16.2. 2016 Tomáš Dusil Tomáš Dusil

Samosvorné diferenciály: Do hry vstupuje elektronika (2.část)

 

V prvním díle jsme si popsali samosvorné diferenciály, které pracují na ryze mechanickém principu. Nyní si ukážeme několik příkladů samosvorných diferenciálů, využívajících „vyšší inteligenci“.

Pod pojmem „aktivní diferenciál“ rozumíme zařízení k rozdělování točivého momentu, ať už mezi nápravy nebo kola téže nápravy, jehož svorný účinek je dán na základě údajů z mnoha snímačů. Samotná svornost se děje s využitím elektriky, případně hydrauliky.

Předností těchto typů svorných diferenciálů je, že pracují pouze v případě, kdy jsou opravdu potřeba. Tím šetří mimo jiné pneumatiky, u nichž nedochází k tak rychlému opotřebení. Také z pohledu bezpečnosti a samozřejmě snížení spotřeby paliva a množství emisí jsou systémy s elektronikou přínosnější.

Na druhou stranu je otázkou, zda jsou tak úplně vhodné pro sportovně založené řidiče. Jejich činnost je totiž ovlivněna celou řadou proměnných, čímž klesá šance naučit se svorný efekt těchto diferenciálu dobře využívat. Pojďme si tedy představit ty nejzajímavější aktivní mezinápravové diferenciály.

Volkswagen/Seat/Škoda VAQ

VAQ je zkratka VorderAchsQuersperre (volně přeloženo „uzávěrka přední nápravy pracující v příčném směru“). Poprvé se tento systém objevil v nejnovějším VW Golfu GTI „Performance“ v roce 2013. Později jej dostal také rychlý Seat Leon Cupra a loni rovněž Škoda Octavia RS. Důležité je použití takzvaného 17palcového brzdového systému.

Základem systému VAQ je elektrohydraulická lamelová spojka Haldex 5. generace. Pouze není vložena do hnacího řetězce před diferenciál zadní nápravy, nýbrž napravo od konvenčního kuželového diferenciálu přední nápravy. Podobně jako u pasivního systému Fiat Viscodrive, o němž jsme psali minule, využívá prostor pro vedení pomocného hřídele, vymezujícího nestejnou vzdálenost od převodovky k levému a pravému kolu. Je tedy vlastně připevněna na skříň převodovky. Tou může být šestistupňové DSG (DQ250) nebo šestistupňové manuální ústrojí MQ350.

Soustava VAQ se skládá z dvojice hřídelů. Vnitřním plným, který je spojený s planetovými koly diferenciálu. Ten prochází vnějším a tedy dutým hřídelem, jenž je spojený s klecí diferenciálu. Lamelové spojky jsou spojeny na střídačku s vnějším a vnitřním hřídelem. Stlačovány jsou hydraulicky ovládaným pracovním pístem. Ten je ovládán tlakem hydraulické kapaliny, který generuje elektrická pumpa. Aby nedošlo k přehřátí spojky a tedy zničení lamel, je systém vybaven bezpečnostním ventilem, jenž v případě nadměrného tepelného zatížení sníží tlak kapaliny přiváděný na píst stlačující lamely.

Předností VAQ, tedy podle Volkswagenu, je zlepšení reakce na řízení v zatáčkách a zároveň snížení nedotáčivosti. S tím jde ruku v ruce vyšší rychlost průjezdu zatáčkou. Dále je uváděno přesnější a agilnější řízení. Z pohledu techniky stojí spíše za zmínku omezení zásahů protiprokluzového systému TCS. Podobně jako mezinápravový Haldex vyžaduje také VAQ pravidelnou údržbu, čítající výměnu oleje každé tři roky bez ohledu na počet najetých kilometrů.

Zařízení VAQ pracuje ve třech základních režimech - při přímé jízdě se převodové ústrojí chová jako klasické, tedy bez VAQ. Pokud vnitřní kolo přenáší pouze část svého točivého momentu na vozovku, dojde k lehkému stlačení lamel spojky a tedy vyvození mírného svorného účinku spojky. Tím je ta část hnací síly, která nemůže být vnitřním kolem přenesena na povrch vozovky, následně transformována na vnější kolo. O tuto hodnotu se na něm zvýší točivý moment. Poslední je situace, kdy jsou lamely spojky zcela stlačeny. To znamená plný svorný efekt, takže na vnější kolo se přenáší maximální hnací moment.

