održavanju se očituje u dodatnim punjenjima ulja: središnji diferencijal, stražnji diferencijal i po potrebi razdjelnik tri su kruga koje nitko ne vidi i čiji su intervali u planu održavanja — a ne u opisu vozila.

Rješenje koje je danas najraširenije u osobnim automobilima nema središnji diferencijal. Jedna osovina — kod većine koncepata s poprečno ugrađenim motorom prednja — pogoni uvijek, a druga visi na paketu lamela koji električno upravljana pumpa stišće. Koliko čvrsto, odlučuje upravljačka jedinica na temelju brzine vrtnje kotača, položaja papučice gasa, kuta upravljanja i bočnog ubrzanja.

Prednost su prostor, težina i potrošnja: u normalnom pogonu vozilo uglavnom vuče sa sobom samo pogon na prednje kotače. Nedostatak je što frikcijski paket ostaje potrošni dio. Radi u vlastitom ulju koje treba mijenjati zajedno s filtrom, a ako stalno proklizava — primjerice jer su gume na osovinama različito istrošene — brzo stari.

Starija, pasivna srodnica je viskozna spojka: dva seta lamela u silikonskoj tekućini koja pri razlici brzine vrtnje postaje kruta i tako prenosi moment. Ne treba upravljanje i zato je neupadljiva — i u kvaru. Iscurjela ili otvrdnula viskozna spojka ili više ne prenosi ništa ili trajno previše, a vozač oboje primijeti kasno.

U električnom ili hibridnom vozilu pogon na sve kotače može nastati bez ikakve mehaničke veze između osovina. Jedan motor radi sprijeda, drugi straga, a ono što središnji diferencijal rješava mehanički, ovdje rješava regulacija: svaka osovina dobiva točno onaj moment koji joj softver dodijeli.

Tehnički otpada dosta toga — kardansko vratilo, središnji ležaj, razdjelnik i jedno punjenje ulja. Regulacija je uz to brža od svake spojke jer elektromotor mijenja moment u milisekundama. Zato dolaze drugi dijelovi, a njihove su greške električne naravi: energetska elektronika, krugovi hlađenja, ograničenje snage pri trajnom opterećenju ili visokoj temperaturi.

Za razgledavanje to znači: ovdje nema razdjelnika za pregled ni spojke koju treba slušati. Provjeravaju se memorija grešaka, ponašanje pod opterećenjem i obavlja li hlađenje svoj posao — pitanja na koja se odgovara uređajem za očitavanje, a ne uhom.

Gotovo svako moderno vozilo ciljano koči kotač koji se vrti u prazno i tako preko otvorenog diferencijala prenosi moment na drugu stranu. To iznenađujuće daleko zamjenjuje mehaničku poprečnu blokadu i razlog je zašto mnoga vozila bez blokada napreduju bolje nego što bi se iz tehničkog lista dalo naslutiti.

Granica je toplinska. Kočnica energiju pretvara u toplinu, a ona se mora odvesti. Pri dugom usponu na rastresitoj podlozi ili pri ponovljenom kretanju u dubokom snijegu sustav se zagrije i smanjuje svoju intervenciju. Mehanička blokada tu poteškoću ne poznaje — ali traži da je vozač ponovno otvori prije povratka na cestu.

I najvažnija rečenica o pogonu na sve kotače uopće: pomaže pri kretanju i ubrzavanju. Kočni put i granica u zavoju ovise o koeficijentu trenja između gume i kolnika, a njega broj pogonjenih kotača ne mijenja. Vozilo s pogonom na sve kotače na ljetnim gumama u snijegu dalje stigne, a lošije stane — to je konstelacija iz koje nastaje većina nesreća te vrste.

Svaka izvedba s mehaničkom vezom između osovina reagira na različite opsege kotrljanja. Nova guma ima više profila od napola istrošene, zato se pri istoj brzini vrti nešto sporije, a tu razliku spojka ili središnji diferencijal vide kao trajno proklizavanje. Ono što je na snijegu poželjno, ovdje postaje trajno stanje.

Praktično to znači: pojedinačna nova guma nakon kvara rijetko je pravo rješenje kod vozila s pogonom na sve kotače. Mijenjaju li se gume u paru po osovini ili sve četiri te koje odstupanje proizvođač još dopušta, piše u dokumentaciji vozila. To nije formula opreza, nego razlika između jedne gume i paketa spojke na računu.

Obrnuto, vozilo s pogonom na sve kotače s četiri različito istrošene gume pokazatelj je koji nadilazi same gume. Tko je na tom mjestu štedio, spojku je vjerojatno već neko vrijeme usput plaćao, a da to nije znao — a ostatak plaća sljedeći vlasnik.

Dva ispitivanja, a prvo traži suzdržanost. Na slobodnoj površini s malo proklizavanja — vlažan kaldrmisani kolnik, šljunak, prazan šljunčani plato — vozi se brzinom hoda u uskom krugu s punim zakretom upravljača. Trzanje ili udaranje upućuje na napetost. Kod priključive izvedbe upravo je to ponašanje na suhom asfaltu normalno, pa se ondje uopće ne ispituje.

Drugo je slušanje. Brujanje koje raste s brzinom i mijenja ton pri promjeni opterećenja često dolazi iz mjenjača osovine. Podrhtavanje koje počinje od određene brzine i iznad nje opet nestaje upućuje na kardansko vratilo ili njegov središnji ležaj. Klikanje pri punom zakretu je homokinetički zglob na prednjoj osovini.

Tome pripada i pogled odozdo. Kardansko vratilo, središnji ležaj, manžete osovina i kućišta mjenjača ili su suhi ili nisu. Vlažan film na kućištu je stavka koju treba pratiti; kapajući brtveni prsten vratila je predračun troškova.

Za strm uspon zimi, za prikolicu na mokroj livadi i za kretanje na rastresitoj podlozi pogon na sve kotače prava je i osjetna pomoć. Za kočni put, za brzinu u zavoju i za potrošnju nije — tamo je na drugoj strani računa.

Tko doista želi na teren, treba više od pogonjenih kotača: reduktor, svjetlu visinu, upotrebljive kutove prilaza i odlaza i barem jednu blokadu. Tko pod snijegom i usponima misli na svakodnevicu, uz rješenje sa spojkom i dobre zimske gume obično je bolje poslužen nego teškim terencem čije su gume skupe dimenzije.

I trijezni dio: više pogona znači više mase, više zglobova, više ležajeva i više ulja. To se vidi u potrošnji, trošenju guma i računu za održavanje. Vozilo s pogonom na sve kotače pravi je izbor kad se mogu imenovati uvjeti u kojima ga trebate.