Visų ratų pavara nėra vienoda: konstrukcijų palyginimas

Posūkyje kiekvienas ratas nuvažiuoja skirtingą kelią. Posūkio viduje esantys ratai rieda mažesniu spinduliu nei išoriniai, o priekinė ašis apibrėžia kitokį lanką nei galinė. Ašies diferencialas išlygina skirtumą tarp kairės ir dešinės pusės. Skirtumas tarp priekio ir galo lieka ir turi būti sprendžiamas atskirai.

Kas abi ašis standžiai sujungia tarpusavyje, priverčia jas suktis tuo pačiu greičiu. Pagrinde, kuriame leidžiamas prasisukimas — sniege, žvyre, šlapioje pievoje —, skirtumas išsisklaido. Sukibusiame asfalte taip nebūna. Tada transmisijoje susidaro įtampa, kuri sunkiai manevruojant pasireiškia trūkčiojimu ir apkrauna velenus, šarnyrus bei krumpliaračius.

Kiekviena visų ratų pavaros konstrukcija yra atsakymas į būtent šį klausimą: kiek priekinė ašis gali suktis kitaip nei galinė ir kada nebegali? Atsakymai skiriasi sudėtingumu, svoriu ir sunaudojimu — ir tuo, kurios detalės senstant kainuoja pinigų.

Seniausia konstrukcija turi pavarų paskirstymo dėžę be centrinio diferencialo. Važiuojant keliu veikia tik viena ašis, dažniausiai galinė; vairuotojas antrąją prijungia kumšteline mova ar grandine, ir po to abi ašys standžiai sujungtos. Dažnai komplektuojama su žemutinių pavarų reduktoriumi bekelei — antru pavarų rinkiniu su trumpu perdavimo skaičiumi lėtam, status ar sunkiam darbui.

Iš to išplaukia šiai konstrukcijai būdinga eksploatavimo taisyklė: prijungta visų ratų pavara neturėtų būti naudojama ant sauso asfalto. Kas ją ten naudoja, sukuria pirmoje dalyje aprašytą įtampą, o ji tenka detalei su mažiausia atsarga — dažnai pačiai paskirstymo dėžei. Tai ne konstrukcijos klaida, o naudojimo taisyklė.

Perkant naudotą automobilį ši konstrukcija todėl nėra trūkumas, o klausimas apie ankstesnį savininką. Stovint lygioje vietoje pavara prijungiama ir vėl atjungiama, stebint, ar ji švariai užsifiksuoja ir vėl atsilaisvina. Nebesukibantys kumštelinės movos dantys ir vykdikliai, kurie spragsi nesijungdami, yra tipiški šios konstrukcijos senėjimo požymiai.

Jei tarp ašių įrengiamas trečias diferencialas, priekinė ašis gali laisvai suktis kitu greičiu nei galinė. Taip pavara nuolat veikia abi ašis, o jokia įtampa nesusidaro. Kaip paskirstomas sukimo momentas, lemia konstrukcija: kūginių krumpliaračių diferencialas dalija per pusę, planetinė pakopa — pasirinktu pastoviu santykiu.

Tačiau atviras diferencialas turi savybę, kuri už kelio ribų tampa problema: jis nukreipia momentą ten, kur mažiausias pasipriešinimas. Jei vienas ratas stovi ant ledo, jis sukasi, o kita ašis negauna nieko. Todėl ši konstrukcija beveik visada turi blokavimą arba savaime blokuojantį sprendimą — lamelinę movą lygiagrečiai diferencialui arba sliekinę krumpliaračių pavarą, kuri didėjant apsisukimų skirtumui savaime užsiblokuoja.

Tai sudėtingiausias ir sunkiausias sprendimas, bet kartu ir reikalaujantis mažiausiai vairuotojo veiksmų. Priežiūros metu tai atsiliepia papildomais alyvos pripylimais: centrinis diferencialas, galinės ašies reduktorius ir, jei yra, paskirstymo dėžė yra trys kontūrai, kurių niekas nemato ir kurių keitimo intervalai nurodyti techninės priežiūros grafike, o ne automobilio aprašyme.

