Alko kalkulačka
Jaké.auto Informace o autech podle značky a modelu

Aktivní jízdní dynamika: Jak zařídit, aby auto lépe zatáčelo?

Tomáš Dusil Tomáš Dusil 3. 4. 2017 • 16:01
26
12
Zobrazit náhledy (26)
Audi Sport GKN Twinster GKN Twinster GKN Twinster GKN Twinster GKN Twinster GKN Twinster GKN Twinster GKN Twinster GKN Twinster GKN Twinster VAQ VAQ VAQ XDS XDS XDS XDS XDS XDS XDS
Bez diferenciálu by mohlo vozidlo zatáčet jen s obtížemi. Naopak při aktivním rozdělení hnací síly dostane průjezd zatáčkou více neutrální chování. Jak toho docílit a jaké systémy se dnes používají?

Otevřený, zpravidla kuželový diferenciál, umožňuje vozidlu při jízdě v zatáčce rychlejší otáčení vnějšího kola oproti vnitřnímu. Odvaluje se totiž po delší dráze. Pokud by tomu tak nebylo, auto by se chovalo extrémně nedotáčivě. To poznal každý, kdo někdy u starého offroadu uzavřel diferenciál a zkusil si na povrchu s dobrou adhezí zatáčet.

Při jízdě v zatáčce tak pneumatiky kol zachytávají boční i odstředivou sílu. V praxi se to projevuje tak, že se pneumatika začne odvalovat po poněkud odlišné dráze, než je žádoucí. Ta je dána úhlem takzvané boční směrové úchylky, který je vzhledem k tečně teoretické nebo chcete-li požadované dráhy kruhového tvaru. Vůz tedy nesleduje ideální a řidičem požadovaný směr daný natočením předních kol, ale jede s mírnou odchylkou.

Smyslem aktivního rozdělování hnací síly mezi poháněná kola téže nápravy je zvýšit hnací sílu na vnějším kole v zatáčce na úkor síly na vnitřním kole. Tímto vznikne kolem těžiště vozidla přídavný moment (stáčivý moment), který pomůže kompenzovat výše zmíněnou směrovou úchylku pneumatik. Pneumatiky se tedy mohou odvalovat po vhodnější dráze, takže vozidlo se začne pohybovat více ve směru, určeném natočením řídících kol. Tímto se průjezd zatáčkou stane více neutrální, což je žádoucí.

Cest, jak toho docílit, je více, přičemž rozhoduje samozřejmě cena. Ta se odvíjí od konstrukční složitosti a počtu komponentů. Níže se tedy pokusíme podrobněji popsat ty nejzajímavější a současně vídané v moderních autech.

S pomocí brzd – Nejlevnější a zároveň i nejméně efektivní řešení

Nejlevnějším způsobem, jak vozidlu přidat „stáčivý“ moment k tomu, aby snáze a tedy neutrálněji projelo zatáčku, je použít brzdy. Současné systémy ABS/ESP již umožňují celou řadu doplňkových funkcí, jmenovitě třeba multikolizní brzdu, či systém RBS, který dokáže při zapnutí stíračů předního skla vysoušet brzdy, až po plně samočinné brzdění vozidla na základě informace z radaru, lidaru či kamery s vysokým rozlišením.

Využití brzd k tomu, aby vozidlo lépe projelo zatáčku, lze najít napříč snad všemi výrobci automobilů. Všichni totiž používají stejnou jednotku ABS/ESP, takže proč toho nevyužít? Pokud zůstaneme doma, tak Škoda (stejně jako vozy koncernu VW) dnes nabízí dvě verze tohoto systému. Jednak starší a méně efektivní XDS a dále modernější a také účinnější XDS Plus. Oba pracují na stejném principu, tedy přibrzďování kol.

Zásadní rozdíl mezi XDS a XDS Plus spočívá ve využití. K tomu, aby řidič pocítil něco z výhod XDS, musí jet s vozidlem poněkud ostřeji a tedy rychleji v zatáčkách. XDS totiž zasahuje pouze při vyšších hodnotách příčného zrychlení. Tedy na vozovce s povrchem s dobrou přilnavostí.

