összkerékhajtások összehasonlítása

2005. december 16., péntek 14:11

Jusson eszünkbe egy másik, inkább autós probléma: az autóvezetői mûszaki tanfolyamon a fejünkbe verték, hogy a kocsi hajtott kerekei között azért van differenciálmû - ami engedi, hogy a két hajtott kerék eltérő sebességgel forogjon -, mert különben kanyarban eltörne valami a hajtásláncban, hiszen olyankor az íven belül és kívül haladó kerék forgási sebessége között óriási az eltérés.

Igen ám, de a differenciálmû (diffi, osztómû stb.) engedi azt is, hogy ha az egyik kerék csúszós felületen van (jég, sár, banánhéj), a másik tapad, akkor a csúszóson lévő kipörög, amelyik kapaszkodni tudna, egy helyben áll. A leggyakrabban így akadunk el télen. A diffi tehát akkor kell, ha jó a tapadás, síkos úton viszont igazi átok. Ez még akkor is áll, bár kevésbé akut probléma, ha autónk minden kereke hajtott.

Az ideális terepjáróban ezért három zárható differenciálmû van: egy az első tengelyen (a hajtott első bal és jobb kerék szétcsatolásához), egy a hátsó tengelyen (a hajtott hátsó bal és jobb kerék szétcsatolásához), valamint egy a két tengely között (hogy ha az első, vagy a hátsó tengelyeken különböző méretû, tapadású gumik vannak, akkor se törjön el a kihajtás). Amikor pedig valamelyik kerék megcsúszik, a megfelelő differenciált egy karral zárhatjuk akár az összest is.

Az épített spéci gépek mellett az egyetlen szériagép, amely ezt tudta hajdanán, a korai Mercedes-Benz G osztály volt. Azóta költségtakarékossági okokból mindenki azon van, hogy elspórolja a zárható diffiket. Az osztómûvet legyártani ugyanis drága, állandó összkerékhajtás mellett megdobja a fogyasztást, rontja a dinamikát, növeli a tömeget és a zajt. Azért létezik hát olyan sokféle összkerekes hajtáslánc, mert a gyártók keresik az ideális kompromisszumot a jó mindennapi használhatóság, a kiváló terepképesség, az elfogadható fogyasztás és a vevőnek még épp beadható vételár között.

Az összkerékhajtásos rendszer szinte mindig arról szól, hogy az első és a hátsó tengelyek között hogyan jön létre a kapcsolat. Erre két konzervatív módszer létezik. Meg néhány alternatív - hagyjuk azokat inkább a végére. Az egyik szisztémánál csak a hátsó (ritkábban az első) kerekek viszik az autót, amíg valamelyik meg nem csúszik, a másiknál állandó az összkerékhajtás. Jöjjön előbb az első.

A kapcsolható 4x4-es hajtások legprimitívebb verziója az, amelyikben nincsen középen differenciálmû. Ilyen volt kamaszkorunk Arója: alapvetően hátsókerekes kisteherautó, amelynél egy váltó mellett meredező kar segítségével körmös kapcsoló rögzítheti a hátsó hajtást az elsőhöz. Az ilyet kizárólag laza talajon szabad bekapcsolni, mert aszfalton, betonon úgy összefeszül az egész miskulancia, hogy először lelassul a gépsárkány, majd valami eltörik a váltóban. Aki idejében eszmél, hosszas tolatással fel tudja lazítani annyira a hajtásláncot, hogy a kis kar kivehető lesz 4WD-ből. Mellesleg a sokak által terepjárónak tekintett, valójában csak kisegítő elsőkerékhajtással felszerelt pickupok (Nissan, Mazda, Mitsubishi, Toyota) is így mûködnek.

A jól kivitelezett kapcsolható rendszerben viszont központi differenciálmûvet mûködtet a kar (Mitsubishi Pajero, Pajero Pinin nagy motorral), itt csak a fogyasztáscsökkenés érdekét szolgálja, hogy az első hajtás leválasztható, viszont bekapcsolva sem feszül meg semmi. Gond, hogy drága és nehéz a beépített holmi.

Még mindig a kapcsolható elsőkerék-hajtásnál (más autóknál hátsókerék-hajtásnál) maradunk. Félig-meddig ebbe a tárgykörbe tartozik a tengelykapcsolóval záródó hajtás is. Ennek primitív verziója, amit a Kia Sportage-ben, a BMW X5-ben vagy a jövőre megjelenő Liana-utód Suzuki SX4-ben találunk: a hátsó tengely állandóan visz, s amikor a menetstabilizáló jeladója azt érzékeli, hogy valamelyik kerék kipörög, egy egyszerû tengelykapcsolót (ami többnyire olyan, mint a motoroké, tehát olajban forog, többtárcsás, emiatt hosszan bírja a használatot) zár az első kerekek irányában.

