Automobilele cu tracțiune integrală AWD & 4WD (4x4)

    La un automobil, grupul moto-propulsor generează și transmite la roată o forță de tracțiune necesară deplasării automobilului. Motorul termic produce puterea necesară, iar transmisia o distribuie către roțile motoare. Nu toate punțile unui automobil sunt punți motoare, acestea pot fi și libere (trase).

Grupul moto-propulsor și sistemul de tracțiune 4Matic de la Mercedes S-Klasse

Foto: Grupul moto-propulsor și sistemul de tracțiune 4Matic de la Mercedes S-Klasse
Sursa: Daimler AG

    Puntea motoare a unui automobil este cea care primește puterea generată de motor. Puntea care nu primește putere de la motorul termic se numește punte liberă.

    Din punct de vedere al tracțiunii/propulsiei, automobilele cu o singură punte motoare se numesc „automobile 4x2”, iar cele cu toate punțile motoare se numesc „automobile 4x4”. Aceste notații sunt rezultatul formulei de calcul tipului tracțiunii:

2 · NumărulTotalDePunți x 2 · NumărulDePunțiMotoare

    Un automobil obișnuit are 2 punți, din care cel puțin una este motoare. Pentru o singură punte motoare formula de calcul a tipului de tracțiune este:

2 · 2 x 2 · 1 => 4 x 2

    Dacă automobilul este cu tracțiune integrală, deci ambele punți sunt motoare, atunci:

2 · 2 x 2 · 2 => 4 x 4

    De exemplu un vehicul comercial de transport marfă poate avea 3 punți, din care 2 motoare. Acest vehicul va fi, din punct de vedere al tracțiunii, de tipul 6 x 4:

2 · 3 x 2 · 2 => 6 x 4

    Dacă un automobil are puntea motoare față atunci acesta se numește „automobil cu tracțiune”. Se utilizează termenul „tracțiune” deoarece automobilul este tras. În cazul în care puntea motoare este spate avem un „automobil cu propulsie” deoarece acesta este împins, propulsat. Termenul de „automobil cu tracțiune spate” nu este 100% corect, deoarece puntea spate fiind motoare automobilul este propulsat. De asemenea expresia „automobil cu tracțiune integrală” îmbină de fapt tracțiunea cu propulsia și definește un automobil cu toate punțile motoare.

Tracțiune față și spate
Foto: Automobil cu tracțiune pe puntea față
FWD - Front Wheel Drive
Foto: Automobil cu propulsie pe puntea spate
RWD - Rear Wheel Drive
  1. motor termic
  2. ambreiaj
  3. cutie de viteze
  4. diferențial
  5. transmisie longitudinală (arbore cardanic)

Tracțiune integrală

Foto: Automobil cu tracțiune integrală
  1. motor termic
  2. ambreiaj
  3. cutie de viteze
  4. diferențial spate
  5. transmisie longitudinală punte spate
  6. cutie de transfer cu diferențial central
  7. transmisie longitudinală punte față
  8. diferențial față

    La un automobil cu tracțiune integrală cuplul produs de motorul cu ardere internă este transmis către ambele punți, față și spate. Fiecare punte motoare trebuie să fie echipată cu un diferențial pentru a permite roților să aibă viteze diferite la efectuarea unui viraj. Pentru a înțelege cum funcționează un diferențial citiți articolul: Modul de funcționare al unui diferențial.

    În principiu există două tipuri distincte de automobile cu tracțiune integrală:

  • automobilele cu tracțiune integrală permanentă (AWD)
  • automobilele cu tracțiune integrală temporară (4WD), clasicul 4x4

    O distingere forte clară între cele două sisteme nu se poate face deoarece majoritatea sistemelor moderne de tracțiune (AWD și 4WD) conțin control electronic. La bază, diferența între sistemele de tracțiune este dată în primul rând de modul cum se controlează transmiterea cuplului la roțile motoare.

Tracțiune AWD și 4WD
Foto: Automobil cu tracțiune AWD
AWD - All Wheel Drive
Foto: Automobil cu tracțiune 4WD (4x4)
4WD - 4 Wheel Drive
  1. motor termic
  2. ambreiaj
  3. cutie de viteze
  4. diferențial
  5. arbore longitudinal (transmisie cardanică)
  6. cutie de transfer (cu diferențial central și opțional reductor)
  7. arbore longitudinal
  8. diferențial
  9. sistem de cuplare (electromecanic, electrohidraulic)

    Automobilele cu tracțiune integrală permanentă (AWD) sunt cele la care controlul transmiterii puterii la toate roțile motoare se face electronic, de către un modul electronic de comandă. În modul de funcționale nominal (AUTO), la aceste sisteme conducătorul auto nu decide dacă tracțiunea este doare pe o punte sau pe ambele. Sistemul de control electronic evaluează starea automobilului în funcție de anumiți parametrii (viteză de deplasare, accelerații, patinarea roților, etc.) și decide sau nu activarea tracțiunii integrale.

    De obicei automobilele cu sistem AWD, au tracțiunea pe puntea față și la nevoie modulul electronic de comandă cuplează și puntea spate.

Modul de funcționare al transmisiei AWD de la Dacia Duster

Foto: Modul de funcționare al transmisiei AWD de la Dacia Duster
Sursa: Renault

2WD - tracțiune doar pe puntea față (4x2 permanent)
AUTO - AWD cu control electronic
LOCK - 4WD (4x4 permanent)

    La automobilul Dacia Duster, în modul LOCK, modulul de control electronic al tracțiunii cuplează permanent puntea spate, cuplul motor furnizat de motor fiind distribuit 50:50 între cele două punți motoare.