XDS Plus pracuje na úplně stejném principu, ovšem s tím rozdílem, že je účinné při mnohem nižších hodnotách příčného zrychlení. Uplatní se tedy i při normální jízdě a tedy i na silnici s mnohem nižším součinitelem přilnavosti, tedy třeba na mokrém povrchu. XDS Plus tak vylepšuje ovladatelnost vozidla i pokud projíždíte zatáčky nižší rychlostí. Nejnovější systémy XDS Plus, třeba v současné Škodě Fabia, umí přibrzďovat nejen vnitřní přední kolo, ale současně také vnitřní zadní. Tím vozidlu přidá další stáčivý moment.

Systém rozdělování hnací síly mezi kola při průjezdu zatáčkou pracující s brzdami, má samozřejmě své nevýhody. Předně dochází k rychlejšímu opotřebení brzd, neboť auto „brzdí“, i když řidič nešlape na brzdový pedál. Při hodně rychlé jízdě to může vést i k dočasnému mírnému snížení účinnosti brzd, pokud se nadměrně ohřejí.

Druhou nevýhodou je omezený účinek systému. V praxi tedy nižší maximální hodnota přidaného momentu, který vozidlu pomůže zatočit či přesněji řečeno neutrálněji projet zatáčku. XDS (XDS Plus) tak autu sice vylepší ovladatelnost, ovšem pouze do určité míry.

Výhody

Cena, dostupnost, snadná zástavba do vozidla, nevyžaduje žádný další „hardware“

Nevýhody

Omezená účinnost, opotřebení brzd, základní systémy fungují pouze při velkém bočním zrychlení

Příklady použití

VW Group XDS/XDS+, Alfa Romeo eQ2, Ford TVC aj.

Diferenciál s aktivním členem - Účinný, rychlý, ale drahý

Použití brzd k vyvození svorného účinku je sice levné, ale z hlediska účinnosti má své limity. Mnohem lepší cestou je použití dalšího zařízení, využívající jednu či více aktivně ovládaných lamelových spojek. V závislosti na systému mohou být spojky ovládány buď elektromotoricky, elektrohydraulicky, nebo elektromagneticky. Dnes převažuje ovládání elektrohydraulické. Samotná spojka může blokovat konvenční otevřený diferenciál, nebo aktivně připojovat/odpojovat pohon jednoho z kol nápravy, případně připojovat/odpojovat přídavný planetový převod za účelem zvýšení otáček vnějšího kola v zatáčce. Všechny uvedené koncepce se používaly, případně používají.

VW VAQ - S jednou elektrohydraulicky ovládanou lamelovou spojkou

Systém VW VAQ (Vordeachsquesperre) pracuje podobně jako systém XDS (XDS Plus). S tím rozdílem, že svorný účinek není docilován brzdami, ale speciálním zařízením s elektrohydraulickou lamelovou spojkou.

Systém VAQ tedy nepřipojuje ani neodpojuje pohon některého z předních kol. Pouze doplňuje konvenční otevřený kuželový diferenciál. Jeho základem je elektrohydraulicky ovládaná lamelová spojka, v podstatě Haldex. Tlak oleje, potřebného k sevření lamel spojky a tedy vytvoření svorného účinku, je generován elektricky poháněným čerpadlem na základě pokynu z řídicí jednotky, která je součástí VAQ.

