Wady i zalety uk³adów napêdowych stosowanych w samochodach osobowych
Uk³ady napêdowe wystepuj±ce w somochodach osobowych mo¿na podzieliæ na trzy g³ówne rodzaje:
napêd tylny,
napêd przedni,
napêd na wszystkie ko³a (4x4).
A. Napêd tylny, z ang. RWD.
Rozró¿nia siê nastêpuj±ce odmiany napêdu tylnego:
z silnikiem umieszczonym z przodu i napêdem na ko³a tylne, zwany uk³adem klasycznym,
z silnikiem umieszczonym z ty³u i napêdem na ko³a tylne, tj. zblokowany,
z silnikiem umieszczonym centralnie i napêdem na ko³a tylne.
Napêd tylny z silnikiem umieszczonym z przodu i napêdem na ko³a tylne.
Jest
to uk³ad napêdowy z silnikiem, sprzêg³em i skrzyni± biegów
umieszczonymi z przodu samochodu ale napêdzan± osi± tyln±. Napêd
z silnika na o¶ tyln± przenoszony jest za pomoc± wa³u napêdowego.
ZALETY:
Samochody z napêdzan± tyln± osi± nie maj± zwykle problemów z przeniesieniem mocy na asfalt przy ruszaniu i przyspieszaniu, poniewa¿ podczas gwa³townego ruszania ty³ auta dociskany jest jeszcze bardziej do drogi. W przypadku nawierzchni asfaltowych i dobrych warunków drogowych ten rodzaj napêdu sprawdza siê doskonale.
Wystêpuje korzystny rozk³ad obci±¿eñ przy pe³nym obci±¿eniu pojazdu.
Podczas jednoczesnego skrêcania i dodawania gazu, tylne ko³a dociskane s± do drogi, a przednie ko³a s³u¿± wy³±cznie do zmiany kierunku ruchu. Dziêki temu granica utraty przyczepno¶ci kó³ przesuwa siê zdecydowanie dalej w porównaniu z autami wyposa¿onymi w przedni napêd.
Na granicy przyczepno¶ci kó³ samochód z tylnym napêdem zaczyna zacie¶niaæ zakrêt (u¶lizg tylnych kó³ na zewn±trz zakrêtu), co powoduje jego nadsterowno¶æ. Jednak kierowca nie musi zdejmowaæ nogi z gazu a mimo tego wci±¿ mo¿e zachowaæ kontrolê nad pojazdem. Wystarczy odpowiednia kontra kierownic± lub ewentualnie prowadzenie auta w po¶lizgu.
Wystêpuje dobre doci±¿enie kó³ napêdowych przy ruszaniu i je¼dzie pod górê.
Mo¿na zastosowaæ d³ugi uk³ad wydechowy, który zapewni lepsze t³umienie ha³asu z silnika i ³atw± zabudowê katalizatora.
Wystêpuje korzystna strefa zgniotu z przodu pojazdu.
Tylne mosty napêdzane wa³em przegubowym mog± przenosiæ du¿e warto¶ci momentu obrotowego silnika i charakteryzuj± siê du¿± odporno¶ci± na zu¿ycie, co ogranicza awaryjno¶æ auta.
Prostsza konstrukcja przedniej osi auta, gdy¿ ko³a kierowane nie s± ko³ami napêdzanymi oraz wiêcej miejsca na konstrukcjê przedniego zawieszenia.
Praktycznie nieograniczona d³ugo¶æ silnika jaki mo¿na zainstalowaæ w aucie.
Zastosowanie tylnego napêdu zmniejsza obci±¿enie elementów zawieszenia, drgania zawieszenia s± ³atwiejsze do wyt³umienia i nie przenosz± siê na nadwozie, to z kolei powoduje wzrost komfortu podró¿owania.
Prostsza konstrukcja uk³adu sterowania skrzyni biegów, d¼wignia zmiany biegów jest zabudowana bezpo¶rednio na skrzyni.
Klasyczny uk³ad napêdowy przyczynia siê do równomiernego zu¿ycia opon i uzyskiwania wy¿szych przebiegów przez ogumienie.