Mitsubishi S-AWC

S-AWC je akronym slov Super-All Wheel Control. Ideově vzato jde vlastně o paralelu zařízení VAQ, které jsme popsali výše. S-AWC je ale technicky vzato o něco jednodušší, jakkoliv je funkce tohoto systému podobná VAQ. Na rozdíl od systému VW ale S-AWC pracuje v součinnosti se stálým pohonem všech kol „Multi-Select“. Najdete jej u nejnovější generace Mitsubishi Outlander. V případě S-AWC najdete lamelovou spojku AFD, která se u Outlanderu používá již léta pro rozdělení hnací síly mezi přední a zadní nápravu.

Zásadním rozdílem je ale ovládání spojky. To se u Outlanderu nespoléhá na elektrohydrauliku, lamely jsou stlačovány elektromagnetickým efektem. Opět zde najdeme dutý hřídel, jímž prochází plný hřídel. A i tady jsou lamely spojky uloženy střídavě na hřídelích. Akčním členem však není elektrické čerpadlo generující tlak kapaliny, nýbrž elektrická cívka. Pokud do ní přivedeme proud, dojde k posunutí a zároveň pootočení její kotvy. Tento pohyb je přenesen na spouštěcí axiální vačkové kolo, které přes kuličkový mechanismus stlačí (přesněji spíše odtáhne) hlavní vačkové kolo. Systém využívá vlastní řídicí jednotku, která je společná i pro lamelovou spojku ve funkci mezinápravového diferenciálu.

S-AWC může pracovat ve čtyřech základních režimech. V módu AWC Eco je hnací síla přenášena pouze na přední nápravu. Pouze v případě, že přední kola proklouznou, dojde k připojení pohonu zadní nápravy. Dalším režimem je Normal, v němž je hnací moment řízený podle okamžitých adhezních podmínek. Následuje režim Snow, který, jak název napovídá, se uplatní hlavně na povrchu se sníženou přilnavostí pneumatik. A konečně Lock, v němž je mezinápravová spojka zcela uzavřena.

Součástí S-AWC jsou doplňková zobrazení na vícefunkčním displeji. Ten ukazuje řidiči nejen aktuální rozdělení točivého momentu mezi přední a zadní nápravu, nýbrž i moment stáčení vozidla kolem svislé osy. Ten je vlastně ukazatelem toho, jak moc se aktivní spojky účastní změny směru vozu. Tady se využívá snímače AYC (Active Yaw Control).

Mitsubishi AYC (Super AYC)

Systém pohonu všech kol S-AWC není jediným tohoto druhu od Mitsubishi. Už od 90. let nabízí japonská značka podobné řešení u svých výkonných automobilů Galant VR4 (v Evropě, vyjma Anglie se neprodával) a Lancer Evolution (EVO X). I tyto stroje mají pohon všech kol. K rozdělení hnací síly mezi obě nápravy využívají aktivní centrální diferenciál ACD (Active Centre Differential), který na zadní nápravě doplňuje diferenciál AYC (Active Yaw Control). Tedy podpora stáčení vozidla do zatáčky kolem svislé osy procházející těžištěm.

Funkce je podobná jako na Outlanderu, avšak na rozdíl od něj je AYC použito na zadní nápravě. Principy obou diferenciálů používaných na Galantu VR4 a Lanceru Evo jsou však odlišné od těch na Outlanderu.

Centrální diferenciál používaný na Lanceru Evo je kuželový a tedy otevřený. Hnací sílu dělí mezi přední a zadní nápravu za normálních podmínek v poměru 50:50 procent. Navíc je ale doplněný o elektrohydraulicky ovládanou lamelovou spojku, která zmíněný diferenciál blokuje. Jde v zásadě o VAQ, jen mezi oběma nápravami, nikoliv pouze na jedné.

