W dzisiejszym odcinku zajmiemy się odwiecznym sporem na temat wyższości jednego napędu nad drugim. Jak to zwykle w życiu bywa problem jest bardziej skomplikowany niż by się na pierwszy rzut oka wydawało, ale postaram sie wyjaśnić go najbardziej wyczerpująco jak tylko potrafię. Mam nadzieję, że po przeczytaniu tego tekstu będziecie już wiedzieć czy kupić BMW, Peugota, czy Subaru Imprezę.

Zanim przejdę do meritum sprawy, czas na troszeczkę teorii. W celu zrozumienia reszty tekstu należy uświadomić sobie jak duży wpływ na zachowanie samochodu na drodze ma, nazwijmy to, transfer masy. Brzmi dziwnie, ale jest to ni mniej ni więcej tylko efekt “przenoszenia” się masy samochodu na przednie bądź tylne koła w zależności od tego czy przyspieszamy czy hamujemy.
 

przysauto.jpg

Jak widać na obrazku, podczas przyspieszania większa część masy samochodu przenosi się na tył auta, co powoduje ugięcie tylnego zawieszenia oraz dociśnięcie tylnych kół pojazdu do nawierzchni. W tym samym czasie przód unosi się do góry. Efekt tego fenomenu jest taki, że tylne koła posiadają w tym momencie dużo większą przyczepność niż koła przednie…
 

hamauto.jpg

Odwrotna sytuacja występuje podczas hamowania. Większa część masy samochodu przeniesiona zostaje na przód co powoduje dociśnięcie go do powierzchni drogi. W tym samym czasie tył unosi się do góry. Efektem jest dużo większa przyczepność przednich, aniżeli tylnych kół. Z tego powodu w większości “zwykłych” samochodów hamulce tarczowe montowane są jedynie z przodu, gdyż to właśnie głównie przednie zawieszenie i koła wykonują pracę podczas hamowania.

Celowo pominąłem transfer masy podczas pokonywania zakrętów, gdyż nie będzie nam on w tym momencie do niczego potrzebna. Poza tym, wydaje mi się, że każdy może już to sobie wyobrazić, po przeanalizowaniu dwóch powyższych rysunków. Jeżeli mimo wszystko macie jakieś wątpliwości, polecam zapoznać się z tymi obrazkami przedstawiającymi transfer masy w zakręcie ».

Ruszanie

Podczas szybkiego ruszania (chcesz się nauczyć szybko ruszać? ») różnica pomiędzy poszczególnymi rodzajami napędów w samochodzie wydaje się być najbardziej widoczne. Jak już przedstawiłem na rysunku powyżej, podczas przyśpieszania przód samochodu unosi się w górę, a tył zostaje dociśnięty do ziemi. Nietrudno zatem zgadnąć jak będą zachowywać się poszczególne auta podczas przyspieszania.

Samochody z napędem na przednie koła są w tym wypadku na przegranej pozycji, gdyż masa pojazdu, a więc i nacisk na koła, jest największa z tyłu auta, dzięki czemu samochody przednionapędowe pięknie piszczą oponami podczas ruszania mając jednocześnie poważne problemy z nabieraniem prędkości. Aby przekonać się o tym na własnej skórze proponuję wszystkim posiadaczom aut z napędem na przednią oś przeprowadzenie prostego eksperymentu. Stojąc w miejscu ruszamy do przodu najbardziej dynamicznie jak tylko potrafimy. Następnie ruszamy do tyłu najszybciej jak tylko się da. Gwarantuję, że w pierwszym przypadku auto będzie niemal stało w miejscu paląc gumę… w drugim przypadku auto wystrzeli wstecz niczym strzała. Zachęcam do eksperymentów i od razu przypominam o zapinaniu pasów. Podczas szybkiego startu do tyłu łątwo wybić sobie zęby uderzjąc twarzą o kierownicę.