WADY:
Wystêpuje zjawisko niestateczno¶ci w ruchu prostoliniowym, wskutek wystêpowania efektu pchania auta przez uk³ad napêdowy.
Wystêpuje s³abe doci±¿enie kó³ jezdnych przy niepe³nej ³adowno¶ci, przez co zmniejsza siê mo¿liwa do uzyskania si³a napêdowa, jest to dokuczliwe zw³aszcza w trudnych warunkach drogowych (deszcz, ¶nieg, b³oto).
Mniejsza przestrzeñ pasa¿erska (objawia siê to mniejsz± ilo¶æ miejsca na nogi, zw³aszcza dla ¶rodkowego pasa¿era tylnej kanapy) i baga¿owa z uwagi na konieczno¶æ zabudowy wa³u napêdowego oraz tylnego mostu napêdowego.
W trudnych warunkach drogowych (deszcz, ¶nieg, b³oto) auta z tylnym napêdem s± trudniejsze do opanowania dla wiêkszo¶ci kierowców ni¿ auta przednionapêdowe. £atwo dochodzi do po¶lizgu tylnych kó³, a zmieniaj±ca siê si³a napêdowa powoduje powstawanie zmian toru jazdy i konieczno¶æ ich korygowania przez kierowcê.
Wiêksza masa uk³adu napêdowego w porównaniu z autem wyposa¿onym w przedni napêd,
Tendencja do nadsterowno¶ci (wyje¿d¿ania tylnych kó³ na zewn±trz zakrêtu) przy szybkim pokonywaniu zakrêtów.
Wiêksza liczba elementów sk³adowych uk³adu napêdowego powoduje zwiêkszone koszty produkcji takiego uk³adu napêdowego.
D³u¿sza droga przenoszenia napêdu z silnika na ko³a pojazdu, oznaczaj±ca wiêksze straty mocy i momentu obrotowego.
Napêd tylny z silnikiem umieszczonym z ty³u i napêdem na ko³a tylne.
Jest to uk³ad napêdowy z silnikiem, sprzêg³em i skrzyni± biegów umieszczonymi z ty³u samochodu i napêdzan± osi± tylni±. Uk³ad tego typu obecnie jest rzadko stosowany w samochodach, zwykle w autach sportowych.
ZALETY:
Samochody z napêdzan± tyln± osi± nie maj± zwykle problemów z przeniesieniem mocy na asfalt przy ruszaniu i przyspieszaniu, poniewa¿ podczas gwa³townego ruszania ty³ auta dociskany jest jeszcze bardziej do drogi. W przypadku nawierzchni asfaltowych i dobrych warunków drogowych ten rodzaj napêdu sprawdza siê doskonale.
Podczas jednoczesnego skrêcania i dodawania gazu, tylne ko³a dociskane s± do drogi, a przednie ko³a s³u¿± wy³±cznie do zmiany kierunku ruchu. Dziêki temu granica utraty przyczepno¶ci kó³ przesuwa siê zdecydowanie dalej w porównaniu z autami wyposa¿onymi w przedni napêd.
Na granicy przyczepno¶ci kó³ samochód z tylnym napêdem zaczyna zacie¶niaæ zakrêt (u¶lizg tylnych kó³ na zewn±trz zakrêtu), co powoduje jego nadsterowno¶æ. Jednak kierowca nie musi zdejmowaæ nogi z gazu a mimo tego wci±¿ mo¿e zachowaæ kontrolê nad pojazdem. Wystarczy odpowiednia kontra kierownic± lub ewentualnie prowadzenie auta w po¶lizgu.
Wystêpuje dobre doci±¿enie kó³ napêdowych przy ruszaniu i je¼dzie pod górê.
Prostsza konstrukcja przedniej osi auta, gdy¿ ko³a kierowane nie s± ko³ami napêdzanymi oraz wiêcej miejsca na konstrukcjê przedniego zawieszenia.