    Cuplarea punții spate se face de obicei cu un dispozitiv cu ambreiaj multidisc, cu sistem de acționare:

  • electrohidraulic (ex. VW Golf 4Motion)
  • electromecanic (ex. Dacia Duster cu tracțiune integrală)

Grup moto-propulsor cu tracțiune integrală (punte spate cu cuplaj electrohidraulic Haldex)

Foto: Grup moto-propulsor cu tracțiune integrală (punte spate cu cuplaj electrohidraulic Haldex)
Sursa: VW

Grup moto-propulsor cu tracțiune integrală (punte spate cu cuplaj electromecanic GKN)

Foto: Grup moto-propulsor cu tracțiune integrală (punte spate cu cuplaj electromecanic GKN)
Sursa: Renault

    Există și automobile cu tracțiune integrală la care una dintre punți (de obicei puntea spate) se cuplează automat ca urmare a patinării punții motoare. Acestea sunt prevăzute cu un vâsco-cuplaj între punți, care cuplează mecanic puntea spate fără a fi comandate electronic. Un exemplu de automobil cu acest tip de tracțiune este Fiat Panda 4x4.

    Automobilele cu tracțiune integrală temporară (4WD) putem spune că sunt clasicele automobile de teren 4x4. La acest tip de tracțiune a doua punte motoare se cuplează manual, de către conducătorul auto. Lângă levierul cutie de viteze mai este prevăzut un levier care permite cuplarea punții față. De obicei aceste automobile au puntea motoare spate iar în modul 4x4 se cuplează și puntea față. Exemple pentru acest tip de automobile sunt: Lada Niva și clasicul ARO 4x4.

    La automobilele moderne de tipul 4WD cuplarea celei de-a doua punți motoare se face cu comandă electronică. Conducătorul auto are la dispoziție butoane pentru:

  • modul 4x2 (2HI - high)
  • modul 4x4, fără amplificarea cuplului la reductor (4HI - high)
  • modul 4x4, cu amplificarea cuplului la reductor(4LO - low)

Comanda modului de tracțiune pentru un automobil 4WD

Foto: Comanda modului de tracțiune pentru un automobil 4WD

    Față de automobilele cu sistem de tracțiune AWD, automobilele 4WD (4x4) sunt prevăzute cu o cutie de transfer și un diferențial central. Mai mult, dacă este prevăzut și mod de tracțiune 4LO (low), cutia de transfer conține și un reductor care amplifică suplimentar cuplul venit de la cutia de viteze.

Grupul moto-propulsor și sistemul de tracțiune de la Jeep Wrangler

Foto: Grupul moto-propulsor și sistemul de tracțiune de la Jeep Wrangler
Sursa: GM

    De reținut că fiecare punte motoare trebuie să fie prevăzută cu un diferențial. Mai mult sistemele de tracțiune integrală 4x4 sunt prevăzute și cu diferențial central. În funcție de destinația automobilului (urban, mixt, off-road) diferențialele pot fi deschise sau blocabile (manual sau automat).

    Avantajul major al automobilelor cu tracțiune integrală este utilizarea aderenței tuturor roților automobilului. În cazul unui automobil 4x2 cuplul furnizat de motor este limitat de aderența roților motoare. Dacă suprafața de rulare are coeficient de frecare redus (pietriș, zăpadă, etc.) forța de tracțiune a celor două roți motoare s-ar putea să fie insuficientă pentru a propulsa automobilul.

Forța totală de tracțiune a unui automobil 4x2 și 4x4

Foto: Forța totală de tracțiune a unui automobil 4x2 și 4x4

    Fiecare roată motoare poate aplica o forță de tracțiune limitată de aderență. Acestă limită depinde de forța de apăsare a roții pe calea de rulare și de coeficientul de frecare dintre roată și cale. Chiar dacă motorul poate genera o forță de tracțiune mult mai mare, acesta nu se poate aplica deoarece se depășește limita de aderență și roata începe să patineze.

    Forța de tracțiune totală este suma forțelor de tracțiune de pe fiecare roată. La un automobil cu tracțiune integrală deoarece forța de tracțiune generată de motor este distribuită tuturor roților, fără să se depășească limita de aderență, capacitatea de tracțiune a automobilului va fi mărită. Astfel se exploatează complet performanțele dinamice ale motorul iar capacitatea de trecere a automobilului va fi îmbunătățită.

    Dezavantajul automobilelor cu tracțiune integrală constă în creșterea masei automobilului și scăderea randamentului total al transmisiei (datorită pierderilor mecanice adiționale). Din acest motiv automobilele care rulează cu toate roțile motoare vor avea un consum de combustibil mai mare, comparativ cu același automobil cu o singură punte motoare.

    Acest articol reprezintă o sinteză minimală a sistemelor de tracțiune ale automobilelor. Datorită dezvoltării rapide a sistemelor de control electronice este din ce în ce mai greu să se facă distincție între un automobil AWD și 4WD. Din acest motiv, fiecare tip de sistem de tracțiune va fi prezentat pe larg în articolele viitoare.

Pentru a comenta articolul trebuie să vă înregistrați!

Comentarii

nepotu
Joi, 16 Martie 2017 Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5
Cristi91
Marți, 16 Iunie 2015 Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5
OsDeRos
Marți, 09 Decembrie 2014 Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5

Login

Logo motorul anului