Technika: Transaxle má československou stopu

Tomu, jakým způsobem a kde má auto umístěné hnací ústrojí a následně kterou nápravu pohání, říkáme obecně koncepce. Ta rozhoduje o celé řadě skutečností. Třeba o prostornosti karoserie, o tom, jak nákladné bude auto na výrobu, ale také o jízdním projevu vozidla, jeho chování nejen v mezních situacích. Zmíněné lze samozřejmě ovlivnit více či méně i jinými způsoby, nicméně koncepci a její přirozené vlastnosti zcela obejít nelze. Pouze posunout či mírně upravit.

S auty je to tak trochu jako s lidmi. Ti také mají vrozené geny, jež ovlivňují chování jedince. Lze je potlačit, a tím nastavit to, jakým způsobem okolí jedince vnímá, leč zcela změnit dotyčného člověka nemůžete.

Ideální řešení zadní nápravy! Rozhoduje však tuhost uložení, úhel osy kývání a přídavné táhlo

Standardní pohon

Za léta vzniklo hned několik koncepcí. Některé přetrvaly do současnosti, jiné zanikly, případně se staly výsadou vybraných výrobců automobilů, většinou výlučných. U koncepce obecně totiž hodně záleží na tom, jaký účel má vozidlo plnit, a tedy do jaké třídy patří. Asi těžko může rodinné požadavky na jízdu splňovat vůz s motorem uloženým podélně před zadní nápravou. A na druhou stranu, auto s motorem napříč před přední nápravou a pohonem všech kol nikdy nebude vynikat takovou agilitou jako vůz s motorem uprostřed, tedy ve stylu monopostů formule 1.

Pod označením „standardní pohon“ se v učebnicích automobilové techniky ukrývá již v úvodu zmíněné, takzvané klasické uspořádání pohonu. To je vývojově nejstarší, přičemž motor a převodovka jsou uloženy vpředu, diferenciál vzadu u poháněné zadní nápravy. Kupodivu ale za standardní princip je považován rovněž motor vpředu, ovšem převodovka s diferenciálem vzadu. Tedy princip transaxle, byť tohle označení se začalo používat až mnohem později, ve druhé polovině 20. století. Jaké jsou výhody a nevýhody uspořádání transaxle, se pokusíme nastínit dále.

Nepřekonatelné, leč drahé

Modifikací klasického uspořádání hnacího řetězce vznikl transaxle. Jeho charakteristickým znakem je umístění motoru vpředu podélně, tedy nad nebo za přední nápravou. Za ním však nenásleduje hned převodovka, ale pouze hnací hřídel. Skříň našla své místo až u zadní nápravy spolu s diferenciálem. Transaxlů vzniklo za léta docela dost, přičemž i mezi nimi panují značné konstrukční rozdíly.

Výhodou transaxlu je patrně nejlepší poměr mezi stabilitou a agilitou. Takové auto celkem hbitě mění směr, a tedy rychle reaguje na pokyny řízení, současně si ale zachová žádoucí patřičnou směrovou stabilitu. I vzhledem k tomu se takové auto při jízdě na mezi přilnavosti chová k řidiči přátelsky. To znamená, že vykazuje plynulý a spíše pomalejší přechod do smyku, čímž dává řidiči více času na ztrátu stability reagovat. Důvodem je teoreticky ideální rozložení hmotnosti mezi obě nápravy v poměru 50:50.

Výhodou transaxlu v porovnání s klasickou koncepcí je také mnohem větší zatížení zadní poháněné nápravy. A tedy předpoklad pro její lepší trakci za snížených adhezních podmínek. Vozy s koncepcí transaxle tak vynikají dobrou přilnavostí i při jízdě za deště, což přispívá k aktivní bezpečnosti jízdy. Rovněž mnohem snáze zdolají třeba kopec po vozovce pokryté uježděnou vrstvou sněhu. Právě tady je klasická koncepce v nevýhodě. To ví každý, kdo se někdy snažil vydrápat se starším BMW či mercedesem s pohonem zadních kol, ale i žigulíkem (VAZ) v zimě k horské chatě. Většinou skončil pod kopcem. Kdyby měl například Porsche 944, tak bude patrně mnohem úspěšnější.

I proto lidé u těchto aut (BMW, mercedesy, VAZ) vozili v kufru pytel s pískem ve snaze dodatečně zatížit hnanou nápravu. Nevýhodou transaxlu je kromě složitosti a ceny také teoreticky problematické řazení, neboť převodovka je od řadicí páky dále, než je tomu u klasické koncepce.

