Rodzaje układów napędowych

Wyróżniamy pięć rodzajów układów napędowych:

• układ klasyczny
• układ zblokowany (zespolony)
• układ centralny
• układ 4x4 
• układ hybrydowy

UKŁAD KLASYCZNY

Tutaj silnik jest umieszczony wzdłużnie (wał silnka jest umieszczony równolegle do kierunku jazdy) z przodu pojazdu a napęd przekazywany jest na tylną oś poprzez wał napędowy. Spotykany jest coraz rzadziej w samochodach osobowych klasy wyższej jak BMW, Mercedes czy Jaguar. Natomiast powszechnie występuje w samochodach cieżarowych.

Dzięki napędzaniu kół tylnych konstrukcja przedniej osi nie jest skomplikowana. Długość silnika jest tutaj nieograniczona stąd układ ten jest korzystny dla samochodów, gdzie montowane są silniki z liczbą cylindrów od 8 do 12. Przy obciążeniu bagażem zachowana jest równowaga między przodem i tyłem pojazdu. Konstrukcja skrzyni biegów nie jest skomplikowana, gdyż drążek zmiany biegów umieszczony jest bezpośrednio w skrzyni.

Konieczność poprowadzenia wału napędowego do tylnej osi wymaga podniesienia podłogi lub zbudowania w podłodze tzw. tunelu a to znacznie ogranicza przestrzeń dla pasażerów. Podczas jazdy na wprost napęd tylny powoduje niestateczność w kierowaniu pojazdem, co można jednak zniwelować odpowiednim ustawieniem przednich kół albo dobraniem odpowiedniej konstrukcji tylnego zawieszenia. Przy braku dociążenia tylnych kół podczas szybkiego pokonywania zakrętów może dojść do nadsterowności, czyli do "uciekania" tyłu pojazdu na zewnątrz zakrętu.

UKŁAD ZBLOKOWANY (ZESPOLONY) 

W tym układzie silnik, sprzęgło, przekładnia, skrzynia biegów, mechanizm różnicowy są umieszczone we wspólnej obudowie (stąd nazwa układu) przed, nad lub za przednią albo tylną osią pojazdu. Taka konstrukcja układu pozwala na zmniejszenie długości samochodu nawet o 300 mm w porówaniu z samochodem z klasycznym układem napędowym. Dlatego jest on stosowany powszechnie w obecnie produkowanych samochodach osobowych (układ zblokowany przedni).

Układ zblokowany przedni

Układ napędowy umieszczony jest z przodu pojazdu, gdzie silnik położony jest najczęściej poprzecznie a rzadziej wzdłużnie. Silnik umieszczony wzdłużnie wynika z ograniczonej szerokości pojazdu przez co niemożliwe jest umieszczenie poprzecznie silnika o dużej liczbie cylindrów. Z obudowy układu wysunięte są na boki pojazdu półosie napędzające przednie koła. Z kolei na półosiach montowane są przeguby załamujące półosie podczas skręcania kół. Napęd ten coraz częściej wykorzystywany jest w samochodach dostawczych, gdyż płaska podłoga części transportowej sprawia, że przestrzeń jest obszerniejsza i sprzyja to załadunkowi i rozładunkowi towaru.

Pojazd wyposażony w ten układ zachowuje dużą stateczność podczas jazdy na wprost dzięki "ciągnięciu" a nie "pchaniu" przez układ napędowy. Chłodnica znajdująca sie z przodu pojazdu skutecznie chłodzi silnik. Brak tunelu i wału napędowego pozwala na większy komfort podróżowania, a także znacznie obniża masę samochodu. Nieskomplikowana budowa tylnego zawieszenia zwiększa pojemność przetrzeni bagażowej w samochodzie osobowym. Obciążenie przez układ napędowy kół napędzanych i skrętnych wpływa na zwiększenie bezpieczeństwa jazdy.

Podczas pokonywania zakrętów może dojść do podsterowności, czyli wynoszenia przodu pojazdu na zewnątrz zakrętu. Co jest zaletą tego układu dla tylnego zawieszenia z kolei jest wadą dla przedniego zawieszenia, które jest skomplikowanej budowy, gdyż musi być dostosowane do skręcanych kół. Jazda po mokrej lub śliskiej nawierzchni przy całkowitym obciążeniu bywa utrudniona, gdy konieczne jest rozpędzenie pojazdu w celu pokonania wzniesienia. Bieżniki opon przednich zużywają się szybciej a przy tym nierównomiernie, ponieważ przednie koła służą do napędzania pojazdu a podczas skrętu mają różny kontakt z powierzchnią, której dotykają.