A kocsi épp' csak addig összkerékhajtásos, amíg az állandóan hajtott kerekek tapadni nem kezdenek, onnantól ismét a kétkerék-hajtás játszik. A rendszer előnye, hogy egészen jól megbirkózik a legtöbb gonosz terepfajtával, de mivel az elektromechanikus elven mûködő megoldásnak időre van szüksége, hogy felismerje a kipörgés tényét (a kerekeknél ez kb. negyed-fél fordulatban mérhető), komoly elakadásnál csak a Zetor, vagy a bütykösgumis, Pannónia-motoros csettegő segít.

Nehéz eldönteni viszont, hová tartozik a Haldex-kuplung. Ennél szintén olajfürdős tengelykapcsoló osztja a nyomatékot előre és hátra. Vezérlése viszont alapvetően hidraulikus, és nincs kitüntetett hajtott tengely - tehát a kocsi mindig éppen azokkal a kerekeivel hajt, amelyeknél a legjobb a tapadás. Persze ezt is lehet, sőt, szokás is hangolni elektronikus beavatkozással, ezért az ilyen 4x4-rendszerrel szerelt jármûvek többsége alapvetően hátsókerékhajtás-orientált.

A Haldexnél az első és a hátsó tengelyek differenciálmûve egyenként hajt egy-egy hidraulikus szivattyút. Ezek nyomását egy sematikailag általában központinak jelölt (ennyit a sajtóanyagokról), a valóságban általában a hátsó osztómûvel egy házba épített, mindkét oldalról mûködtethető kuplunghoz vezetik - ha az első kerekek fordulatszáma kisebb, onnan a nyomás is kisebb lesz, tehát a kuplung zár, a hátsók lelassulása esetén ugyanez a helyzet. A hidraulikus elv miatt a Haldex jóval gyorsabban reagál, mint a sima elektronikusan vezérelt tengelykapcsoló - itt nyolcad-negyed kerékfordulatnyi csúszás a maximum. Ez már komoly kátyúkból való kijutáshoz is elég, igaz, maga a rendszer érzékenyebb, nehezebb és drágább. Volvo XC-, Volkswagen 4motion-tulajdonosok, örüljetek!

Ezzel a kvázi állandó összkerékhajtással eljutottunk a valódi állandó összkerekes csoporthoz - de a sorrend alapján nehogy bárki azt gondolja, hogy a konstans 4x4 jobb a kapcsolhatónál. Mondjuk általában igen, de csak az igényesebbike. Például ebbe a csoportba tartozik minden idők legsérülékenyebb és legkevésbé potens megoldása, a viszkokuplung. Az ilyen rendszer igazából csak arra jó, hogy a gyártó rányomhassa az autó farára a "4x4" feliratot, és kaszáljon még vagy fél-egymillió forintot. Marketing az egész, olyan, mint a távirányítós kínai modell - az első elemcseréig jó, utána letörik az érintkező, a házi szerelésnél aztán kiderül, hogy a motor spéci fogaskereke is elpattant. Sajnos a kínai játékkal szemben a viszkós összkerékhajtás nem ezerkétszáz, hanem hatszázezer forintba kerül.

A viszkós rendszernél ugyanis az első és hátsó diffit felvonultató kiépítésnél úgy próbálják olcsón megvalósítani az önmagától záródó, mégis kellő fordulatszám-különbséget lehetővé tevő központi elosztást, hogy egy irdalt, több kör alakú lemezkével teli, zselével feltöltött, hőre keményedő géllel feltöltött konzervdobozt építenek be középre. Ennek két oldalán két tengely meredezik: az első kerekekhez menő tengely minden első, a hátsó kerekekhez menő minden második tárcsához rögzül. Ugye világos? Amíg azonos sebességgel forog az első és a hátsó tengely, konzervünk is velük forog.

Ha megcsúszik valamelyik kerék, az ahhoz tartozó tengely felpörög, a dobozban minden második korong más sebességgel forog, mint az elsők, ennek következtében, a súrlódás hatására a szalontüdő-szaft (bocsánat, ûrtechnikás gél) megdermed, és összezárja a dobozba vezető tengelyeket. A viszkó előnye az olcsóság, hátránya számos. Az egyik, hogy nagyon lassan reagál, tehát nagyot fordul és kapar az elakadt kerék, mire a többi hozzákapcsolódik.

