Hnací hřídel – podrobně rozebereme konstrukci a poruchy video » AutoNovator

Co je to? Hnací ústrojí automobilu určuje, jak se energie motoru přenáší na kola. Existují vozidla s pohonem předních kol, pohonem zadních kol a pohonem všech kol. Podle toho se uvede do pohybu přední náprava, zadní náprava nebo obě najednou. Poslední možnost má své vlastní technické vlastnosti. Který z nich si vyberete? Debata o tom, který pohon je lepší, nikdy neutichne. I když má dnes většina aut pohon předních kol, automobilky stále používají jiná provedení.

• Vlastnosti vozidla
• Auto s pohonem zadních kol
• Auto s pohonem předních kol
• Typy vozidel s pohonem všech kol
• Co říkají automobiloví nadšenci o pohonu auta

Vlastnosti vozidla

Který pohon kol v autě je pohodlnější a efektivnější? Zkusme na to přijít, ale nejprve si pojmenujme určující faktory.

Ukazatel stability souvisí s tím, do jaké míry je vůz schopen udržet původně nastavený směr pohybu bez dodatečných ovládacích manipulací ze strany řidiče, tedy bez seřizování volantu, sešlápnutí plynu nebo brzdy atd. Hlavní efekty, na kterých záleží, jsou, zda bude vůz za těchto okolností náchylný k převrácení a zda dojde k bočnímu prokluzu kol.

Dalším ukazatelem je schopnost otáčení. Vyznačuje se schopností automobilu měnit směr pod vlivem bočních vlivů (například větru). Volant musí být upevněn. Pokud se pohybujete v oblouku (se stacionárním volantem):

• zvětšuje se poloměr otáčení, pak to znamená, že řízení je nedostatečné;
• poloměr se zmenšuje, což znamená přetáčivost;
• poloměr zůstává nezměněn, což znamená, že zatáčení je neutrální (ideální).

Nedotáčivost je výhodnější než přetáčivost, protože při jízdě v oblouku o větším poloměru se snižuje účinek odstředivých sil a vůz získává lepší kontrolu. Navíc jasná změna trajektorie pohybu s určitým vektorem silového působení odpovídá logice, a proto je výsledek kontroly předvídatelnější.

U moderních automobilů je přední náprava obvykle hnací nápravou. To znamená, že tažnou sílu od motoru přijímají přední kola. Ukazuje se, že přední kola potřebují ke ztrátě trakce mnohem menší sílu než například zadní.

Auto s pohonem zadních kol

Když motorová vozidla na bázi spalovacích motorů teprve dělala první nesmělé krůčky (koncem 2. století), nebyla otázka, která kola vyrobit ta hnací, nejpalčivější. V té době prostě neexistovaly technologie, které by umožňovaly přenos točivého momentu na kolo v pohyblivé vertikální rovině (zejména na dvě najednou – plošná výroba a montáž diferenciálů do aut by začala až ve 30. letech). Proto se tehdejším vynálezcům zdálo docela rozumné udělat ze zadní nápravy (nebo spíše dokonce z jednoho kola) hnací nápravu.

Některé převodovky byly navíc poháněny řemenem, a proto byl motor namontován blízko samotné nápravy, v rámci základny. V důsledku toho se těžiště automaticky posunulo dozadu a volanty byly podtížené.

Zadní uspořádání vzniklo v 1910. Tento vynález patří Louisi Renaultovi. Přišel s kardanovou převodovkou, která umožňovala pohodlně vůči sobě polohovat pohonnou jednotku, převodovku a hnací nápravu. Toto uspořádání se osvědčilo – obliba pohonu zadních kol u automobilů začala upadat až v polovině 50. let minulého století souhrou faktorů – aspirací automobilek. Některé výhody pohonu zadních kol už ale nutí mnoho automobilových nadšenců vybírat modely s ním. Pojďme si vyjmenovat výhody vozů s pohonem zadních kol:

• Rovnoměrné rozložení hmoty.
• Předvídatelné zatáčení díky neutrálnímu řízení.
• Rovnoměrnější spotřeba prostředků brzdového systému.
• Snadné ovládání v kritických situacích: intuitivní akce řidiče, když se snaží dostat ze smykové situace, se shodují s logikou správných akcí. V důsledku toho je mnohem snazší vyhnout se nouzové situaci.
• Dynamika zrychlení je mnohem lepší než u vozů s pohonem předních kol stejného výkonu a hmotnosti.
• Menší šance na uklouznutí při rozjezdu (když řidič šlápne na plyn, auto trochu podřepne zadní kola).
• Menší šance na uklouznutí při stoupání do kopce, protože větší zatížení dopadá na hnací kola, proto se zvyšuje koeficient adheze.
• Poloměr otáčení vozidel s pohonem zadních kol je menší než u vozidel s pohonem předních kol.