Krótka droga przenoszenia napêdu z silnika na ko³a pojazdu oznaczaj±ca mniejsze straty mocy i momentu obrotowego.
Mamy mniej elementów sk³adowych, obni¿aj±cych mas± i awaryjno¶æ uk³adu napêdowego.
WADY:
Wystêpuje niestateczno¶æ w ruchu prostoliniowym, wskutek wystêpowania efektu ci±gniêcia auta przez uk³ad napêdowy.
Tendencja do nadsterowno¶ci (wyje¿d¿ania tylnych kó³ na zewn±trz zakrêtu) przy szybkim pokonywaniu zakrêtów.
W trudnych warunkach drogowych (deszcz, ¶nieg, b³oto) auta z tylnym napêdem s± trudniejsze do opanowania dla wiêkszo¶ci kierowców ni¿ auta przednionapêdowe. £atwo dochodzi do po¶lizgu tylnych kó³, a zmieniaj±ca siê si³a napêdowa powoduje powstawanie zmian toru jazdy i konieczno¶æ ich korygowania przez kierowcê.
Wystêpuje niekorzystny rozk³ad obci±¿eñ w aucie, gdy¿ znaczna masa skupiona jest z ty³u pojazdu,
Wiêksze obci±¿enie elementów tylnego zawieszenia.
Du¿a masa i przez to zwiêkszone zu¿ycie tylnych opon.
Praktycznie brak miejsca na baga¿nik z ty³u pojazdu.
W komorze silnika jest ma³o miejsca i utrudnia to dostêp do niektórych podzespo³ów,
Skomplikowane sterowanie skrzyni biegów.
Krótki uk³ad wylotowy (trudno¶ci z wyt³umieniem ha³asu silnika i zastosowania katalizatora),
Wystêpuj± trudno¶ci z z ch³odzeniem sinika.
Niewielki baga¿nik w przedniej czê¶ci pojazdu.
Napêd tylny z silnikiem umieszczonym centralnie i napêdem na ko³a tylne.
Uk³ad rzadko stosowany w samochodach osobowych, zazwyczaj w dwumiejscowych autach sportowych.
ZALETY:
Samochody z napêdzan± tyln± osi± nie maj± zwykle problemów z przeniesieniem mocy na asfalt przy ruszaniu i przyspieszaniu, poniewa¿ podczas gwa³townego ruszania ty³ auta dociskany jest jeszcze bardziej do drogi. W przypadku nawierzchni asfaltowych i dobrych warunków drogowych ten rodzaj napêdu doskonale siê sprawdza.
Podczas jednoczesnego skrêcania i dodawania gazu, tylne ko³a dociskane s± do drogi, a przednie ko³a s³u¿± wy³±cznie do zmiany kierunku ruchu. Dziêki temu granica utraty przyczepno¶ci kó³ przesuwa siê zdecydowanie dalej w porównaniu z autami wyposa¿onymi w przedni napêd.
Na granicy przyczepno¶ci kó³ samochód z tylnym napêdem zaczyna zacie¶niaæ zakrêt (u¶lizg tylnych kó³ na zewn±trz zakrêtu), co powoduje jego nadsterowno¶æ. Jednak kierowca nie musi zdejmowaæ nogi z gazu a mimo tego wci±¿ mo¿e zachowaæ kontrolê nad pojazdem. Wystarczy odpowiednia kontra kierownic± lub ewentualnie prowadzenie auta w po¶lizgu. Jednak szybkie prowadzenie samochodu z tylnym napêdem wymaga du¿ej wprawy, gdy¿ czêsto przy ujêciu gazu w zakrêcie, maj± one tendencjê do gwa³townego obracania siê wokó³ w³asnej osi.
Wystêpuje dobre doci±¿enie kó³ napêdowych przy ruszaniu i je¼dzie pod górê.
Prostsza konstrukcja przedniej osi auta, gdy¿ ko³a kierowane nie s± ko³ami napêdzanymi oraz wiêcej miejsca na konstrukcjê przedniego zawieszenia.