Auta, w których napędzana jest tylna oś nie mają zwykle problemów z przeniesieniem mocy na asfalt, ponieważ podczas gwałtownego ruszania tył auta dociskany jest jeszcze bardziej do nawierzchni. W przypadku nawierzchni asfaltowych i dobrych warunków drogowych ten rodzaj napędu wydaję się być najbardziej skutecznym.

Sytuacja zmienia się jednak gdy samochód dysponuje olbrzymią mocą rzędu kilkuset koni mechanicznych, a poza tym musi być w stanie szybko wystartować na luźnej nawierzchni lub w złych warunkach atmosferycznych. W tym wypadku najskuteczniejsze są auta z napędem na wszystkie koła - moc dzielona jest pomiędzy poszczególnymi kołami w ten sposób, aby jak najbardziej ograniczyć ich poślizg i przyśpieszyć ruszanie.

Pokonywanie zakrętów

W wypadku pokonywania zakrętów sprawa jest bardziej skomplikowana, ponieważ wpływ na zachowanie się auta na drodze mają również inne czynniki, takie jak ustawienie zawieszenie, dobranie opon oraz rozmieszczenie masy auta (co w gruncie rzeczy sprowadza się do umiejscowienia silnika: przód, centralnie, tył). W tym artykule rozważamy jednak sytuację hipotetyczną - 3 auta o o silniku umiejscowionym z przodu, takich samych oponach i zawieszeniu, różniące się jedynie rodzajem napędu.

honda_civic_fwd.jpegNapęd przedni (fwd) - montowany w większości niedrogich samochodów np. Honda, Peugot, Ford, Skoda. Ten rodzaj napędu zdecydowanie przegrywa ze swoimi konkurentami w konkurencji “właściwości jezdne”. Dzieje sie tak, ponieważ przednie koła jednocześnie napędzają auto i nadają tor jeździe. Podczas jednoczesnego skręcania kół oraz dodawania gazu przednie koła tracą przyczepność i zaczynają wyjeżdżać na zewnątrz zakrętu - klasyczny przykład podsterowności. Ponieważ skręcone koła dużo łatwiej tracą przyczepność niż koła wyprostowane, uślizg przednich kół w tego typu autach występuje w zakręcie bardzo wcześnie. Łatwo można sobie z nim poradzić zdejmując po prostu nogę z gazu, ale nie zmienia to faktu, że przyśpieszanie i skręcanie jest w przypadku fwd bardzo ograniczone. Dodatkowo na niekorzyść tego rodzaju napędu działa efekt transferu masy, o którym pisałem na początku artykułu - podczas przyśpieszania przednie koła mają bardzo małą przyczepność. Zmniejszenie przyczepności spowodowane dodatkowo skręceniem kół jest odpowiedzią na pytanie dlaczego wielu, zwłaszcza profesjonalnych, kierowców preferuje napęd na koła tylne. Pomaga to również zrozumieć dlaczego typowo sportowe auta, takie jak Ferrari, Lamborghini czy Maserati dostępne są w sprzedaży jedynie z napędem na tylną oś.

bmw_seria_1_rwd.jpgNapęd tylny (rwd) - montowany w większości luksusowych i sportowych samochodów np. BMW, Mercedes, Bentley, Ferrari, Lamborghini. W przypadku napędu na tylne koła bolączki napędu przedniego praktycznie nie występują. Podczas jednoczesnego skręcania i dodawania gazu, tylne koła dociskane są do nawierzchni, a przednie nie muszą “zaprzątać sobie głowy” napędzaniem auta, co przesuwa granicę przyczepności zdecydowanie dalej aniżeli w autach przednionapędowych. Na granicy przyczepności samochody tylnonapędowe zaczynają zacieśniać zakręt (uślizg tylnych kół a więc klasyczna nadsterowność). Jest to korzystna charakterystyka, ponieważ w tym wypadku kierowca nie musi zdejmować nogi z gazu i nie traci prędkości - wystarczy kontra kierownicą, ewentualnie prowadzenie auta w poślizgu…