Existují však i nevýhody:

• Konstrukce s pohonem zadních kol nutně zahrnuje kardan, jehož tunel zabírá užitečný prostor v prostoru pro cestující.
• Terénní podmínky nejsou nejlepším prostředím pro řízení vozidla s pohonem zadních kol. Auta s pohonem předních kol zde prokazují lepší průchodnost terénem (bez smyku).

Auto s pohonem předních kol

Samozřejmě, na úsvitu rozvoje automobilového průmyslu si vynálezci těch let prostě nemohli pomoci, než vyzkoušet všechna návrhová schémata pro uspořádání prvních sériových automobilů. Výjimkou nebyl ani princip přenosu točivého momentu na přední kola, která byla tak úspěšně zatěžována motorem, že sliboval zvýšenou přilnavost pneumatik k vozovce. Tento princip byl poprvé testován v roce 1929.

Zkušenosti ukazují, že vozy s pohonem předních kol jsou levnější a mají větší vnitřní komfort.

Umístění motor-převodové jednotky u vozidel s pohonem předních kol je kompaktnější než v případě přenosu točivého momentu na zadní nápravu. Aby však tato kompaktnost (nebo přeplněnost jednotek) nezpůsobila žádné provozní problémy, jsou u vozidel s pohonem předních kol přísně dodržována následující uspořádání:

• Sekvenční uspořádání motoru – převod umístěný na jedné ose.
• Paralelní rozložení, kdy je pohonná jednotka umístěna ve stejné výšce jako převodovka, ale jejich vzájemná poloha je rovnoběžná.
• Uspořádání podlahy: převodovka je umístěna pod motorem.

Nutno podotknout, že vozy s pohonem předních kol jsou hospodárnější ne proto, že by neměly kardan nebo tunely. Prostě přední náhon je kompaktní, a proto se původně vždy používal u vozů skromných rozměrů, které bývají levné. Odtud pochází tento stereotyp.

Jaké výhody může čekat řidič vozu s předním náhonem?

• Užitečnější vnitřní prostor díky absenci tunelů pro kardan.
• Vozidlo s pohonem předních kol má lepší průchodnost terénem.
• Na kluzké vozovce má vůz lepší ovladatelnost (menší pravděpodobnost smyku).

A zde jsou nevýhody:

• Do karoserie se přenáší více vibrací od motoru a převodovky (kvůli přetížení přední nápravy).
• Poloměr otáčení je výrazně větší než u vozů s pohonem zadních kol (ostatně závěs na kolech je kombinován s řídicím ústrojím).
• Vysoké náklady na opravy (kvůli přeplněnému umístění motoru, převodovky, diferenciálu a součástí řízení).

Typy vozidel s pohonem všech kol

Pohon všech kol je, kdy je točivý moment motoru distribuován na všechna kola vozu bez výjimky. Tento typ pohonu může být:

• trvalé (na plný úvazek) – každé kolo vytváří hnací sílu;
• připojitelné (na částečný úvazek) – jedna z náprav (obvykle zadní) může být při odpojení poháněna;

Jízda na částečný úvazek

Mechanická spojka se nasune na sekundární hřídel převodovky, v důsledku čehož se zadní náprava stává zároveň nápravou hnací. (Přední náprava zůstává po celou dobu hnací nápravou).

A zde je třeba poznamenat hlavní vlastnost diferenciálu. Musí přerozdělovat točivý moment mezi hnací kola, která se v zatáčce ubírají různými cestami.

Ale nejen jednotlivá kola, ale i páry kol umístěných na stejné nápravě urazí různé celkové dráhy. Cesta není dokonale hladká – všude jsou nerovnosti nebo prohlubně, které zvětšují dráhu kola, potažmo celé nápravy vůči druhému. Je to velmi malý nárůst, ale je tam.