Zastosowanie tylnego napêdu zmniejsza obci±¿enie elementów zawieszenia, drgania zawieszenia s± ³atwiejsze do wyt³umienia i nie przenosz± siê na nadwozie, to z kolei powoduje wzrost komfortu podró¿owania.
Centralne umieszenie silnika daje lepszy rozk³ad obci±¿eñ na obie osie i korzystne po³o¿enie ¶rodka masy objawiaj±ce siê wiêksz± stabilno¶ci± w ruchu pojazdu-neutralna charakterystyka w prowadzeniu auta.
WADY:
Przesuniêty przed tyln± o¶ zespó³ napêdowy zazwyczaj skutecznie ogranicza ilo¶æ miejsca w kabinie.
Wystêpuje niestateczno¶æ w ruchu prostoliniowym, wskutek wystêpowania efektu ci±gniêcia auta przez uk³ad napêdowy.
W trudnych warunkach drogowych (deszcz, ¶nieg, b³oto) auta z tylnym napêdem s± trudniejsze do opanowania dla wiêkszo¶ci kierowców ni¿ auta przednionapêdowe. £atwo dochodzi do po¶lizgu tylnych kó³, a zmieniaj±ca siê si³a napêdowa powoduje powstawanie zmian toru jazdy i konieczno¶æ ich korygowania przez kierowcê.
Skomplikowane sterowanie skrzyniki biegów.
Wystêpuj± trudno¶ci z z ch³odzeniem sinika.
W warunkach zimowych auta z tylnym napêdem s± trudniejsze do opanowania dla wiêkszo¶ci kierowców ni¿ auta przednionapêdowe.
B. Napêd przedni, z ang. FWD.
Jest to uk³ad napêdowy z silnikiem, sprzêg³em i skrzyni± biegów umieszczonymi z przodu samochodu oraz napêdzan± osi± przedni±. W chwili obecnej jest to najczê¶ciej spotykany rodzaj napêdu w samochodach osobowych.
ZALETY:
Wystêpuje dobre rozk³ad masy kó³ kierowanych i napêdowych bez wzglêdu na liczbê podró¿uj±cych autem osób, co wp³ywa korzystnie na ³atwo¶æ prowadzenia samochodu w ró¿nych warunkach drogowych.
Pojazd dysponuje wiêksz± stateczno¶ci± w ruchu prostoliniowym, wskutek wystêpowania efektu ci±gniêcia auta przez uk³ad napêdowy.
Auto z przednim napêdem jest mniej wra¿liwe na podmuchy wiatru bocznego, a w³a¶ciwo¶ci napêdu pomagaj± kierowcy w korygowaæ tor jazdy.
Istnieje mo¿liwo¶æ zbudowania prostszej konstrukcji tylnego zawieszenia.
Wystêpuj± najmniejsze, spo¶ród wszystkich rodzajów napêdu, straty w przenoszeniu napêdu z silnika na ko³a, co skutkuje mniejszym zu¿yciem paliwa.
Mo¿liwo¶æ uzyskania p³askiej pod³ogi nadwozia, co oznacza wiêcej miejsca w kabinie pasa¿erskiej oraz du¿ego i pojemnego baga¿nika.
Dziêki mniejszym gabarytom i poprzecznemu umieszczeniu jednostki napêdowej mo¿liwe jest uzyskanie wiêkszej ilo¶ci miejsca w kabinie pasa¿erskiej i pojemniejszego baga¿nika w porównaniu z tylnym uk³adem napêdowym.
Mo¿na zastosowaæ d³ugi uk³ad wydechowy, który zapewni lepsze t³umienie ha³asu z silnika i ³atw± zabudowê katalizatora.
Napêd przedni jest tañszy w produkcji w porówaniu z napêdem tylnym lub napêdem na cztery ko³a.
Mamy mniej elementów sk³adowych, obni¿aj±cych mas± i awaryjno¶æ uk³adu napêdowego.
Nie ma problemów z dobrym ch³odzeniem silnika.
