Az összkerék nem összkerék: a konstrukciók összehasonlítása

Kanyarban minden kerék más utat tesz meg. A kanyar belső oldalán lévő kerekek szűkebb sugáron gördülnek, mint a külsők, és az első tengely más ívet ír le, mint a hátsó. A tengelyben lévő differenciálmű a bal és a jobb oldal közti különbséget egyenlíti ki. Az elöl és hátul közti különbség megmarad, és külön kezelést kíván.

Aki a két tengelyt mereven összekapcsolja, azonos fordulatszámra kényszeríti őket. Olyan talajon, amely megenged némi csúszást — hó, murva, nedves rét —, a különbség elcsúszik. Tapadós aszfalton erre nem képes. Ilyenkor feszültség épül fel a hajtásláncban, ami szűk manőverezésnél rángatásként jelentkezik, és a tengelyekre, csuklókra és fogazásokra megy rá.

Minden összkerék-konstrukció pontosan erre a kérdésre ad választ: mennyire csavarodhat el az első tengely a hátsóhoz képest, és mikor már nem? A válaszok különböznek a ráfordításban, a súlyban és a fogyasztásban — és abban, hogy melyik alkatrészek kerülnek pénzbe idős korban.

A legrégebbi konstrukciónak elosztóváltója van központi differenciálmű nélkül. Közúti üzemben csak egy tengely fut, többnyire a hátsó; a vezető karmos kapcsolóval vagy lánccal kapcsolja hozzá a másodikat, és utána mindkettő mereven kapcsolódik. Gyakran tartozik hozzá terepáttétel, vagyis egy második, rövid áttételű fokozatsor lassú, meredek vagy nehéz munkához.

Ebből következik az a használati előírás, amely ennek a konstrukciónak sajátja: a bekapcsolt összkerék nem való száraz aszfaltra. Aki ott használja, előidézi az első szakaszban leírt feszültséget, és az a legkisebb tartalékkal rendelkező alkatrészre terhelődik — gyakran magára az elosztóváltóra. Ez nem konstrukciós hiba, hanem kezelési szabály.

Használtautó-vásárláskor ezért a konstrukció nem hátrány, hanem az előző tulajdonosra vonatkozó kérdés. Állva, sík felületen be- és kikapcsoljuk, és figyeljük, hogy tisztán bekattan-e, és újra kiold-e. A karmok, amelyek már nem fognak, és a működtetők, amelyek kattognak anélkül, hogy kapcsolnának, ennek a konstrukciónak a tipikus öregedési jelei.

Ha a tengelyek közé egy harmadik differenciálművet építünk, az első tengely szabadon elcsavarodhat a hátsóhoz képest. A hajtás így tartósan mindkét tengelyen jelen van anélkül, hogy bármi megfeszülne. A nyomaték elosztását a szerkezeti forma adja: egy kúpkerekes differenciálmű felezi, egy bolygókerekes fokozat egy választott, rögzített arányban.

A nyitott differenciálműnek azonban van egy tulajdonsága, amely úttesten kívül problémává válik: a nyomatékot oda vezeti, ahol a legkisebb az ellenállás. Ha egy kerék jégen áll, az forog, a másik tengely pedig semmit nem kap. Ezért ez a konstrukció szinte mindig zárat vagy önzáró kialakítást visel — a differenciálművel párhuzamos lamellás tengelykapcsolót vagy olyan csigakerekes fogazást, amely növekvő fordulatszám-különbségnél magától beszorul.

Ez a legköltségesebb és legnehezebb megoldás, egyben az, amelyik a legkevesebb kezelést kívánja. Az üzemeltetésben többlet olajtöltetekben csapódik le: a központi differenciálmű, a hátsótengely-hajtómű és adott esetben az elosztóváltó három olyan kör, amelyet senki nem lát, és amelyek időközei a karbantartási tervben állnak — nem az autó leírásában.

A személyautókban ma legelterjedtebb megoldásnak nincs központi differenciálműve. Az egyik tengely — a legtöbb, keresztben beépített motoros konstrukciónál az első — mindig hajt, a második egy lamellacsomagra kapcsolódik, amelyet elektromosan vezérelt szivattyú nyom össze. Hogy mennyire erősen, azt egy vezérlőegység dönti el a kerékfordulatszámokból, a gázpedál állásából, a kormányszögből és az oldalirányú gyorsulásból.

Az előny a beépítési hely, a súly és a fogyasztás: normál üzemben az autó szinte csak egy elsőkerék-hajtást cipel magával. A hátrány, hogy egy súrlódó csomag kopó alkatrész marad. Saját olajban fut, amelyet egy szűrővel együtt kell cserélni, és ha tartósan csúszik — például mert a tengelyeken a gumik különbözően kopottak —, gyorsan öregszik.

Egy régebbi, passzív rokona a viszkokuplung: két lamellakészlet szilikonfolyadékban, amely fordulatszám-különbségnél megkeményedik, és ezáltal nyomatékot visz át. Nincs szüksége vezérlésre, ezért feltűnésmentes — a meghibásodásakor is. Egy kifolyt vagy megkeményedett viszkokuplung vagy már semmit nem visz át, vagy tartósan túl sokat, és mindkettőt a vezető későn veszi észre.

Egy elektromos vagy hibrid autóban az összkerékhajtás úgy is létrejöhet, hogy a tengelyek között semmilyen mechanikai kapcsolat nincs. Elöl dolgozik egy motor, hátul egy második, és amit egy központi differenciálmű mechanikusan old meg, azt itt a szabályozás oldja meg: minden tengely pontosan azt a nyomatékot kapja, amelyet a szoftver kioszt neki.