Také zadní náprava těchto vozů využívá kuželový diferenciál. Ten je ale navíc doplněný o dvojici přídavných stálých převodů - jedním “do rychla” a druhým “do pomala”. A dále jsou tu dvě lamelové spojky. Při jízdě v přímém směru jsou obě rozpojeny, takže točivý moment je na kola přenášen klasicky, tedy přes otevřený diferenciál a jeho stálý převod. Jakmile vůz začne zatáčet, dojde k aktivaci lamelových spojek, a to hydraulickou cestou. Jedna spojka aktivuje redukční převod, zatímco druhá urychlovací převod. Pak už záleží na tom, na kterou stranu vůz zatáčí. Podle toho je stálý převod zadní nápravy v součinnosti s pohonem daného kola zvětšován, nebo zmenšován. Tím se dále zvýší rozdíl obvodových rychlostí levého a pravého zadního kola při jízdě v zatáčce. To pak znamená zvýšený stáčivý moment auta kolem svislé osy procházející jeho těžištěm, takže vůz jde mnohem ochotněji do zatáčky (je tedy potlačeno jeho nedotáčivé chování).

Jak vidíte, zásadní rozdíl mezi Mitsubishi S-AWC a AYC/ACD leží v ovládání spojek. Prvně jmenovaný sází na elektromagneticky ovládané spojky, zatímco AYC/ACD na elektrohydraulicky řízené spojky. A jaký je vlastně rozdíl mezi systémy AYC a Super AYC? První používaly modely Lancer Evoluzion Mk4 až Mk6. Od Mk7 je v nabídce pokročilejší verze. Oboje využívají výše zmíněný planetový převod k urychlení otáček vnějšího kola v zatáčce. Původní AYC má však zadní diferenciál kuželový, zatímco Super AYC planetový. Další rozdíl tkví v odstupňování redukčního/rychloběžného převodu přídavné převodovky.

GKN Twinster

Zcela originální systém pohonu všech kol s aktivním rozdělováním točivého momentu představila už před necelými třemi lety firma GKN, specialista na ložiska a ozubená soukolí. Sama společnost GKN převodový systém nazývá Twinster. Prvním uživatelem měl být Range Rover Evoque, avšak zatím zůstává jen u slibů. V loňském roce jsme byli na zimním ježdění s vozy této značky v Rakousku a o inovativním GKN Twinsteru nebylo ani vidu ani slechu.

Prvním reálným uživatelem je tak nový Ford Focus RS, nabízený s pohonem všech kol. Modrý ovál nazývá tento pohon „Ford Performance All-Wheel-Drive“. A samozřejmě se nikde nedočtete, že pochází od GKN. Naproti tomu tato firma se ve svých materiálech k Fordu Focus RS, stejně jako k Evoque, hrdě hlásí.

Systém Twinster dostal své pojmenování podle diferenciálu zadní nápravy. Je zde klasický úhlový stálý převod, ale pak už nic. Klasický diferenciál s klecí, planetovými koly a satelity nahrazují dvě lamelové spojky, každá pro jedno kolo. Ford tomu říká RDU (Rear Drive Unit). Spojky jsou v tomto případě stlačovány hydraulicky, přičemž tlak kapaliny generuje akční člen, připevněný na skříň jednotky RDU (Twinsteru).

Stejně pozoruhodný jako zadní „diferenciál“ je i transfer, zde nazývaný PTU (Power Transfer Unit). I tady stačí pouhý úhlový převod, otáčející tok točivého momentu o 90 stupňů. Celkově je na zadní nápravu přenášeno za normálních podmínek 55 procent točivého momentu. V extrému to ale může být až 70 procent, přičemž z nich dokáže systém díky Twinsteru přenést v praxi až 90 procent pouze na jedno kolo (teoreticky je to ale až 100 procent). K tomu stačí, aby jedna lamelová spojka byla zcela rozpojena a druhá naopak sepnuta maximální silou. Jak je ale možné, že je hnací síla mezi přední a zadní nápravu dělena variabilně, když zde není žádný uzavírací člen a dokonce ani centrální diferenciál? Tady si systém pravděpodobně pomáhá přibrzďováním předních kol podobně, jako to umí XDS+.

