artikel

Vierwielaandrijving in vele variaties (2004-02)

Techniek Premium

Onlangs behandelde AMT de voordelen van het door Mitsubishi gebruikte 4WD-systeem met een viscokoppeling als sperinrichting. Volgens mij vervalt het voordeel gedeeltelijk omdat ook het systeem toegepast op de Outlander pas gaat reageren nadat er toerentalverschil is geconstateerd door de koppeling. Het andere voordeel dat genoemd wordt (de vaste koppeling nadat er slip geconstateerd is) blijft natuurlijk wel bestaan. Mijn ervaringen met een Seat Leon met visco tussen voor en achteras, een Audi coupé quattro met torsen differentieel en een Passat W8 met ‘torque sensing’ differentieel laten grote verschillen zien in weggedrag. Continue vierwielaandrijving en nieuwe systemen van ‘4WD’ zijn bepaald niet één pot nat.

Afgezien van de prijs zijn de gebruiksomstandigheden van de auto doorslaggevend voor het type differentieel dat toegepast wordt. In gewoon Nederlands: wat is het voor auto en wat wil je ermee doen? Er zijn drie hoofdtypen 4WD-auto’s: personenauto’s voor de openbare weg, auto’s voor de openbare weg en het terrein en auto’s die alleen voor het terrein bedoeld zijn. Bij deze drie categorieën gaat het om maximale grip ook onder ongunstige omstandigheden. Het streven van de fabrikanten is tegenwoordig gericht op maximale grip van elk wiel. Torque Vectoring, dat willen zeggen: koppelverdeling, is het modewoord bij 4WD. Voorheen ging het meer om grip per as.

Het verkrijgen van maximale grip mag echter niet het bochtgedrag en het remmen negatief beïnvloeden. Dus zijn er tal van sensoren nodig om het gedrag en de positie van het voertuig vast te stellen en om de wil van de bestuurder zo optimaal mogelijk uit te voeren. Omdat het specifiek gewicht (het aantal kilogrammen per kW motorvermogen) daalt, worden voertuigen steeds dynamischer. Dat betekent weer dat tal van handelingen sneller moeten gebeuren, dus moeten ze elektronisch verricht worden. Vandaar de trend naar elektronisch geregelde aandrijfsystemen die in zeer korte tijd (minder dan 100 ms) het beschikbare aandrijfkoppel verdelen over de wielen met grip.

Diverse oplossingen

Naast het bekende ‘open’ differentieel, kennen we het sperdifferentieel met een platenpakket en het torsendifferentieel. Het open differentieel wordt toegepast bij 4WD in combinatie met het mechanisch afremmen van één of meer wielen als er slip optreedt. Dat is nodig omdat bij een open differentieel het aandrijfkoppel gaat naar het wiel met de minste grip. Het Limited Slip Differential (LSD) met platensper heeft een vast ingestelde waarde en lijkt op een open sper met permanent werkende rem. Het Torsendifferentieel maakt handig gebruik van het zelfremmend effect van het stel wormwielen. Het resultaat is dat het ingaand koppel ‘vanzelf’ gaat naar de as of het wiel met de meeste grip.

Kijken we naar de koppelingen dan onderscheiden we de platenkoppeling, de viscokoppeling en de Haldexkoppeling. Deze koppelingen kunnen zowel zelfstandig in aandrijfassen als in combinatie met een differentieel voorkomen. De viscokoppeling is niet van buitenaf beïnvloedbaar, de andere twee zijn dat wel. Vandaar hun toenemende populariteit, het elektronisch voertuigmanagement kan ze tijdens het rijden elektro-mechanisch of elektro-hydraulisch bedienen.

Ontwikkelingen gaan door

De door u geconstateerde verschillen tussen 4WD-auto’s met andere typen differentieels en aandrijfkrachtverdeling over de voor- en achterassen is verklaarbaar als we de karakteristieken van de differentieels en de koppelingen kennen. Zelfs bij rally-auto’s is het optimum nog niet gevonden, evenmin als bij de SUV’s. Bij het BMW X-Drive-systeem is het mogelijk het weggedrag snel en soepel te beïnvloeden door de aandrijfkrachten bij onderstuur volledig naar de achterwielen te sturen of bij overstuur volledig naar de voorwielen. De verwachting is dat gezien het dalende specifieke gewicht 4WD ook bij ‘wegauto’s’ zal toenemen.

Reageer op dit artikel