subaru_impreza_awd.jpgNapęd na wszystkie koła (awd) - montowany w wielu samochodach sportowych oraz SUV np. Subaru Impreza, Mitsubishi Lancer EVO, Audi S3, Toyota RAV4, Honda CR-V. Samochody z napędem na wszystkie koła posiadają olbrzymi potencjał przyczepności. Oznacza to, że granica przyczepności w ich wypadku znajduje się bardzo daleko. O ile na suchym asfalcie radzą sobie one porównywalnie do aut rwd - z tą jednak różnicą, że nie wymagają od kierowcy tak dużych umiejętności co te drugie - o tyle w przypadku złych warunków drogowych takich jak: deszcz, śnieg, błoto, piasek nie mają sobie równych. Ponieważ moc dzielona jest pomiędzy poszczególnymi kołami w ten sposób aby zminimalizować ich uślizg, w złych warunkach atmosferycznych auta te prowadzą się nieporównywalnie lepiej niż samochody fwd i rwd.
 

Posiadanie auta Subaru Impreza WRX, STi lub GT to marzenie wielu kierowców. Dlatego na dowód tego, że marzenia się spełniają polecam wywiad z Marcinem - właścicielem Imprezy STI, oraz wywiad z Piotrem - właścicielem Subaru Imprezy GT. Póki co, cieszmy się szczęściem innych!

 

Podsumujmy zatem

FWD - jednoczesne skręcanie i przyśpieszanie powoduje szybką utratę przyczepności kół przednich - podsterowność

RWD - jednoczesne skręcanie i przyśpieszanie powoduję utratę przyczepności kół tylnych, która występuje zdecydowanie później niż utrata przyczepności kół przednich w przypadku aut FWD. Dominująca charakterystyka - nadsterowność.

AWD - z powodu aktywnego podzialu mocy pomiędzy wszystkimi kołami, przyczepność tego typu aut zarówno na asfalcie jak i w złych warunkach drogowych jest zadziwiająca. W zależności od rodzaju zastosowanego napędu na 4 koła, na granicy przyczepności samochód może się stawać nadsterowny bądź podsterowny.

,,Nie wszystko złoto…”


Wobec tego co napisałem powyżej, wielu może wydać się dziwne, że obecnie produkowane samochody są w większości przypadków wyposażone w napęd na przednią oś… Powyższe rozważanie zostały dokonane z punktu widzenia miłośnika motoryzacji pragnącego szybko i wesoło przemieszczać się z miejsca na miejsca. Niestety, jak to zwykle w życiu bywa, olbrzymią rolę w odniesieniu do napędów odgrywa czynnik ekonomiczny. Postaram się wypunktować fakty odnoszące się do rodzajów napędów, o których nie wspomniałem wyżej - wnioski proszę wyciągnąć sobie samemu.

  • straty z przeniesienia napędu z silnika na koła są największe w AWD, następnie w RWD a najmniejsze w FWD. A zatem montując ten sam silnik do samochodów wyposażonych w te trzy różne rodzaje napędu, największą moc na kołach będzie posiadał samochód FWD, zużywając przy tym najmniej paliwa…

    •  

  • samochody AWD są zdecydowanie cięższe od aut FWD i RWD. Efekt - większe zużycie paliwa, gorszy stosunek mocy do masy. Na ich korzyść przemawia jednak przeważnie lepszy rozkład masy.

    •  

  • w autach FWD silnik, skrzynia biegów i dyferencjał znajdują się z przodu dzięki czemu można wygospodarować więcej miejsca dla pasażerów i w bagażniku.

    •  

  • zimą auta RWD są trudniejsze do opanowania od FWD dla większości kierowców

 

Bardziej szczegółowe podejście do tematu układów napędowych samochodów osobowych przejawia autor serwisu “Mototechnika”. Dodaje on do rozważań na temat rodzajów napędów nową zmienną - umiejscowienie silnika. Wszystkim czującym niedosyt polecam zapoznać się z tym artykułem.