A másik, hogy komoly elakadásnál, nagy gázt adva - jégen, homokban, nagy gödörben - hatalmas fordulatszám-különbség alakul ki a tárcsák között, a gél ilyenkor megfő, ami örökre összezárja az első és hátsó hajtást. Az átlagautós észre sem veszi, hogy a gödörből nagy nehezen kikecmergett kocsija milyen nehézkesen lódul, és amikor végre eljut a szervizig, már nemcsak a viszkós dobozt, de valamelyik differenciálmûvet is javíttatnia kell. Suzuki Ignis-, Renault Scénic RX4-tulajdonosok - csak óvatosan!

A korrekt állandó összkerékhajtási rendszerben középen hagyományos osztómû van. A legegyszerûbb a Subaru, marketinges szlogennel "szimmetrikus" hajtáslánca, ami nem más, mint egy pofonegyszerû központi diffi, amelyikből elspóroltak mindenféle zárási trükköt. Ugyanez persze létezik elektronikus, aktív vezérléssel is, amelyiknél állítható, mekkora nyomaték jusson az első és a hátsó tengelyekre. Ilyet azonban a Subaru csak az éles raliautóiba szerel, földi halandó csak Mitsubishi Evo (VII, VIII) beszerzésével juthat hozzá a technikához.

Parasztosabb, de fél évszázada bevált megoldás a Land Rover-féle, szorult esetben karral zárható központi differenciálmû, amellyel csak akkor van gond, ha a kocsi kerekei átlóban pörögnek ki. Igaz, a Defender például megrendelhető zárható hátsó diffivel is, amelynél csak a három zárható diffis Mercedes G osztály a jobb. Egyébként ilyen zárható központi differenciálmû van a Lada Nivában, a Mercedes ML-ben, a Volkswagen Touaregben is. Ezeket a központi diffis szisztémákat szokás kiegészíteni manapság zógenante elektronikus differenciálzárral, amely úgy mûködik, hogy az ESP jeladója érzékeli, hogy kipörgött valamelyik kerék, s azt a fékkel egyedileg megfogja. A szép technikai megoldásokat kedvelők sugárban hánynak az ilyen bitbuziságba hajló megoldástól, de sajnos mûködik.

Szintén a zárható központi diffis megoldások közé sorolandó az egyik legötletesebb és legszebb mûszaki szerkezet, amit valaha kitaláltak, a Torsen-, más néven sperrdifferenciál. A régi sport- és raliautóknál a hajtott két kereket (a régieknél a hátsókat, az újabbaknál az elsőket) zárta össze ilyen szerkezet, az Audi quattro rendszerénél (csak az új RS4-nél nem) az első és a hátsó hajtás között van ilyen. A gépezet komplikáltabb annál, hogy röviden leírható legyen: lényege, hogy az első és a hátsó kerekeket trükkösen ívelt csigakerék-rendszer kapcsolja össze.

Ha máshol nem, hát darun sokan láttak már csigahajtást. Lényege, hogy az emelést végző orsó az egyik irányból könnyen, nagy áttétellel hajtható, de a másik irányból - ahol a függesztett tömeg van - nem mozdítható meg. Ilyen a Torsen bele is, a csigakerekek az első és a hátsó kerekeket érő hatások következtében összerágódnak, ezzel zárják a hajtásokat. Azért dimenzionálisan jobb a többinél, mert
a) nincs benne elektronika, hidraulika, hajfesték és Viagra, azaz gyanús, mûködési biztonságot veszélyeztető tényező;
b) nem fordulatszám-különbségre, hanem nyomatékkülönbségre lép mûködésbe, tehát "előre érzi a bajt". Egyszerûen zseniális, de a finom megmunkálás, a komoly fogaskerékrendszer miatt igen drága.

A végére ígértem az alternatív megoldásokat. Ilyenek voltak régebben például a kétmotoros autók. Az Alfa készített egy kétszer nyolchengeres, Bimotore nevû versenyszörnyeteget a harmincas években, de a mûfaj talán leghíresebb képviselője a néhány ezres példányszámban legyártott Citroën 2CV Sahara, a kétmotoros Kacsa, amely sikerrel küzdi le a sivatagi homokot is, bár megbízhatóság, menetdinamika, árérzékenység, fogyasztás vonalán súlyos hendikepjei mutatkoznak. Mai, korrektül kivitelezett megfelelője a Lexus RX400h, amely alapvetően elsőkerék-hajtásos (ide hat a kombinált benzin-elektromotoros hibrid hajtás), de gyorsításnál, elakadáskor a hátsó kerekek is bekapcsolódnak a mozgatásba egy külön villanymotor segítségével.

Persze a legjobb földi terepjáró akkor is a lánctalpas. Kár, hogy a T72-es harckocsi 200-500 liter gázolajat (benzint, pakurát, hígítót, - mindennel mûködik) fogyaszt száz kilométeren.