Pohon 4x4 je každý iný: porovnanie konštrukcií

V zákrute prejde každé koleso inú dráhu. Vnútorné kolesá sa valia po užšom polomere ako vonkajšie a predná náprava opisuje iný oblúk ako zadná. Diferenciál v náprave vyrovnáva rozdiel medzi ľavou a pravou stranou. Rozdiel medzi prednou a zadnou nápravou zostáva a musí sa riešiť osobitne.

Kto obe nápravy pevne prepojí, núti ich na rovnaké otáčky. Na podklade, ktorý pripúšťa preklzávanie — sneh, štrk, mokrá lúka —, sa rozdiel vyrovná šmykom. Na priľnavom asfalte to nemôže. Potom sa v hnacom ústrojenstve vytvorí vzpriečenie, ktoré sa pri úzkom manévrovaní prejaví trhaním a zaťažuje hriadele, kĺby a ozubenia.

Každá konštrukcia pohonu všetkých kolies je odpoveďou na presne túto otázku: nakoľko sa smie predná náprava voči zadnej pootočiť a kedy už nie? Odpovede sa líšia náročnosťou, hmotnosťou a spotrebou — a tým, ktoré komponenty v staršom veku stoja peniaze.

Najstaršia konštrukcia má rozdeľovaciu prevodovku bez stredového diferenciálu. V cestnej prevádzke beží len jedna náprava, väčšinou zadná; vodič druhú pripojí pomocou čeľusťovej spojky alebo reťaze a potom sú obe pevne spojené. Často k tomu patrí terénna redukcia, teda druhá sada prevodov s krátkym prevodovým pomerom pre pomalú, strmú alebo ťažkú prácu.

Z toho vyplýva prevádzkový predpis, ktorý je pre túto konštrukciu typický: pripojený pohon všetkých kolies nepatrí na suchý asfalt. Kto s ním tam jazdí, vyvoláva vzpriečenie z prvého oddielu a to zaťažuje súčiastku s najmenšou rezervou — často samotnú rozdeľovaciu prevodovku. Nie je to konštrukčná chyba, ale pravidlo obsluhy.

Pri kúpe jazdeného auta preto táto konštrukcia nie je nevýhodou, ale otázkou na predchádzajúceho majiteľa. Pohon sa v stoji na rovnom povrchu pripojí a zase odpojí a sleduje sa, či sa čisto zaradí a opäť uvoľní. Čeľuste, ktoré už nezaberajú, a ovládače, ktoré klepú bez toho, aby preradili, sú typické prejavy veku tejto konštrukcie.

Ak sa medzi nápravy vloží tretí diferenciál, predná náprava sa smie voči zadnej voľne pootáčať. Pohon tak trvalo pôsobí na oboch nápravách bez toho, aby sa čokoľvek vzpriečilo. Ako sa krútiaci moment rozdelí, vyplýva z konštrukcie: kužeľový diferenciál delí na polovicu, planétový stupeň v zvolenom pevnom pomere.

Otvorený diferenciál má však vlastnosť, ktorá sa mimo cesty stáva problémom: posiela moment tam, kde je najmenší odpor. Ak stojí koleso na ľade, točí sa a druhá náprava nedostane nič. Preto táto konštrukcia takmer vždy nesie uzávierku alebo samosvorné prevedenie — lamelovú spojku paralelne k diferenciálu alebo ozubenie so šnekovým kolesom, ktoré sa so stúpajúcim rozdielom otáčok samo zasekne.

Je to najnáročnejšie a najťažšie riešenie a zároveň to, ktoré vyžaduje najmenej obsluhy. Pri údržbe sa prejaví dodatočnými olejovými náplňami: stredový diferenciál, zadná nápravová prevodovka a prípadne rozdeľovacia prevodovka sú tri okruhy, ktoré nikto nevidí a ktorých intervaly sú v servisnom pláne — nie v popise vozidla.

Riešenie, ktoré je dnes v osobných autách najrozšírenejšie, nemá stredový diferenciál. Jedna náprava — pri väčšine koncepcií s priečne uloženým motorom predná — poháňa vždy, druhá je zavesená na lamelovom bloku, ktorý stláča elektricky riadené čerpadlo. Ako silno, rozhoduje riadiaca jednotka z otáčok kolies, polohy plynového pedála, uhla natočenia volantu a priečneho zrýchlenia.

Výhodou je zástavbový priestor, hmotnosť a spotreba: v bežnej prevádzke vozidlo so sebou vlečie takmer len pohon predných kolies. Nevýhodou je, že trecí blok zostáva opotrebiteľnou súčiastkou. Beží vo vlastnom oleji, ktorý sa chce vymieňať spolu s filtrom, a ak trvalo preklzáva — napríklad preto, že pneumatiky na nápravách sú rôzne opotrebované —, rýchlo starne.

Staršou, pasívnou príbuznou je viskózna spojka: dve sady lamiel v silikónovej kvapaline, ktorá pri rozdiele otáčok stuhne a tak prenáša moment. Nepotrebuje riadenie, a preto je nenápadná — aj pri zlyhaní. Vytečená alebo zatvrdnutá viskózna spojka buď neprenáša nič, alebo trvalo príliš veľa a oboje si vodič všimne neskoro.

V elektrickom alebo hybridnom vozidle môže pohon všetkých kolies vzniknúť bez akéhokoľvek mechanického spojenia medzi nápravami. Jeden motor pracuje vpredu, druhý vzadu, a čo stredový diferenciál rieši mechanicky, to tu rieši regulácia: každá náprava dostane presne taký moment, aký jej pridelí softvér.