Honda ATTS a SH-AWD

Aktivní diferenciál na přední nápravě není ničím novým. Už v roce 1997 v souvislosti s představením páté generace kupé Prelude (SH) Honda uvedla tehdy vskutku ojedinělý převodový systém ATTS (Active Torque Transfer System). To ale pouze v Evropě. V Japonsku je znám už od roku 1991, ale v součinnosti s pohonem všech kol.

Základem ATTS je nápravový planetový diferenciál, který je samozřejmě otevřený. Z něj se točivý moment přivádí na ATTS. Při jízdě v přímém směru pracuje převodové ústrojí jako každý jiný planetový otevřený diferenciál. Tedy planetové kolo pohání levé kolo, zatímco unašeč planet diferenciálu pravé. Jinak je tomu při zatáčení. Při jízdě do levé zatáčky se aktivuje lamelová spojka blíže k levému kolu. Díky tomu dojde k přibrzdění planetového kola zcela vlevo (tedy nejblíže sepnuté lamele). V tu chvíli začnou satelity planetového převodu roztáčet planetu pravého kola, které se tím urychlí.

Naopak při zatáčení doprava je aktivována pravá lamelová spojka, tedy ta blíže diferenciálu vozidla. Ta naopak brzdí, případně dokonce zcela zastaví unašeč satelitů planetového převodu jednotky ATTS. Levý hnací hřídel je poháněn prostředním z trojice planetových převodů. Tímto je část hnací síly pravého kola odebírána ve prospěch levého kola.

V poslední generaci Hondy Legend byl použit tento upravený systém pojmenovaný SH-AWD (Super Handlig-All Wheel Drive). Tady už jsou hned čtyři lamelové spojky. Pohon zadní nápravy je řešen klasicky od transferu s úhlovým převodem kloubovým hřídelem do centrálního diferenciálu. Tomu se tady říká akcelerační jednotka. Skládá se ze dvou třecích spojek, urychlovacího planetového převodu a elektrohydraulického ovládacího členu.

Honda uvádí, že by v extrému mohlo být na každé z předních kol přenášeno pouhých 15 procent točivého momentu a zbylých 70 procent na jedno zadní kolo!

Za urychlovací jednotkou se nachází diferenciál zadní nápravy s hypoidním převodem. Za ním však už není, podobně jo u systému GKN Twinster, žádný kuželový diferenciál. Jeho roli suplují dvě lamelové spojky, každá pro jedno kolo. Na rozdíl od Twinsteru jej však nebrzdí, nýbrž urychlují. A to připojením přídavného planetového převodu. Vše je řízeno elektrohydraulicky na základě pokynů z řídicí jednotky. Do ní vstupují signály z mnoha snímačů, mimo jiné třeba ze snímače příčného zrychlení (gyroskopu).

Audi Sport diferenciál a BMW variabilní M-diferenciál

Variabilní diferenciál zadní nápravy nabízejí také značky Audi a BMW u svých výkonných sportovních modelů. Ač jsou oba spojovány se slovem “sport“, každý z nich pracuje úplně jinak. Sportovní diferenciál Audi je v mnohém podobný systému Hondy a Mitsubishi. K rozdělení hnací síly na zadní nápravě využívá klasický otevřený kuželový diferenciál. Pokud vůz jede rovně, je točivý moment dělený tímto diferenciálem zcela běžným způsobem, tedy v poměru 1:1.

Jinak je tomu při jízdě v zatáčce. K tomu jsou zde navíc dvě lamelové spojky, každá pro jedno kolo. Ovládány jsou hydraulicky, přičemž při jízdě v zatáčce aktivují dodatečný planetový převod, který má každé kolo vlastní. Přesněji řečeno tady dochází k propojení dvou korunových kol planetového převodu. Tím dojde ke zvýšení obvodové rychlosti na vnějším kole na úkor kola vnitřního a tedy vyvození stáčivého momentu vozidla kolem osy procházející těžištěm. Zdrojem tlaku oleje je u sportovního diferenciálu Audi elektrohydraulické čerpadlo. Dodavatelem sportovního diferenciálu pro Audi je firma Magna Powertrain.