Műszakilag így sok minden kiesik — kardántengely, középső csapágy, elosztóváltó és egy olajtöltet. A szabályozás ráadásul gyorsabb, mint bármely tengelykapcsoló, mert az elektromotor a nyomatékát ezredmásodpercek alatt változtatja. Cserébe más alkatrészek jönnek hozzá, és a hibáik elektromos természetűek: teljesítményelektronika, hűtőkörök, a teljesítmény korlátozása tartós terhelés vagy magas hőmérséklet esetén.

Megtekintésnél ez azt jelenti: itt nincs elosztóváltó, amit ellenőrizni kellene, és nincs tengelykapcsoló, amit hallgatni lehetne. A hibamemóriát, a terhelés alatti viselkedést és azt vizsgálják, hogy a hűtés ellátja-e a dolgát — olyan kérdések, amelyekre kiolvasó készülékkel lehet válaszolni, nem füllel.

Szinte minden modern autó célzottan fékezi a kipörgő kereket, és ezzel a nyomatékot a nyitott differenciálművön át a másik oldalra vezeti. Ez meglepően messzire pótol egy mechanikus keresztzárat, és ez az oka annak, hogy sok autó zárak nélkül is jobban boldogul, mint ahogy az adatlapja sejtetné.

A határ termikus. A fék az energiát hővé alakítja, és azt el kell vezetni. Hosszú emelkedőn laza talajon vagy mély hóban ismételt elinduláskor a berendezés felforrósodik, és csökkenti a beavatkozását. Egy mechanikus zár nem ismeri ezt a problémát — viszont megköveteli, hogy a vezető újra kinyissa, mielőtt visszatér az útra.

És az összkerékről szóló legfontosabb mondat: elinduláskor és gyorsításkor segít. A fékút és a kanyarhatár a gumi és a pálya közti súrlódási tényezőn múlik, és ezt a hajtott kerekek száma nem változtatja meg. Egy nyári gumis összkerekű autó a hóban tovább jut, és rosszabbul áll meg — ez az a konstelláció, amelyből az ilyen balesetek többsége keletkezik.

Minden olyan konstrukció, amelyben mechanikus kapcsolat van a tengelyek között, reagál a különböző gördülési kerületekre. Egy új gumi mintázata mélyebb, mint egy félig lekopotté, ezért azonos sebességnél kicsit lassabban forog, és ezt a különbséget a tengelykapcsoló vagy a központi differenciálmű tartós csúszásként látja. Ami hóban kívánatos, az itt tartós állapottá válik.

A gyakorlatban ez azt jelenti: egy defekt utáni egyetlen új gumi összkerekű autónál ritkán a helyes megoldás. Hogy tengelyenként párban vagy mind a négyet cserélik-e, és hogy a gyártó milyen eltérést enged még meg, az autóhoz tartozó dokumentációban áll. Ez nem óvatossági formula, hanem a különbség egy gumi és egy tengelykapcsoló-csomag között a számlán.

Fordítva, egy négy különbözően kopott gumival futó összkerekű autó olyan jel, amely túlmutat a gumikon. Aki ezen a ponton spórolt, az a tengelykapcsolót valószínűleg már egy ideje együtt fizeti, anélkül hogy tudná — a többit pedig a következő tulajdonos fizeti meg.

Két vizsgálat, és az első óvatosságot kíván. Egy szabad felületen, némi csúszással — nedves macskakövön, murván, egy üres kavicsos téren — lépésben, teljes kormánykitéréssel egy szűk kört teszünk meg. A rángatás vagy a döcögés feszültségre utal. Bekapcsolható konstrukciónál éppen ez a viselkedés normális száraz aszfalton, és ott ezért egyáltalán nem is vizsgáljuk.

A második a hallgatózás. Egy zúgás, amely a sebességgel erősödik, és terhelésváltáskor hangot változtat, gyakran egy tengelyhajtóműből jön. Egy rázkódás, amely egy bizonyos sebességnél kezdődik, és felette ismét eltűnik, a kardántengelyre vagy annak középső csapágyára utal. A kattogás teljes kormánykitérésnél az első tengely homokinetikus csuklója.

Ide tartozik az alulról való szemrevételezés. A kardántengely, a középső csapágy, a féltengely-gumiharangok és a hajtóművek házai vagy szárazak, vagy nem azok. Egy nedves film egy házon megfigyelési tétel; egy csöpögő tengelytömítő gyűrű már költségbecslés.

Téli meredek feljáróra, nedves réten álló pótkocsira és laza talajon való elindulásra az összkerék valódi és érezhető segítség. A fékútra, a kanyarsebességre és a fogyasztásra nem az — ott a számla másik oldalán áll.

Aki valóban terepre akar menni, annak több kell, mint hajtott kerekek: terepáttétel, hasmagasság, használható rámpaszögek és legalább egy zár. Aki a mindennapokban havat és emelkedőket ért ezalatt, azt egy tengelykapcsolós megoldás és jó téli gumik többnyire jobban szolgálják, mint egy nehéz terepjáró, amelynek a gumija drága méretben fut.

És a józan rész: több hajtás több tömeg, több csukló, több csapágy és több olaj. Ez megmutatkozik a fogyasztásban, a gumikopásban és a karbantartási számlában. Az összkerekű autó akkor a helyes választás, ha meg tudjuk nevezni azokat a körülményeket, amelyek között szükség van rá.