Jak to funguje? Při přímé jízdě se převodové ústrojí chová stejně jako každé jiné s otevřeným kuželovým diferenciálem. Změna přichází v zatáčce, kdy citlivá senzorika zjistí prokluz vnitřního kola, k čemuž dochází při přebytku výkonu a jízdě pod plynem. V tu chvíli se roztočí elektrická pumpa, která začne v systému spojky vytvářet tlak hydraulické kapaliny. Ta pod tlakem proudí k pracovnímu pístu, který začne stlačovat lamely a to podle požadavků řídicí jednotky. Stlačením lamel dojde k přenesení části točivého momentu z vnitřního prokluzujícího kola na vnější. O kolik se sníží moment na vnitřním kole, o stejnou hodnotu se zvýší na tom vnějším. Při tom však rozdíl v otáčkách vnějšího a vnitřního kola zůstává takový (tedy stejný), jaký byl před zásahem VAQ. Točivý moment, který může být spojkou VAQ přenášen, se pohybuje v rozsahu od 0 do 100 procent.

Výhody

Na rozdíl od systému založeném na principu přibrzďování kol (XDS) nedochází k opotřebení brzd. Mnohem výraznější a hlavně plně řízený svorný účinek

Nevýhody

Vyžaduje údržbu (každých 60 000 km nový olej, stejně jako Haldex), vyšší cena, zástavbové rozměry.

Příklad použití

VW Golf GTI Performance, Seat Leon Cupra, Škoda Octavia RS 245

GKN Twinster – Spojky místo diferenciálu

Alternativu k systému VAQ představuje řešení britské firmy GKN pojmenované Twinster. To se ovšem na rozdíl od řešení používaném skupinou VW pojí výhradně s pohonem všech kol. Jako první jej ohlásil Range Rover v modelu Evoque, přičemž i firma GKN tento vůz využívala k vývoji tohoto pohonu. K zákazníkům se ovšem Twinster v Evoque dostal o něco později. V reálu jsme si jej mohli dále vyzkoušet v ostrém Focusu RS, přičemž nedávno jej dostala také druhá generace Opelu Insignia s pohonem všech kol.

Základem systému je jednotka pohonu zadní nápravy, takzvaná PTU (Power Transmission Unit), tvořená pouze úhlovým převodem. Od ní vede hnací hřídel pro pohon zadní nápravy, zakončený opět úhlovým převodem. Celý systém si tak vystačí jen s dvojicí lamelových spojek, z nichž jedna dokáže zcela odpojit levé zadní kolo od pohonu, druhá pravé zadní. Současně se jejich stlačováním mění rozdělení hnací síly mezi přední a zadní nápravu. Zadní část systému, tedy ta se spojkami a zadním úhlovým převodem, se nazývá RDU (Rear Drive Unit).

Při jízdě, řekněme v pravotočivé zatáčce, se tak spojka pravého zadního kola téměř rozpojí, naopak levého zcela sevře. Točivý moment je pak rozdělený následovně - levé a pravé přední kolo každé 25 procent, levé zadní přenáší 40 procent, na pravém zůstává 10 procent. Ovšem v extrému je údajně možné přenést na jedno kolo až 100 procent hnací síly. Alespoň takto to uvádí firma GKN. K ovládání spojek v olejové lázni se používá elektrohydrauliku, tedy stejně jako u Haldexu, případně VAQ.

Výhodou GKN Twinster je nepotřebnost centrálního diferenciálu či mezinápravové spojky. Druhou výhodou je fakt, že obě aktivně ovládané spojky vlastně zajišťují dvě funkce - dělí hnací sílu mezi obě poháněné nápravy a současně mezi obě zadní kola.

Systém GKN Twinster v zásadě dále rozvíjí myšlenku málo známého zařízení Twin geromatic nebo také Twin gerotor. Druhý jmenovaný vyvinulo GM ve spolupráci s rakouskou specializovanou firmou Stey-Daimler Puch a následně použilo v pohonu vozidel Pontiac Aztec a Buick Rendezvous. Uspořádání je podobné twinsteru a tedy se také obejde bez mezinápravového a zadní diferenciálu, tudíž si i tady vystačí s dvojicí lamelových spojek. Ovšem na rozdíl od GKN Twinsteru jsou spojky stlačovány výhradně na mechanicko-hydraulickém principu. Systém tak pracuje s rozdílem otáček vstupního výstupního hřídele hnací jednotky zadní nápravy, stejně jako s rozdílem otáček levého a pravého zadního kola.