Poněkud odlišný je BMW variabilní M-diferenciál. Poprvé byl použit v modelu M3 řady E46. Následně jej BMW představilo také u M5 E60. BMW M-diferenciál pracuje na rozdíl od všech ostatních zde uvedených na mechanicko-hydraulickém principu. Samo BMW uvádí, že rozdíl mezi ním a klasickým samosvorným diferenciálem (u BMW tradičně lamelovým) tkví ve schopnosti poskytovat výhody svorného účinku také v extrémních jízdních situacích. Systém pracuje mechanicky. V okamžiku, kdy dojde k rozdílným rychlostem otáčení levého a pravého kola, začne čerpadlo oleje, které je součástí korunového kola diferenciálu generovat tlak oleje a ten pak stlačuje lamely spojky. Tím diferenciál blokuje. Uzavírací efekt vyjádřený v newtonmetrech je u tohoto diferenciálu lineárně závislý na rozdílu obvodových rychlostí obou kol. BMW variabilní M-diferenciál ale vlastně není aktivním typem, navíc pracuje zcela s vyloučením elektroniky.

Spolupracujeme s TipCars.com

Štítky Technika

 







Doporučujeme
Vyzkoušeli jsme kupé Škoda posledních osmdesáti let. Tudy kráčí historie! (+video) Vyzkoušeli jsme kupé Škoda posledních osmdesáti let

Dnešní doba patří automobilům SUV a atraktivních kupé…

Kontrolky v autě: Znáte jejich význam? Kontrolky v autě: Znáte jejich význam?

Co který symbol na palubní desce znamená, jsme psali již…

 

AutoRevue
Jeep Compass oficiálně: Známe motory i ceny všech výbav Jeep Compass oficiálně: Známe motory i ceny všech výbav

Nová generace Jeepu Compass se sice ukáže až za dva…

Zákulisí Formule 1: Co všechno obnáší práce řidiče safety caru? Zákulisí Formule 1: Co všechno obnáší práce řidiče safety caru?

V čele závodů Formule 1 odjel 640 kol, přesto ani jednou…

 






 
Exkluzivní spy video: Modernizovaná Škoda Octavia (2017) poprvé na silnici

Exkluzivní spy video: Modernizovaná Škoda Octavia (2017) poprvé na silnici

25.9. 2016

Třetí generace octavie se v rámci nadcházející modernizace dočká přepracovaného vzhledu a bohatší výbavy.




Blesk.cz

Video, z kterého běhá mráz po zádech: Třísetletá mrtvola dětské světice otevřela oči!

Video, z kterého běhá mráz po zádech: Třísetletá…

Z toho videa běhá mráz po zádech! Turista v mexické katedrále Guadalajara si natáčel na kameru ostatky dětské…

Manažerka (†36) Dary Rolins po sobě zanechala dceru (8): Co s ní teď bude?

Manažerka (†36) Dary Rolins po sobě zanechala dceru…

Během nemoci, kdy bylo manažerce Dary Rolins (43) Evě Skallové (†36) úplně nejhůř, dělala vše proto, aby u toho…

 

iSport.cz

Kvitová srazila jedničku Kerberovou, nezlomila ji ani brutální výměna

Kvitová srazila jedničku Kerberovou, nezlomila ji…

Famózní bitva! Česká tenistka Petra Kvitová si v osmifinále turnaje v čínském Wu-chanu vyšlápla na světovou…

Bláznivá LM! Penaltové drama, přestřelka City i vtípek s autobusem

Bláznivá LM! Penaltové drama, přestřelka City i…

Co se to dělo? Středeční zápasy Ligy mistrů byly skutečně bláznivé! Tak například v utkání Celtiku s…

 

Reflex.cz

Proč se Zeman ani Babiš nechtějí omlouvat? Nejsou to velcí kluci

Proč se Zeman ani Babiš nechtějí omlouvat? Nejsou to…

Miloš Zeman, resp. jeho hradní kancelář, se neomluví za prezidentova slova na adresu Ferdinanda Peroutky.…

Švýcarsko směřuje k celostátnímu zákazu nošení muslimské burky a nikábu

Švýcarsko směřuje k celostátnímu zákazu nošení…

Česká média v úterý zveřejnila zajímavou zprávu, že švýcarská Národní rada (dolní komora parlamentu) schválila…