Technicky tým odpadne niekoľko vecí — kardanový hriadeľ, stredové ložisko, rozdeľovacia prevodovka a jedna olejová náplň. Regulácia je navyše rýchlejšia než akákoľvek spojka, pretože elektromotor mení svoj moment v milisekundách. Pribúdajú však iné súčiastky a ich poruchy sú elektrického charakteru: výkonová elektronika, chladiace okruhy, obmedzenie výkonu pri trvalom zaťažení alebo pri vysokej teplote.

Pre obhliadku to znamená: nie je tu rozdeľovacia prevodovka, ktorú by bolo treba skontrolovať, ani spojka, ktorú by bolo treba počúvať. Kontroluje sa pamäť porúch, správanie pod zaťažením a to, či chladenie robí svoju prácu — otázky, na ktoré sa odpovedá diagnostickým prístrojom a nie sluchom.

Takmer každé moderné vozidlo cielene pribrzdí prešmykujúce koleso a tým presmeruje moment cez otvorený diferenciál na druhú stranu. To prekvapivo ďaleko nahrádza mechanickú priečnu uzávierku a je to dôvod, prečo mnohé vozidlá bez uzávierok postupujú lepšie, než by naznačoval ich technický list.

Hranica je tepelná. Brzda mení energiu na teplo a to sa musí odviesť. Pri dlhom stúpaní na sypkom podklade alebo pri opakovanom rozjazde v hlbokom snehu sa zariadenie zahreje a zníži svoj zásah. Mechanická uzávierka tento problém nepozná — zato vyžaduje, aby ju vodič opäť otvoril, skôr než sa vráti na cestu.

A najdôležitejšia veta o pohone všetkých kolies vôbec: pomáha pri rozjazde a pri zrýchľovaní. Brzdná dráha a hranica v zákrute závisia od súčiniteľa trenia medzi pneumatikou a vozovkou a ten počet poháňaných kolies nezmení. Vozidlo s pohonom všetkých kolies na letných pneumatikách v snehu pôjde ďalej a zastaví horšie — to je situácia, z ktorej vzniká väčšina nehôd tohto druhu.

Každá konštrukcia s mechanickým prepojením medzi nápravami reaguje na rôzne valivé obvody. Nová pneumatika má viac dezénu ako napoly zjazdená, preto sa pri rovnakej rýchlosti otáča o niečo pomalšie a túto diferenciu vidí spojka alebo stredový diferenciál ako trvalé preklzávanie. Čo je v snehu žiaduce, stáva sa tu trvalým stavom.

Prakticky to znamená: jedna nová pneumatika po poruche je pri vozidle s pohonom všetkých kolies zriedka správnym riešením. Či sa menia po pároch na nápravu, alebo všetky štyri, a akú odchýlku výrobca ešte pripúšťa, je uvedené v podkladoch k vozidlu. To nie je preventívna fráza, ale rozdiel medzi pneumatikou a lamelovým blokom spojky na faktúre.

Naopak, vozidlo s pohonom všetkých kolies so štyrmi rôzne opotrebovanými pneumatikami je náznak, ktorý presahuje samotné pneumatiky. Kto tu šetril, spojku pravdepodobne už nejaký čas spolufinancoval bez toho, aby o tom vedel — a zvyšok zaplatí ďalší majiteľ.

Dve kontroly a prvá vyžaduje zdržanlivosť. Na voľnej ploche s trochou preklzu — vlhká dlažba z kociek, štrk, prázdne štrkové priestranstvo — jazdite krokom v úzkom kruhu s plne natočeným volantom. Trhanie alebo búchanie naznačuje vzpriečenie. Pri pripájanej konštrukcii je presne toto správanie na suchom asfalte normálne a tam sa preto vôbec neskúša.

Druhou kontrolou je počúvanie. Hučanie, ktoré stúpa s rýchlosťou a pri zmene zaťaženia mení tón, často pochádza z nápravovej prevodovky. Chvenie, ktoré nastupuje od určitej rýchlosti a nad ňou opäť zmizne, naznačuje kardanový hriadeľ alebo jeho stredové ložisko. Klikanie pri plnom natočení je homokinetický kĺb na prednej náprave.

K tomu patrí pohľad zospodu. Kardanový hriadeľ, stredové ložisko, manžety náprav a skrine prevodoviek sú buď suché, alebo nie sú. Vlhký film na skrini je bod na sledovanie; kvapkajúce tesnenie hriadeľa je cenová ponuka na opravu.

Pri strmom výjazde v zime, pri prívese na mokrej lúke a pri rozjazde na sypkom podklade je pohon všetkých kolies skutočnou a citeľnou pomocou. Pri brzdnej dráhe, pri rýchlosti v zákrute a pri spotrebe nie je — tam stojí na druhej strane účtu.

Kto naozaj chce do terénu, potrebuje viac než poháňané kolesá: redukciu, svetlú výšku, použiteľné nájazdové uhly a aspoň jednu uzávierku. Kto má na mysli sneh a stúpania v každodennej prevádzke, je so spojkovým riešením a dobrými zimnými pneumatikami väčšinou lepšie obslúžený než s ťažkým terénnym vozidlom, ktorého pneumatiky bežia v drahom rozmere.

A triezva časť: viac pohonu je viac hmotnosti, viac kĺbov, viac ložísk a viac oleja. To sa prejaví v spotrebe, v opotrebovaní pneumatík a v účte za údržbu. Vozidlo s pohonom všetkých kolies je tou správnou voľbou vtedy, keď viete pomenovať podmienky, v ktorých ho potrebujete.