Spojka pevně spojuje dvě nápravy dohromady a každý pár kol je vystaven namáhání souvisejícím s podmínkami vozovky. V terénu tato nevýhoda není patrná – auta s pohonem na částečný úvazek mají fantastickou průchodnost terénem. Ale v městských podmínkách, kdy je povrch převážně asfaltový, vede nedostatek rozlišení hnacích momentů mezi nápravami k následujícím jevům:

• rychlé opotřebení pneumatik;
• časté poruchy přenosu;
• ztráta kontroly při složitém manévrování.

Přesto vozy s pohonem na částečný úvazek zůstávají pro mnoho automobilových nadšenců velmi žádoucí. Jedná se o džípy Toyota Land Cruiser, Nissan Patrol, Suzuki Jimny a také pickupy Ford Ranger a Nissan Navara. Navíc se kvůli nízkým nákladům na takový pohon montuje na vojenská vozidla.

Jízda na plný úvazek

Jedná se o nejsložitější, a proto nejdražší formát disku.

Představte si výše popsaný pohon na částečný úvazek a přidejte mezinápravový diferenciál mezi převodovku a kardanovou hřídel, abyste vyhladili všechny ty mechanické „rozpory“ způsobené vlastnostmi tvrdého povrchu vozovky. Pokud vezmete v úvahu, jak by měl být tento diferenciál umístěn, stává se to komplikovaným a k tomu byste měli přidat i mechanismus uzávěrky nápravy, abyste zvýšili průchodnost terénem na částečný úvazek.

Převodový prvek, který obsahuje středový diferenciál se všemi ovládacími mechanismy, se nazývá rozdělovací převodovka. Vede k němu kardanový hřídel od převodovky a od něj 2 kardanové hřídele – k přední a zadní nápravě. Ukázalo se, že je to komplikované, drahé, a co je nejdůležitější, takový počet dalších jednotek neprojde, aniž by zanechal stopu na zatížení motoru. Stává se vyšší, a to se projevuje především v mnohonásobném zvýšení spotřeby paliva!

A přesto počet lidí, kteří si chtějí pořídit auta s pohonem všech kol, rok od roku neklesá. Výrobci se snaží tuto poptávku uspokojit tím, že na trh uvádějí nové modely, obvykle prémiové (Mercedes Gelendewagen) nebo alespoň špičkové (Mercedes M-class).

Čtěte také!

Pro dosažení lepší kontroly nad takto objemným systémem se výrobci snaží přerozdělit trakční moment mezi nápravy (např. jako je tomu u modelu Mercedes-Benz 4Motion – 30/70 mezi přední a zadní nápravou). U modelu Honda SH-AWD byl testován netradiční přístup: při nájezdu do zatáčky se téměř 70 % točivého momentu přerozdělí ve prospěch zadního vnějšího kola – smyk je v tomto případě téměř nemožný.

Pohon všech kol

Je to vyvinutý pohon na plný úvazek.

V podstatě přidáváme kluznou spojku na plný úvazek na kardanovou hřídel zadní nápravy a voila. Toto je však pouze obecný princip a stále existuje mnoho nuancí. Všechny v současnosti představují režimy připojení tažné síly k nápravě nebo uzávěrky mezinápravového diferenciálu, které jsou řízeny elektronickou jednotkou.

V kabině samozřejmě nechybí ani ovladače převodovky AWD, ale je nepravděpodobné, že by řidič dokázal zařadit uzávěrku diferenciálu tak efektivně a včas, jako to udělá počítač, když zaznamená prokluz jakékoli nápravy.

Hlavní náprava u takového pohonu je obvykle přední a v případě potřeby se připojuje zadní. Zatížení je v tomto případě rozloženo v poměru 60/40 ve prospěch přední nápravy.

Další variantou pohonu všech kol je bezdiferenciální. Místo toho je instalována elektrická nebo hydraulická spojka, která umožňuje prokluz, a tím volně spojuje nápravy k sobě, přičemž zcela rozděluje zatížení. Zlepšila se ovladatelnost vozidla a zároveň se snížily náklady a složitost převodovky.

Jenže právě mezinápravová spojka je hlavní slabinou pohonu AWD. Nese všechna přetížení, a proto poměrně rychle selhává v důsledku trvalého tření. Odtud pocházejí doporučení designérů – minimalizovat jízdu v terénu, kdykoli je to možné. Proto vozy s pohonem všech kol s takovou převodovkou dostaly mezi lidmi hanlivou přezdívku „SUV“.

Vozidla s pohonem všech kol jsou obvykle vybavena automatickým spínačem pohonu všech kol. Řidič může po projetí terénním úsekem zapomenout odblokovat spojku. Elektronická jednotka však v režimu pohonu všech kol hlídá rychlost jízdy a při jejím překročení se automaticky odpojí.

