Není čtyřkolka jako 4x4 – naučte se rozlišit základní druhy pohonů

4x4, 4WD, AWD, a potom jsou tu ještě konkrétní názvy systémů od automobilek – 4Matic, xDrive, quattro, 4Motion… V tom, jak se označují systémy pohonu všech kol, může být složité se zorientovat, proto přinášíme alespoň základní přehled toho, jakými mechanickými cestami může být pohon čtyř kol řešený. Princip je vždy stejný – pokud auto točí všemi koly, má větší trakci a tedy lépe jede po povrchu s nízkou přilnavostí, typicky za zhoršených povětrnostních podmínek. V běžném provozu čtyřkolku nejvíc oceníme v zimě, na sněhu a náledí, ale svoje opodstatnění má oproti autům s předním pohonem třeba při tahání přívěsů (to aby odlehčená přední kola nehrabala). V neposlední řadě si život bez pohonu všech kol neumí představit ti, kteří často jezdí v terénu a po nezpevněném povrchu, zejména dojde-li na bahno či písek.

Jenže není čtyřkolka jako čtyřkolka. Pohon všech kol může být v autě realizován hned několika různými způsoby, a nelze se spolehlivě opřít o názvy a zkratky zmíněné v úvodu. 4x4, 4WD a AWD znamenají v principu jedno a to samé – neexistuje žádné pevně nastavené rozlišení toho, co je co. Stejně tak i pod názvy, které používají jednotliví výrobci, se může ukrývat hned několik různých technologií, v závislosti na konkrétním typu auta, uložení motoru či zvolené převodovce.

Metod, jak rozlišit druhy pohonu všech kol, je několik. Nejlogičtější z nich stanovuje mezinárodní standard SAE J1952, který rozlišuje pohony „Part-time AWD“, „Full-time AWD“ a „On-demand AWD“. Toto rozlišení sice pořád nechává prostor pro různé výjimky či neobvyklá řešení, ovšem dají se na něm dobře vysvětlit funkční principy.

Tento druh pohonu najdeme zpravidla na pracovních pick-upech, či na terénních autech ze staré školy, nejčastěji s rámovou konstrukcí. Pro normální ježdění má vůz poháněnou pouze jednu nápravu (nejčastěji zadní), a teprve v případě potřeby můžeme přiřadit i pohon druhé nápravy, ovšem bez středového diferenciálu.

Absence středového diferenciálu znamená, že se výstupy z rozvodovky pro přední i zadní kola otáčí stále stejnými otáčkami. Tento druh čtyřkolky je nejlepší do těžkého terénu, protože se nemůže stát, že by vůz přes otevřený diferenciál otáčel pouze prokluzujícími koly na jedné straně, má ovšem jedno zásadní omezení – nesmí se používat při jízdě na pevném povrchu. Protože se diferenciály obou náprav vždy otáčí vždy stejnou rychlostí, vzniká při zatáčení na pevném povrchu v pohonném řetězci pnutí, které může součásti pohonu zcela zničit. Toto pnutí na nezpevněném povrchu nevzniká, protože dojde k prokluzu pneumatik po povrchu.

Pokud si pod pojmem „auto se čtyřkolkou“ představíte třeba klasické vozy Subaru s manuální převodovkou, případně větší Audi s podélně uloženým motorem a pohonem quattro, jde právě o tento typ pohonu všech kol. Síla motoru je konstantně přenášena na obě nápravy, ovšem mezi nimi se nachází středový diferenciál, který umožňuje změny poměru otáček na výstupních hřídelích. Ten může být zcela obyčejný otevřený – v principu takový, jako má drtivá většina aut na poháněných nápravách – případně samosvorný, elektronicky řízený či uzamykatelný.

Podívejte se na ikonické video z roku 1937, které osvětluje funkci diferenciálu nejlepším možným způsobem:

Terénní vozy mají často uzamykatelné diferenciály včetně toho středového – je tak dosaženo stejného efektu jako v případě pohonu bez středového diferenciálu. Sportovně laděné vozy, jako například některá Subaru, pak mají lamelový samosvorný diferenciál, který omezuje změny otáček mezi nápravami, a dokonce lze elektronicky nastavovat jeho citlivost. Jiné vozy Audi a dalších značek mají zase samosvorný diferenciál Torsen, který omezuje prokluz na jedné či druhé nápravě výhradně mechanicky.

Jednoznačně nejrozšířenější typ pohonu všech kol je ten přiřaditelný s mezinápravovou spojkou. Jelikož populární vozy koncernu Volkswagen dlouhodobě používají řešení od firmy Haldex (dnes BorgWarner Haldex), vžil se nejen u nás název této společnosti jako synonymum právě mezinápravové spojky.

Pohon s mezinápravovou spojkou funguje tak, že zatímco jedna náprava je poháněna stále, druhá náprava je od hnacího hřídele/rozvodovky oddělena elektronicky ovládanou spojkou. Teprve ve chvíli, kdy dojde k prokluzu kol stále poháněné nápravy, je točivý moment přes spojku přenesen i na druhou nápravu. O nejčastěji používaný druh pohonu jde proto, že má vůz nižší spotřebu než se stálou čtyřkolkou, ale zároveň se díky rychle reagující elektronice chová téměř jako s ní.

Moderní systémy berou vedle prokluzu kol v potaz i úhel natočení volantu, sešlápnutí plynu nebo zásahy stabilizace v uplynulé době. Podle těchto parametrů přiřazují pohon druhé nápravy tak, že řidič žádný zásah ani nepostřehne – často je točivý moment na druhou nápravu přenášen ještě před tím, než k nějakému prokluzu dojde.

Podívejte se, jak pracuje systém BorgWarner Haldex páté generace – mezinápravová spojka, umístěná před diferenciálem zadní nápravy. Ta je navíc vybavena odstředivým ventilem, který začne spínat spojku při rozdílu otáček:

Zároveň jde pomocí spojek vytvářet pokročilé pohony, schopné vektorovat točivý moment. Velkou vlnu zájmu vzedmul třeba Ford Focus RS třetí generace, který nemá jednu spojku pro celou nápravu, ale dvě spojky pro jednotlivá zadní kola. Podle potřeby tak umí přenést podstatnou část točivého momentu pouze na jedno nebo druhé zadní kolo.

Mezi přiřaditelné pohony všech kol se řadí i ty pohony, kde jednu nebo obě nápravy pohání elektrické motory. To je vedle elektromobilů s motory na obou nápravách častá praxe i u plug-in hybridů. Jedna náprava je poháněna konvenčním spalovacím motorem a druhá elektromotorem, který může zabírat dle potřeby, aniž by byla potřeba mechanická vazba na zbytek pohonného ústrojí.