Výhody

Nepotřebuje centrální diferenciál ani diferenciál zadní nápravy, dokáže zcela odpojit jedno zadní kolo, může až 100 procent hnací síly přenést na jedno zadní kolo, nabídka doplňkových funkcí (například režim podporující driftování).

Nevýhody

Pojí se výhradně s pohonem všech kol, neodzkoušená a poměrně exotická technika, cena, v budoucnu lze očekávat opotřebení spojek z důvodu jejich vyššího zatížení.

Příklad použití

Ford Focus RS Mk3, Range Rover Evoque, Opel Insignia II AWD

Audi Sport Diferencial – Lamelové spojky s přídavným převodem

Alternativou k výše popsaným systémům představuje sportovní diferenciál firmy Audi. Na první pohled vypadá zařízení podobně jako řešení GKN Twinster. To znamená, že i tady jsou použity dvě lamelové spojky. To je ale asi tak jediné, co mají oba systémy společné. Na rozdíl od GKN Twinster pracuje sportovní diferenciál Audi s běžným kuželovým a tedy otevřeným diferenciálem. Druhou odlišností je činnost zmíněných spojek. Kromě nich je totiž na každé straně kuželového diferenciálu navíc planetový převod, skládající se ze dvojice centrálních kol a dvojice korunových kol.

Pokud jede auto rovně, jsou obě lamelové spojky rozpojeny, a tedy točivý moment se na obě zadní kola dělí otevřeným kuželovým diferenciálem. Naproti tomu v zatáčce dojde připojením planetového převodu na straně vnějšího kola k jeho zrychlení, čímž vznikne dodatečný stáčivý moment. A to tak, že se propojí obě korunová kola na straně vnějšího kola, přičemž korunové kolo 2 pohání centrální kolo 2. Tento dodatečný převod se přidává k přímému výstupu hnací síly z kuželového diferenciálu.

Spojky sportovního diferenciálu Audi jsou ovládány podobně jako u GKN Twinster elektrohydraulicky. Velkou výhodou sportovního diferenciálu Audi je fakt, že lamelové spojky tady nepřenášejí plný točivý moment, ale pouze výrazně redukovaný. Díky tomu nedochází k tak velkému zatížení spojek a ty by tudíž neměly mít problém s životností.

Výhody

Nízké zatížení lamelových spojek (předpoklad dlouhé životnosti), vysoká účinnost

Nevýhody

V porovnání s GKN Twinster skokové zvýšení stáčivého momentu (planetový převod je připojený, nebo odpojený), vyžaduje údržbu, cena, zástavbové rozměry.

Příklad použití

Sportovní verze vozů Audi (RS5, RS6), supersport R8

Související články

Témata
4. 4. 2017 15:48
Re: článek plný nesmyslů
nezbývá než plně souhlasit
4. 4. 2017 13:10
článek plný nesmyslů
Nemůžu si pomoci, ale na tento článek musím reagovat. Tak nějak dokládá úroveň novinařiny v posledních letech, kdy píše každý o všem a málokdy se stává, že dané problematice vůbec rozumí.

Zaráží mě, že po počátečním rozboru, z kterého pan Dusil správně usoudil, že pro průjezd zatáčky je vhodnější přibržďovat vnitřní kola, nakonec došel k opačnému názoru. A to totiž, že VW VAQ funguje obdobně. Naprosto mu unikla kinematická podstata věci, kde spojka spojující levý a pravý hnací hřídel (v podstatě lamelová uzávěrka) vyrovnává otáčky kol. Ano zabrání protáčení se vnitřního odlehčeného kola, ale za cenu zvýšení nedotáčivosti. Ta vychází jednoduše z kinematiky, protože kolům v zatáčce nutíme stejné otáčky. Lamelová spojka na rozdíl od uzávěrky v offroadu funguje proporcionálně, ale princip zůstává. A pokud se nepletu název článku je "Jak zařídit aby auto lépe zatáčelo".