Transaxle je dnes doménou výhradně špičkových supersportovních aut. Důvodem je složitost i vysoká cena. Najdete jej například v ikonickém Mercedesu AMG GT. V minulosti se však z jeho vlastností mohli radovat i řidiči cenově mnohem dostupnějších rodinných vozů.

Koncepce pohonu aut: Jaké jsou výhody klasické koncepce nebo motoru uprostřed?

Výhody transaxle 

• Teoreticky neomezená délka motoru (vhodné tudíž i pro řadový šestiválec či V12) 
• Malé zatížení zavěšení motoru. Důvodem je zachycování pouze maxima točivého momentu motoru násobené nejnižším převodem. (Příčinou je stálý převod umístěný vzadu) 
• Vynikající trakce při akceleraci (setrvačná síla v kombinaci s těžkou převodovkou přitlačují hnací kola k silnici) i na kluzké vozovce 
• Rovnoměrné rozložení hmotnosti na nápravy (předpoklad neutrálního chování v zatáčkách)
• Ani velký, ani malý moment setrvačnosti (polární moment). Předpoklad pro agilní chování, zároveň ale s plynulým přechodem do smyku 
• Dostatečný prostor pro převodové ústrojí. Není problém použít rozměrnou vícestupňovou samočinnou převodovku 
• Snazší navržení přední deformační zóny. Tím, že je motor posunutý více vzad, je před ním větší žádoucí měkký prostor. 
• Snáze řešitelné odhlučnění motoru 
• Vynikající směrová stabilita
• Lepší stabilita při bočním větru (snáze řešitelné působiště aerodynamických sil za neutrální osou – prochází těžištěm)

Nevýhody transaxle 

• Obtížnější řazení převodů. Zejména pokud je spojka vpředu, musí synchronizace brzdit a urychlovat setrvačné hmoty dlouhého hnacího hřídele 
• Vyšší cena
• Náročnější servis
• Nutnost mít v podlaze karoserie transmisní tunel (nelze nabídnout rovnou podlahu)

Porsche 924/944/928/968: Místo kardanu trouba

Kdo se zajímá o auta a zmíníte před ním slovo „transaxle“, patrně si jako první vybaví generaci vozů Porsche se čtyřválcovými a osmiválcovými motory v přídi ze 70. až 90. let. Právě tato značka spolu s alfou romeo se stala největším uživatelem této zajímavé koncepce. Pokud zůstaneme u Porsche, tak ta transaxle využívala v letech 1975 až 1995. Jako první se uvedl model 924 se čtyřválcem Audi. V roce 1977 dorazil prestižní osmiválec 928 a o čtyři roky později řada 944 se zcela novým kvalitním čtyřválcem Porsche, který konstrukčně vycházel z osmiválce. Později se objevila čtyřventilová verze obou motorů a v roce 1992 944 vystřídal typ 968.

Všechny modely Porsche s koncepcí transaxle mají ještě jednu zvláštnost. Přírubu spojky, která je tady uložena vpředu na obvyklém místě, tedy u motoru, spojuje s přírubou skříně vzadu umístěné převodovky s diferenciálem trubka tuhá na ohyb i krut. V ní rotuje v několikrát uložený (a tedy dělený) hnací hřídel. Dělení má za cíl zabránit jeho vlastnímu kmitání. To mimo jiné znamená, že tahle porsche nepoužívají klasický kloubový hřídel, lidově kardan. Uvedeným řešením došlo k vyztužení hnacího řetězce, takže tato porsche neznají parazitní momenty od pohonu, tedy pokud jsou v dobrém stavu. Druhým důvodem uplatněné techniky byla pasivní bezpečnost. Alespoň tak to bylo v době vzniku vysvětlováno.

Ačkoliv jde o řešení téže značky, lze u jednotlivých modelů při bližším zkoumání vysledovat určité rozdíly. Zatímco u čtyřválců 924/944/968 je diferenciál zadní nápravy přibližně v polovině skříně čili v podstatě pod převodovkou, u osmiválců 928 se nachází až za převodovkou. Ta je tudíž téměř celá uložena před zadní nápravou, zatímco u zmíněných čtyřválců je přibližně polovina její délky za nápravou.

Druhou odlišností je řešení spojky. Tím, že je u všech modelů umístěna vpředu spolu se setrvačníkem, dochází ke zvýšenému namáhání synchronizace převodovky. Ta tudíž musí při řazení urychlovat i brzdit dlouhý hnací hřídel. To byl také důvod, proč osmiválec 928 používal dvoukotoučovou spojku, díky čemuž mohl být snížen průměr lamely spojky (byly tady dvě, ale menší), a tím došlo ke snížení obvodové rychlosti hnacího hřídele. Čtyřválce používaly lamelu pouze jednu.