WADY:
Samochody z napêdzan± przedni± osi± nie maj± problemy z przeniesieniem mocy na asfalt przy ruszaniu i przyspieszaniu, gdy¿ wskutek wystêpowania si³ bezw³adno¶ci przód pojazdu jest odci±¿any W samochodzie z przednim napêdem du¿o ³atwiej dochodzi do po¶lizgu kó³ przy ruszaniu ni¿ ma to miejsce w przypadku aut z tylnym napêdem.
Wystepuje gorsza zdolno¶æ auta z przednim napêdem do rozpêdzania siê i pokonywania wzniesieñ. Jest to szczególnie dokuczliwe w warunkach zimowych.
Podczas jednoczesnego skrêcania kó³ oraz dodawania gazu przednie ko³a trac± przyczepno¶æ i pojawia siê zjawisko podsterowno¶ci (u¶lizg przednich kó³ na zewn±trz zakrêtu). Do¶æ ³atwo mo¿na sobie poradziæ z t± niedogodno¶ci±, zdejmuj±c nogê z gazu, jednak jednoczesne przy¶pieszanie i skrêcanie jest w przypadku aut z przednim napêdem bardzo ograniczone.
Wystêpuje wiêksze obci±¿enie elementów przedniego zawieszenia.
Ograniczona d³ugo¶æ umieszczonego poprzecznie silnika.
W komorze silnika jest ma³o miejsca i utrudnia to dostêp do niektórych podzespo³ów.
Du¿a masa na przednich ko³ach, zw³aszcza przy hamowaniu, mo¿e prowadziæ do przy¶pieszonego zu¿ycia opon i elementów zawieszenia pojazdu.
Ograniczenie promienia skrêtu pojazdu przez dopuszczalny k±t skrêcenia przegubów oraz k±t skrêtu kó³ jezdnych.
Skomplikowana konstrukcja przedniego zawieszenia.
Ograniczenie minimalnego promienia skrêtu.
Niekorzystny rozk³ad si³ hamowania.
Skomplikowane sterowanie skrzynki biegów.
C. Napêd na wszystkie ko³a (4x4), z ang. AWD.
Mo¿emy wyró¿niæ dwie odmiany napêdu na wszystkie ko³a:
sta³y
do³±czany.
W napêdzie sta³ym napêd przekazywany jest czê¶ciowo na o¶ przedni±, a czê¶ciowo na o¶ tyln± (podzia³ mocy przekazywanej na poszczególne osie nie musi wynosiæ 50% przód / 50% ty³). W przypadku napêdu do³±czanego jedna z osi pe³ni rolê napêdu podstawowego, natomiast druga jest do³±czana automatycznie lub rêcznie w zale¿no¶ci od warunków drogowych lub woli kierowcy.
ZALETY:
Napêd na wszystkie ko³a jest optymalny w przypadku pojazdów posiadaj±cych mocne silniki rzêdu kilkustet koni mechanicznych. Jest on równie¿ preferowany w pojazdach, od których wymaga siê maksymalnie efektywnego przemieszczania si³y napêdowej na lu¼nej nawierzchni lub w trudnych warunkach terenowych. Moc jest wówczas przekazywana na poszczególne ko³a w sposób maksymalnie ograniczaj±cy ich po¶lizg w trakcie przy¶pieszania i jazdy.
Samochody z napêdem na wszystkie ko³a posiadaj± najwiêkszy potencja³ przyczepno¶ci. Uutrata przyczepno¶ci w pojazdach z takim napêdem wystepuje du¿o po¼niej ni¿ ma to miejsce w autach z napêdzan± osi± przedni± czy z napêdzan± osi± tyln±. Jest to szczególnie widoczne w trudnych warunkach drogowych takich jak: deszcz, ¶nieg, b³oto lub lu¼ny piasek. W takich warunkach posiadanie auta z napêdem na wszystkie ko³a nie wymaga od kierowcy tak du¿ych umiejêtno¶ci pozwalaj±cych na kontrolowanie zachowania pojazdu jak ma to miejsce w przypadku aut z tylnym napêdem. Jako, ¿e moc dzielona jest pomiêdzy poszczególne ko³a w taki sposób aby zminimalizowaæ ich u¶lizg, auta z takim napêdem prowadzi siê du¿o lepiej w ka¿dych warunkach atmosferycznych ni¿ samochody z przednim lub tylnym napêdem. Samochód z napêdem na wszystkie ko³a, który prowadzi kierowca o mniejszych umiejêtno¶ciach, jest w stanie przejechaæ zakrêt tak samo szybko jak auto z tylnym napêdem, prowadzone przez do¶wiadczonego kierowcê.