Další o čem se psalo je schopnost driftovat pohonu GKN Twinster. Ta je daná opět kinematikou. Jedná se pouze o naladění daného pohonu pro Focus RS. Je řešen podobně jako u závodních Fabií R5 nebo S2000, které mají pohon všech kol bez mezinápravového diferenciálu, kde je převod na zadní kola mírně rychlejší. Tím je zajištěna přetáčivost pohonu, které by jinak bylo možné dosáhnout jedině odpojením předního pohonu, což Focus neumožňuje. Pochybuji, že půjde driftovat s Range Roverem Evoque, kde je pohon všech kol z úplně jiného důvodu. Jinak je tento pohon velmi jednoduchý a ve své podstatě schopný zajistit stáčivý moment působící na auto v zatáčce pouhým odpojením pohonu na vnitřní kolo.

Dalším nepochopením pana Dusila je rozvodovka s planetovými převody. Ta je v podstatě vylepšením rozvodovky s dvojicí spojek, kde je navíc možné vnutit levému a pravému kolu rozdílné otáčky, čímž vyvolá stáčivý moment. A protože spojky je možné opět ovládat proporcionálně, nemůže být řeč o nějakém skokové zvýšení stáčivého momentu. Vše je plynulé.

Na závěr bych dodal, pane Dusile "Nepište a pokud možno nepište vůbec".
Slepit článek z reklamních materiálů stejně vyžaduje znalost věci...
3. 4. 2017 18:26
Re: Pane Dusil...
Pane Dusil, v článku chybí základní rozbor problematiky, vliv kinematiky a hnacích sil kol v zatáčkách. V tom nemáte jasno a proto předkládáte protichůdná tvrzení

Například už principiální nejasnost máte v úvodním tvrzení, že diferenciál umožňuje zatáčení a bez diferenciálu auto zatáčí jen velmi neoochotně. Protože o dva odstavce dále najednou tvrdíte opak, píšete že jednou z možností jak zatáčení vylepšit je zablokování funkce diferenciálu pomocí aktivní spojky.

Dále píšete hned na začátku, že při jízdě v zatáčce tak pneumatiky kol zachytávají boční i odstředivou sílu. Co je odstředivá síla vím, co ale myslíte tou "boční" silou fakt netuším

Nesmyslné je i tvrzení, že u systému GKN při plném sevření jedné zadní spojky je nastaveno rozdělení momentů 25:25:40:10. Možná to tvrdí výrobce, kdybyste se ale sám jen trochu orientoval v oblasti kinematiky pohonu věděl byste že tohle není pravda a jasně byste i vysvětlil proč.

to jen namátkou
Avatar - JDM
3. 4. 2017 15:43
LSD
Nojo ono by stačilo kdyby se ty auta ladili aspoň trochu, aspoň ty sportovnější jako gti, pohrát si s těžištěm, motor podél a dostat váhu víc na střed a dolů, použít samosvorny diferenciál třeba torsen, pohrát si s nastavením geometrie, kol a pneumatik. Ale ne ono se to nějak spláca dohromady, a mezi přední kola se jebne obrovskej těžkej slozitej nesmysl zavislej na milionu čidel a hotovo. Ono to funguje, zatím. Proč to dělat po staru jednoduše a levně když to jde složitě a draze.
Avatar - N6600
3. 4. 2017 13:35
Re: Pane Dusil...
Ja som napriklad zmateny u tejto vety:

"...systém RBS, který dokáže při zapnutí stíračů předního skla vysoušet brzdy..."

Co je to "stírač"? Nepouziva cestina slovo "stěrač"? Navyse, ak sa nemylim, RBS funguje od 70 km/h a vyssie a jeho fungovanie/nefungovanie je zavisle na stieracoch. Takze, aby RBS dokazal to, co tvrdite, musia byt splnene obe podmienky. Nielen to, ze zapnem stierace.

Bazar

Kupte nebo prodejte auto za nejlepší ceny
Vložit inzerátZobrazit nabídku