Šiandien lengvuosiuose automobiliuose labiausiai paplitęs sprendimas centrinio diferencialo neturi. Viena ašis — daugumos konstrukcijų su skersai įrengtu varikliu atveju priekinė — varo visada, antroji prijungta per lamelių paketą, kurį suspaudžia elektra valdomas siurblys. Kiek stipriai, nusprendžia valdymo blokas pagal ratų apsisukimus, akceleratoriaus padėtį, vairo kampą ir skersinį pagreitį.

Privalumas — užimama vieta, svoris ir sunaudojimas: įprastai važiuojant automobilis tempia su savimi beveik vien priekinių ratų pavarą. Trūkumas — trinties paketas lieka dylančia detale. Jis veikia savo alyvoje, kurią reikia keisti kartu su filtru, o jei nuolat prasisuka — pavyzdžiui, kai ašių padangos nusidėvėjusios nevienodai —, greitai sensta.

Senesnė, pasyvi jos giminaitė — viskozinė mova: du lamelių komplektai silikoniniame skystyje, kuris esant apsisukimų skirtumui sustandėja ir taip perduoda momentą. Jai nereikia valdymo, todėl ji nepastebima — ir sugedusi. Ištekėjusi ar sukietėjusi viskozinė mova arba nebeperduoda nieko, arba nuolat perduoda per daug, ir abu atvejus vairuotojas pastebi vėlai.

Elektriniame ar hibridiniame automobilyje visų ratų pavara gali atsirasti be jokio mechaninio ryšio tarp ašių. Vienas variklis veikia priekyje, antras gale, ir tai, ką centrinis diferencialas išsprendžia mechaniškai, čia išsprendžia valdymas: kiekviena ašis gauna būtent tą momentą, kurį jai paskiria programinė įranga.

Techniškai čia daug kas atpuola — kardaninis velenas, tarpinė atrama, paskirstymo dėžė ir alyvos pripylimas. Valdymas dar ir greitesnis už bet kokią movą, nes elektros variklis momentą keičia per milisekundes. Vietoj jų atsiranda kitų detalių, ir jų gedimai yra elektrinio pobūdžio: galios elektronika, aušinimo kontūrai, galios ribojimas esant ilgalaikei apkrovai ar aukštai temperatūrai.

Apžiūrint tai reiškia: čia nėra ką tikrinti paskirstymo dėžėje ir nėra ko klausytis movoje. Tikrinama klaidų atmintis, elgesys esant apkrovai ir ar aušinimas atlieka savo darbą — klausimai, į kuriuos atsakoma nuskaitymo įranga, o ne ausimi.

Beveik kiekvienas šiuolaikinis automobilis tikslingai stabdo buksuojantį ratą ir taip per atvirą diferencialą perduoda momentą į kitą pusę. Tai stebėtinai plačiai pakeičia mechaninį skersinį blokavimą ir yra priežastis, kodėl daug automobilių be blokavimo važiuoja geriau, nei leistų manyti jų techniniai duomenys.

Riba yra šiluminė. Stabdys energiją paverčia šiluma, o ją reikia išsklaidyti. Ilgame įkalnėje birioje dangoje ar pakartotinai pajudant giliame sniege sistema įkaista ir sumažina savo įsikišimą. Mechaninis blokavimas šios problemos nepažįsta — bet reikalauja, kad vairuotojas jį vėl atblokuotų, prieš grįždamas į kelią.

Ir svarbiausias sakinys apie visų ratų pavarą apskritai: ji padeda pajudant ir greitėjant. Stabdymo kelias ir posūkio riba priklauso nuo padangų ir kelio dangos sukibimo koeficiento, o jo varomų ratų skaičius nekeičia. Visų ratų pavaros automobilis su vasarinėmis padangomis sniege nuvažiuoja toliau, bet prasčiau sustoja — tai konstelacija, iš kurios kyla daugiausia tokio pobūdžio avarijų.