I proto uvedená porsche využívala synchronizaci nikoliv tu rozšířenou od Borg Warner, nýbrž podle vlastního návrhu (takzvaná synchronizace Porsche). Zatímco řazení čtyřválců je vcelku přesné a lehké, u 928 jde o slabinu. Páka má nezvykle dlouhý krok stejně jako spojka. I proto zkušení majitelé osmiválců raději volí verze se samočinnou převodovkou od Mercedesu. Po jízdní stránce jsou Porsche transaxle dodnes jedna z nejlépe jezdících aut historie. Stačí se podívat na dobové zahraniční testy…

Přehled koncepcí pohonu osobních automobilů: Předohrab, nebo zadokolka?

Alfa Romeo Alfetta, Alfetta GTV, Giulietta, 75, 90 a SZ/RZ: Se spojkou vzadu

Spolu s Porsche byla největším uživatelem koncepce transaxle v 70. až 90. letech italská Alfa Romeo. Ta navíc tohle řešení kombinovala s kinematicky velmi pokrokovou, ale také složitou a drahou zadní nápravou De Dion, spojující výhody tuhé nápravy a nezávislého zavěšení kol.

Italové na svém transaxle uplatnili odlišný princip než Němci. K přenosu hnací síly z motoru na převodovku uplatnili klasický dělený kloubový hnací hřídel. A z Porsche známé problémy s řazením vyřešili konstruktéři Alfy Romeo tím, že setrvačník spolu se spojkou přesunuli dozadu těsně před převodovku. Tím nemusela její synchronizace brzdit setrvačnost dlouhého hnacího hřídele. Samotná skříň setrvačníku, spojky, převodovky a diferenciálu je v těchto alfách umístěna téměř celá před zadní nápravou. Diferenciál je tudíž až za převodovkou.

Zvláštností jsou kotouče brzd, které nejsou v zadních kolech, ale hned na výstupu z diferenciálu. Sledovalo se tím snížení neodpružené hmotnosti, ovšem za cenu komplikace při výměně brzdového obložení. Éra transaxlů začala u Alfy Romeo dříve než u Porsche, v roce 1972 uvedením alfetty a skončila také dříve, v roce 1994, výběhem exkluzivního modelu RZ na bázi Alfy 75 (ta vypadla z výroby v roce 1992). Rovněž Alfy Romeo transaxle nabízejí dodnes vynikající jízdní vlastnosti, tedy pokud jsou v odpovídajícím technickém stavu. V dobových testech tak třeba Alfa 75 jezdila lépe než glorifikované BMW řady 3 či Mercedes-Benz 190.

DAF 600/750/Daffodil/33/44/46 a Volvo 340/360: Nizozemsko-švédská cesta

Je to zajímavé, ale koncepci transaxle nabídla dávno před Porsche i Alfou Romeo v masivním měřítku nizozemská automobilka DAF. Ta je proslulá výrobou těžkých užitkových automobilů, které svého času i kralovaly na Dakaru, ovšem v letech 1959 až 1976 vyráběla vlastní malá osobní auta. Šlo o první vozy na světě s převodovkou s plynule měnitelným převodem (CVT) známou jako DAF Variomatic. Jednotku variátoru umístili konstruktéři před poháněnou zadní nápravu typu De Dion, a tudíž vlastně využili koncepci transaxle. Přenos pohonu od motoru na variátor se odehrával přes hřídel vložený ve větší (a tedy duté) trubky.

V roce 1976 převzalo štafetu švédské Volvo s novou řadou 340, později 360. Původně tato auta (model Volvo 343) kombinovala čtyřválec Renaultu s koncepcí transaxle a převodovkou CVT konstrukce DAF. Pozdější modely této řady dostaly manuální převodovky, ovšem koncepce transaxle, stejně jako zadní náprava De Dion, jim zůstala až do ukončení výroby v roce 1991.

Čtyřkolky pětkrát jinak: Opravdu jen pro lepší trakci?

Československý původ

Při vzpomínání na malá nizozemská volva, zapomenuté dafy či dodnes úžasně jezdící porsche a alfy romeo by bylo chybou opomenout ten úplný začátek. Koncepce transaxle totiž vznikla na prknech našich konstruktérů. A sice už v roce 1927 v dnes ji téměř neznámé automobilce Enka coby součást firmy F. Kolanda a spol., která měla svůj hlavní stan v pražských Kobylisích.

Nástupcem se staly vozy Aero 500, 662 a 1000. Následovaly i dnes známé Škody Popular z roku 1934 a následně Škoda Rapid, představená o rok později. Bohužel po válce i vinou světových změn a nástupu socialismu v Československu již další vývoj transaxle u nás nepokračoval.