Zastosowanie napędu 4x4 w autach sportowych
Samochody sportowe najczęściej posiadają napęd 4x4. W jakim celu stosuje się to rozwiązanie?
Napęd 4x4 najszerzej jest wykorzystywany w samochodach sportowych i super sportowych, a także wyczynowych. Samochody te mają silniki o dużej mocy i aby przenieść tak dużą moc nawet na suchym asfalcie wymagane jest napędzanie obu osi. Czyni to znacznie skuteczniejszym ruszanie z miejsca i przyśpieszanie przy niskich i średnich prędkościach drogowych, a także utrudnia zerwanie przyczepności na zakręcie przy przyśpieszaniu.
Dlaczego w autach sportowych stosuje się napęd 4x4?
O autorze
Dariusz Wojdas - mgr inż. mechaniki o specjalności samochodowej, absolwent Politechniki Śląskiej, Politechniki Opolskiej i Wyższej Oficerskiej Szkoły Samochodowej, licencjonowany kierowca rajdowy od 17 lat, ekspert od samochodów sportowych, terenowych i z napędem 4x4 (cywilnych, sportowych, rajdowych i wojskowych)
Jeżeli chodzi o mocne samochody osobowe to szczególnie przy tylko przednim napędzie występuje dużo niekorzystnych zjawisk jak m.in.:
- utrudnione ruszanie na śliskich nawierzchniach (np. mokry asfalt, śnieg, lód),
- utrudnione szybkie ruszania nawet na przyczepnej nawierzchni (np. suchy asfalt),
- utrudnione ruszanie pod wzniesieniem czy pochylonej wzdłużnie drodze ,
- „pływanie” przedniej osi podczas przyśpieszania nawet na prostej,
- znoszenie z zadanego toru jazdy na zakręcie - podsterowność ,
- szarpanie kierownicą wywołane różnicami przyczepności dla kół napędzanych-kierowanych.
Dla napędu tylko na przednią oś (FWD) istnieje bezpieczna granica maksymalnej mocy silnika w zależności od masy pojazdu. W samochodach seryjnych FWD wskaźnik dynamiczny (stosunek mocy do masy) nie powinien przekraczać 175 KM/tonę t.j. :
- dla samochodów miejskich FWD bezpieczna moc max nie powinna przekraczać 150 KM,
- dla samochodów kompaktowych FWD i sportowych FWD bezpieczna moc max nie powinna przekraczać 220 KM.
Wskaźniki mocy w samochodach FWD już powyżej 150 KM/tonę mogą powodować znaczną niestabilność pojazdu oraz pogorszenie kierowalności która nasila się wprost proporcjonalnie do zmniejszania się przyczepności (np. mokra jezdnia, śnieg lub lód, zanieczyszczona jezdnia). Niestabilność i pogorszenie kierowalności są spowodowane tym, że duża moc powoduje wyczerpanie się zapasu przyczepności poprzecznej kół kierowanych poprzez maksymalne wykorzystywanie przyczepności wzdłużnej. I dlatego napęd 4x4 jest wymagany nie tylko ze względu na polepszenie osiągów, ale też ze względu na bezpieczeństwo.
Sportowe auta kompaktowe 4x4
Są to samochody, które powstały na bazie seryjnych nadwozi kompaktów. Posiadają silniki benzynowe o dużej mocy od 280 KM do 360 KM, umieszczone z przodu pojazdu, doładowane o pojemności od 2000 cm3 do 2500 cm3 lub wolnossące o pojemności od 2000 cm3 do 3000 cm3. Posiadają nadwozie samonośne o zwiększonej sztywności skrętnej i giętnej w porównaniu do swoich zwykłych odpowiedników. Posiadają min. 4 miejsca w kabinie w dwóch rzędach siedzeń.
Sportowe kompakty 4x4 w większości posiadają napęd stały realizowany przez centralny mechanizm różnicowy (m.in. Subaru Impreza STi, Mitsubishi Lancer Evo). Na bazie tych samochodów budowane są wyczynowe samochody rajdowe grupy N (szczególnie klasy N4).