Pohon AWD je instalován na modelech jako Renault Duster, Nissan Terrano, Mitsubishi Outlander, Toyota RAV4, Kia Sportage atd.

Na rozdíl od pohonu na plný úvazek je pohon AWD mnohem hospodárnější jak z hlediska nákladů, tak z hlediska spotřeby paliva. Elektronická jednotka přebírá veškerou práci s výběrem optimálního režimu převodu. Řidičovi zbývá jen užívat si svobody řízení.

Nemůžeme ale slevit z nedostatků systému: u AWD je nejsložitějším prvkem hydraulická nebo elektromechanická spojka, kterou nelze vůbec opravit, ale pouze vyměnit. Je to drahé. Navíc spojky jsou mnohem méně spolehlivé než starý dobrý (i když objemný) diferenciál.

Jak vidíte, vozidla s pohonem všech kol se mnohem lépe ovládají než vozidla s pohonem předních nebo zadních kol. Pohon všech kol prakticky eliminuje možnost smyku, poskytuje vysokou dynamiku a žádný prokluz na žádné silnici. A elektronické řídicí jednotky motoru efektivně a optimálně rozdělují točivý moment mezi nápravy a kola, čímž zajišťují vynikající směrovou stabilitu a zatáčení.

Z nedostatků samozřejmě nelze slevit. To zahrnuje další prvek v podobě rozdělovací převodovky, přídavná ovládací a řídicí zařízení a nepotřebnou elektroniku. To vše je drahé a mnohem obtížnější na opravu. Navíc, aby se všechny tyto spojky, diferenciály a kardany roztočily, je potřeba hodně paliva navíc.

Vozy s pohonem všech kol jsou tedy dražší, takže nejčastěji prémiové nebo střední úrovně (výjimkou je domácí Niva). Pak ale vyvstává otázka: jak často jezdí řidiči tak drahých aut na zjevných terénních podmínkách? To určitě ne, nejvíc budete muset opravdu překonat závěj při parkování na chodníku.

Ukazuje se, že pohon na plný úvazek neboli AWD je jen prestižní, drahé „zvonky a píšťalky“. Ale ve skutečnosti je potřeba pouze na rámových SUV určených pro jízdu v terénu.

Co říkají automobiloví nadšenci o pohonu auta

Kdo potřebuje tu zadní?

„Jakmile se objevily levné CV klouby, pohon předních kol se okamžitě stal mega-populárním. No a pohon všech kol také. Uspořádání pohonu předních kol je objektivně levnější, protože převodovka a rozvodovka jsou ve skutečnosti umístěny v jediném krytu. A zadní náprava je pro sběratele starožitností a znalce klasiky raritou.“

Mýty o pohonu zadních kol

„Mnoho lidí se prostě bojí sednout za volant auta se zadním náhonem, zvláště v zimě. Ale strach má velké oči. Ve skutečnosti na tom není nic nebezpečného ani těžkého, pokud ovšem nechcete driftovat na ledu. Jezděte opatrně a auto vás překvapí svou ovladatelností. Mimochodem, přední náhon při rozjezdu často škube volantem – jaká radost!“

Výhody pohonu předních kol

„Nejprve jsem 5 let jezdil v autě s pohonem zadních kol, pak jsem přešel na auto s předním náhonem a ocenil jsem ten rozdíl. Pohon předních kol dělá řízení mnohem méně obtížným. S pohonem zadních kol je třeba před manévrem přemýšlet a vyhodnotit situaci (bude to smyk / nebude to smyk), ale pohon předních kol možná vytáhne všechno ven – stačí, abyste si uvědomovali, že na předních silnicích je více nebezpečné jízdy.“

Čtěte také!

Vliv technologie

„Je obtížné kategorizovat moderní auta podle jejich jízdních vlastností. Mají nainstalované tolik různé elektroniky, která zabrání smyku, zablokuje nápravu a zajistí směrovou stabilitu. Takže pokud by existovala přesnost, kontrola by již existovala.“

To nejlepší

„Miluji pohon všech kol! Nezáleží na tom, jestli tam je silnice nebo ne – stejně to projedu!“

Sečteno a podtrženo: Pohon předních kol je nejlepší, pokud obvykle jezdíte v klidu bez jakýchkoli intenzivních, nebezpečných manévrů. Tento typ pohonu je levnější a má nižší provozní náklady. Kromě toho je v kabině skutečně více místa. Pohon zadních kol ocení příznivci rychlé jízdy. Takové auto zrychluje jistěji a ve vysokých rychlostech je stabilnější.