Auta z napêdem 4x4 posiadaj± najlepsze w³asno¶ci trakcyjne w ka¿dych warunkach drogowych.
Auta z napêdem na wszystkie ko³a maj± najwiêksz± zdolno¶æ pokonywania wzniesieñ.
Wystêpuje niska wra¿liwo¶æ auta na boczny wiatr.
Dziêki napêdowi na wszystkie ko³a mo¿na uzyskaæ równomierne zu¿ywanie siê opon.
Dziêki zastosowaniu uk³adów roz³±czalnych sprzêgie³ (sterowanych rêcznie lub automatycznie) czêsto mo¿liwe jest ograniczenie stosowania napêdu na wszystkie ko³a tylko do sytuacji rzeczywi¶cie tego wymagaj±cych. Dzieki temu znacz±co redukuje siê warto¶æ strat mechanicznych powstaj±cych w uk³adzie przeniesienia napêdu i ogranicza siê w ten sposób niekorzystny efekt wzrostu zu¿ycia paliwa w autach z napêdem 4x4.
WADY:
W granicznym zakresie przyczepno¶ci kó³ podsterowno¶æ pojazdu z napêdem na wszystkie ko³a mo¿e szybko przechodziæ w nadsterowno¶æ, a to wymaga od kierowcy bardzo du¿ych umiejêtno¶ci w zakresie szybkiej i dynamicznej jazdy.
Wskutek wiêkszych straty mechanicznych w uk³adzie napêdowym pogarszaj± siê osi±gi pojazdu i nastêpuje wzrost zu¿ycia paliwa.
Wystêpuje wiêksza masa uk³adu.
Auta z napêdem na wszystkie ko³a, umozliwiaj± bardzo sprawne i szybkie przyspieszanie niezale¿nie od nawierzchni, jednak posiadaj± przy tym co najwy¿ej identyczne lub ze wzglêdu na wieksz± masê gorsze parametry przy hamowaniu jak auta z przednim lub tylnym napêdem.
Wystêpuje ograniczenie promienia skrêtu pojazdu przez dopuszczalny k±t skrêcenia przegubów oraz k±t skrêtu kó³ jezdnych.
Uk³ad napêdzaj±cy wszystkie ko³a zajmuje najwiêcej miejsca w aucie, jest najbardziej skomplikowany i kosztowny.
Podsumowuj±c nale¿y dodaæ, ¿e aktualnie wszechobecna elektronika pozwala na zastosowanie uk³adów w znacznym stopniu redukuj±cych negatywne cechy poszczególnych rodzajów uk³adów napêdowych w zakresie ich wp³ywu na ³atwo¶æ kierowania pojazdem i komfort podró¿owania. Uk³ady elektronicznej stabilizacji toru jazdy skutecznie wspomagaj± kierowcê i pomagaj± optymalnie wykorzystaæ mo¿liwo¶ci tkwi±ce w uk³adzie napêdowym auta. Odbywa siê to przy jednoczesnym zachowaniu wysokiego marginesu bezpieczeñstwa i skutecznym ograniczeniu ryzyka przecenienia umiejêtno¶ci posiadanych przez kierowcê. Nale¿y jednak pamietaæ, ¿e mimo znacznego zaawansowania technicznego, uk³ady te ci±gle nie s± w stanie zast±piæ kierowcy i jego trze¼wej oceny sytuacji panuj±cej na drodze.
STRONA G�ÓWNA
KATEGORIE
PORADNIK
KONTAKT