Samochody wyczynowe S2000 i WRC
Takie auta nie są produkowane seryjnie i ich jedyna wspólną cechą z samochodami seryjnymi jest podobny wygląd. Ze względów reklamowych i marketingowych taki pojazd ma przypominać samochód produkowany seryjnie. Nie ma możliwości kupienia w salonie samochodowym modelu samochodu seryjnego z napędem 4x4 np.: Citroen C4/Xsara/DS3, Peugeot 207/307, Ford Focus/Fiesta, Skoda Fabia, Abarth Grande Punto.
Samochody rajdowe z lat 80-tych, wyczynowe S2000 i wyczynowe WRC mają napęd stały 4x4. W samochodach WRC zawsze występuje aktywny centralny mechanizm różnicowy. W niektórych samochodach rajdowych z lat 80-tych oraz niektórych S2000 występuje centralny mechanizm różnicowy, a w niektórych nie występuje i napęd jest stały, ale bez różnicowania tzw. „na sztywno” co na nawierzchniach szutrowych nie przeszkadza w prowadzeniu samochodu a upraszcza budowę i nie zwiększa masy samochodu.
Napęd 4x4 w samochodach supersportowych
Samochody supersportowe to takie, które rozwijają prędkości maksymalne powyżej 300 km/h i posiadają silnik benzynowy o pojemności do 8000 cm3. Silnik jest zazwyczaj umiejscowiony centralnie lub z tyłu i posiada moc w zakresie od 450 KM do 700 KM. W większości współczynnik oporu powietrza wynosi 0,27 - 0,36 (0,36 ze względu na potrzebę docisku).
Nie wszystkie samochody supersportowe mają napęd 4x4 – część z nich ma napęd tylko na tylną oś. Samochody supersportowe to przeważnie samochody dwumiejscowe. Samochody te posiadają optymalne wymiary do szybkiej jazdy: krótkie zwisy, duży rozstaw osi, duży rozstaw kół, niedużą wysokość oraz optymalny rozkład masy pomiędzy osie i nisko położony środek ciężkości. W samochodach super sportowych seryjnych prześwit wynosi około 110 mm, a dla wyczynowych prześwit minimalny to 50 mm. Występuje zawieszenie o małym skoku i dużej twardości oraz koła o dużej szerokości i dużej średnicy zaopatrzone w niskoprofilowe opony.
Samochody supersportowe ze względu na osiągane prędkości posiadają idealne własności aerodynamiczne oraz optymalne umiejscowienie kierowcy które jest niskie i centralne (lepsze czucie przyczepności i reakcji samochodu na warunki drogowe oraz szybki nieskrępowany dostęp do wszystkich urządzeń sterujących ruchem samochodu). Samochody super sportowe nawet z napędem 4x4 nie nadają się na jeżdżenia, gdy na drodze jest śnieg i/lub lód. W samochodach supersportowych napęd 4x4 ma zwiększać osiągi na asfalcie.
W samochodach super sportowych napęd 4x4 jest realizowany poprzez dołączanie osi przedniej wtedy gdy tylna oś znajdzie się w uślizgu (wyjątkiem jest tylko Bentley Continental GT). Napęd przedniej osi jest realizowany przez sprzęgło lepkościowe lub przez sprzęgło cierne wielotarczowe mokre sterowane elektronicznie. Jedynie w samochodach super sportowych 4x4 możliwe jest występowanie innych rozmiarów opon na przedniej i tylnej osi a nawet innych średnic felg na przednich i tylnych kołach ale musi być spełniony warunek, że średnice kół poszczególnych osi nie mogą być większe niż 2 %.
Podsumowanie
Co do przydatności napędu 4x4 w samochodach osobowych to istnieją dwie podstawowe zależności:
- 1. im większa moc silnika tym napęd 4x4 jest bardziej przydatny
- 2. im większa masa samochodu tym napęd 4x4 jest bardziej przydatny
Jeżeli samochód jest lekki i ma małą moc silnika (m.in. samochody miejskie takie jak FIAT Panda) to wersja z napędem jednej osi niewiele różni się mobilnością i trakcją od wersji 4x4 nawet w warunkach zimowych.
Zobacz także