Układ zblokowany tylny

Układ napędowy znajduje się z tyłu pojazdu i napędza tylne koła. Silnik mocowany jest najczęściej wzdłużnie. Obecnie nie występuje w produkowanych samochodach poza marką Porsche. Najbardziej kojarzy się z Fiatem 126p. Po raz pierwszy został zastosowany w VW Garbusie. Powszechnie stosowany jest w autobusach miejskich, gdyż pozwala to na obniżenie podłogi autobusu, co jest wymagane dla przewozu osób niepełnosprawnych.

Układ ten zniknął praktycznie w samochodach osobowych ze względu na wiele wad. Silnik umieszczony z tyłu był niewystarczająco chłodzony a przy tym generował spory hałas w części pasażerskiej. Umieszczenie chłodnicy z tyłu wymagało dużego poboru mocy przez wentylator. Z kolei chłodnica umieszczona z przodu powodowała konieczność zastosowania długich przewodów doprowadzających ciecz. Przestrzeń bagażowa przeniesiona do przodu pojazdu była niewystarczająca a brak silnika z przodu zmniejszał bezpieczeństwo podczas zderzeń czołowych - pusta przestrzeń nie stawiała oporu podczas uderzenia. Krótki układ wydechowy był trudny do wytłumienia. Niekorzystny rozkład obciążeń, gdzie tył był dociążony a przód odciążony działał niekorzystnie na prowadzenie pojazdu zwłaszcza podczas warunków zimowych. Poza nadsterownością podczas pokonywania zakrętów występującą dla silników montowanych z tyłu jazda na wprost też nie była korzystna.

UKŁAD CENTRALNY

Silnik umieszczony jest tutaj tuż przed tylną osią pojazdu centralnie, co przyczynia się do lepszego rozłożenia środka ciężkości auta i obciążeń działająych na obie osie. Sprzyja to oczywście lepszemu prowadzeniu auta a co za tym idzie bezpieczniejszej jeździe. Niestety ten duży pozytyw wykorzystywany jest tylko w samochodach sportowych, gdyż miejsce zabrane przez silnik umożliwia jazdę tylko dla dwóch osób. Duża przestrzeń w tym miejscu samochodu pozwala na wzdłużne mocowanie silnika i wykorzystanie jednostek napędowych o dużej mocy. Dostęp do silnika i jego podzespołów jest jednak utrudniony. 

UKŁAD 4x4

To rodzaj napędu stosowany w samochodach sportowych i samochodach terenowych, gdzie napędzane są wszystkie koła pojazdu. Niesie ze sobą korzyści podczas jazdy na trudnych do pokonania terenach, ale zajmuje bardzo dużo miejsca, jest skomplikowany i kosztowny. Pozwala na równomierne zużycie opon, osiąganie lepszych przyspieszeń na niskich obrotach silnika a także na pokonywanie wzniesień niezależnie od stopnia obciążenia pojazdu. Układ ten może być stały lub dołączany.

W napędzie stałym moment obrotowy silnika przekazywany jest pomiedzy osiami poprzez centralny mechanizm różnicowy, który rozdziela częściowo napęd na przednią oś i częściowo na oś tylną w proporcji 50/50 albo innej dostosowanej do warunków terenowych.

W napędzie dołączanym stale napędzana jest jedna oś, do której w razie potrzeby kierowca może dołączyć drugą oś poprzez użycie ręcznej dźwigni lub za pomocą odpowiedzialnego za to przycisku. Nie ma tu centralnego mechanizmu różnicowego, co ogranicza stosowanie napędu dwóch osi tylko w trudnym terenie, gdzie prędkość jest niewielka. W innym wypadku nieodłączenie napędu na obie osie może doprowadzić do nadmiernego zużycia opon czy w najgorszym razie uszkodzenia układu napędowego. Napęd dołączany może być także automatycznie bez udziału kierowcy. Nad całym procesem czuwa wtedy specjalne sprzęgło zastępujące centralny mechanizm różnicowy.

UKŁAD HYBRYDOWY

To połączenie napędu z silnika spalinowego z napędem z silnika elektrycznego. Omówilismy ten rodzaj napędu przy okazji artykułu na temat rodzajów stosowanych obecnie silników.