Kiekviena konstrukcija su mechaniniu ryšiu tarp ašių reaguoja į skirtingus riedėjimo apimtis. Nauja padanga turi gilesnį protektorių nei pusiau nusidėvėjusi, todėl esant tam pačiam greičiui sukasi šiek tiek lėčiau, o šį skirtumą mova ar centrinis diferencialas mato kaip nuolatinį prasisukimą. Tai, kas sniege pageidaujama, čia tampa nuolatine būsena.

Praktiškai tai reiškia: viena nauja padanga po gedimo visų ratų pavaros automobiliui retai būna tinkamas sprendimas. Ar keičiama poromis ant kiekvienos ašies, ar visos keturios, ir kokį nuokrypį gamintojas dar leidžia, nurodyta automobilio dokumentuose. Tai ne atsargumo formulė, o skirtumas tarp vienos padangos ir lamelių paketo sąskaitoje.

Ir atvirkščiai, visų ratų pavaros automobilis su keturiomis nevienodai nusidėvėjusiomis padangomis yra užuomina, einanti toliau nei vien padangos. Kas čia taupė, greičiausiai jau kurį laiką, to nežinodamas, mokėjo už movą — o likusią dalį sumokės kitas savininkas.

Du patikrinimai, ir pirmasis reikalauja santūrumo. Laisvoje aikštelėje su šiek tiek prasisukimo — drėgname grindinyje iš akmenų, žvyre, tuščioje žvyro aikštelėje — žingsniu važiuojama siauru ratu visiškai pasukus vairą. Trūkčiojimas ar šokčiojimas rodo įtampą. Prijungiamos konstrukcijos atveju būtent toks elgesys ant sauso asfalto yra normalus, todėl ten apskritai netikrinama.

Antrasis — klausymasis. Dūzgimas, kuris stiprėja didėjant greičiui ir keičia toną keičiantis apkrovai, dažnai sklinda iš ašies reduktoriaus. Purtymas, kuris prasideda nuo tam tikro greičio ir virš jo vėl dingsta, rodo kardaninį veleną ar jo tarpinę atramą. Spragsėjimas iki galo pasukus vairą yra priekinės ašies ŠRUS šarnyras.

Prie to priklauso žvilgsnis iš apačios. Kardaninis velenas, tarpinė atrama, ašių gumos ir pavarų dėžių korpusai yra arba sausi, arba ne. Drėgna plėvelė ant korpuso yra stebėjimo punktas; varvantis veleno sandariklis — išlaidų sąmata.

Statiam įvažiavimui žiemą, priekabai šlapioje pievoje ir pajudėjimui biriame pagrinde visų ratų pavara yra tikra ir juntama pagalba. Stabdymo keliui, posūkio greičiui ir sunaudojimui — ne; ten ji yra kitoje skaičiavimo pusėje.

Kas tikrai nori važiuoti bekele, be varomų ratų reikia daugiau: reduktoriaus, prošvaisos, tinkamų įvažiavimo ir išvažiavimo kampų ir bent vieno blokavimo. Kas kasdien turi omenyje sniegą ir įkalnes, su lameline mova ir geromis žieminėmis padangomis dažniausiai pasitarnaus geriau nei sunkus visureigis, kurio padangos yra brangaus dydžio.

O šaltoji dalis tokia: daugiau pavaros — tai daugiau masės, daugiau šarnyrų, daugiau guolių ir daugiau alyvos. Tai atsispindi sunaudojime, padangų dėvėjimesi ir priežiūros sąskaitoje. Visų ratų pavaros automobilis yra tinkamas pasirinkimas tada, kai galite įvardyti sąlygas, kuriomis jo reikia.