Pohon všech kol se vyznačuje absolutní průchodností terénem a také nejvyšší ovladatelností na kluzkém povrchu. Taková auta jsou většinou dražší, těžší a náročnější na údržbu, ale jsou prestižní. Obecně je jedno, jaký má auto pohon. Hlavní je zručný a sebevědomý styl jízdy.

Hnací hřídel, přední pravý, přední levý – to vše je součástí automatické převodovky. V současné době si automatická převodovka aktivně získává popularitu mezi začínajícími automobilovými nadšenci. A zkušení řidiči se také nebrání přechodu na automatickou převodovku. Pojďme pochopit princip fungování automatické převodovky.

Jednotky automatické převodovky – jaký je základ jejího fungování?

Účel této jednotky je stejný jako u manuální převodovky (MCP) – převádět a měnit směr točivého momentu. Automatické převodovky se liší počtem převodových stupňů, existují také různé způsoby řazení a existují různé typy spojek. Podívejme se blíže na zařízení automatické převodovky. První částí je měnič točivého momentu, slouží k zajištění transformace převodu při točivém momentu. Ke své práci využívá pracovní tekutinu. Pokud vezmete automatickou převodovku, pak používá hotový převodový olej.

Dále se podívejme na planetovou převodovku, což je jednotka, která zahrnuje „centrální kola“, satelity a korunová kola. Tato převodovka je hlavní jednotkou v automatické převodovce. Ale hydraulický řídicí systém je komplex, který je určen k ovládání výše popsané převodovky. Součástí je i pružná hnací hřídel, nákres tohoto systému speciálně pro váš vůz vám nejlépe pomůže pochopit problematiku jeho fungování, protože každý výrobce má svůj vlastní konstrukční prvek.

Hnací hřídel – konstrukce a funkce

Systém automatické převodovky obsahuje také řadu ložisek, která mohou způsobit poruchu celé převodovky. Například jedním z takových životně důležitých prvků pro automobil je mezilehlé uložení hnacího hřídele. Pokud se jedno ložisko rozbije, samozřejmě to nepovede k ničemu vážnému, ale přesto není jízda s hlasitým hučením zpod kapoty příliš příjemná. Dalším detailem, který stojí za pozornost, je sada závěsů bez tohoto designového prvku. Právě ta zajišťuje rovnoměrný přenos tažných sil, které dopadají na hnací kola.

Nejčastěji selhávají klouby hnacího hřídele kvůli netěsné botě. Porucha této části je okamžitě viditelná, při jízdě pocítíte, jak nerovnoměrně je hmotnost vozu rozložena na kola. Samozřejmě nejprve musíte zkontrolovat tlak v pneumatikách a poté řešit automatickou převodovku. Těsnění a manžeta hnacího hřídele, obecně velmi podobné svými účelovými prvky, mohou také selhat, navzdory jednoduchosti zařízení. Nejčastější problém: těsnění začne prosakovat.

Pokud vám něco kape pod kapotou, jako první zkontrolujte olejové těsnění. Žádné další problémy zatím nepocítíte, ale postupem času se celá automatická převodovka stane nepoužitelnou.

Co dělat, když je potřeba opravit hnací hřídel?

Oprava hnacích hřídelí se provádí výměnou jednoho nebo druhého dílu. Nemůže se stát, že by se porouchala celá automatická převodovka. Často se rozbije jen jedna část a vaším úkolem je ji najít.

Často to není tak jednoduché, někdy musíte vyměnit všechny díly, abyste našli zdroj problému. Když se součástka rozbije, má samozřejmě svůj specifický „rukopis“. Všechny hlavní body členění určitých částí jsme popsali výše.

Ve všech automobilkách před montáží nového modelu auta pro něj samostatně montují převodovku. Z toho by bylo velmi logické vyvodit, že každé auto má svou vlastní zvláštnost v automatické převodovce. Mnoho automobilových nadšenců se při výběru nového vozu dívá na výpočet hnacího hřídele, ten je součástí specifikace, která udává, jak přesně automatická převodovka v daném modelu funguje. Tento výpočet vám také velmi pomůže v budoucnu, až se pustíte do oprav nebo plánujete výměnu jakýchkoli dílů.