Z poniższego artykułu dowiesz się więcej na temat rozdziału napędu na poszczególne osie oraz koła w autach ciężarowych. Zapraszamy do lektury!
1. Rodzaje przeniesienia napędu na poszczególne osie.
To, jaki napęd może występować w danej ciężarówce, determinuje liczbę osi ciężarówki.
- W ciężarówkach dwuosiowych możliwy jest napęd tylko tylnej osi 4x2 lub napęd obu osi 4x4. Napęd 4x4 może być realizowany przez manualne dołączanie osi przedniej lub przez centralny mechanizm różnicowy.
- W ciężarówkach trzyosiowych możliwy jest napęd tylko jednej z tylnych osi 6x2, napęd obu tylnych osi 6x4 lub napęd wszystkich osi 6x6. Napęd 6x6 może być aktywowany przez manualne dołączanie osi przedniej lub realizowany stale przez centralny mechanizm różnicowy.
- W ciężarówkach czteroosiowych możliwy jest napęd tylko jednej z tylnych osi 8x2, napęd obu tylnych osi 8x4, napęd trzech osi 8x6 lub napęd wszystkich osi 8x8. W przypadku napędu 8x6 mamy dwa warianty - z napędzaną pierwszą przednią osią oraz z napędzaną drugą przednią osią. Napęd 8x6 i 8x8 może być aktywowany przez manualne dołączanie osi przedniej/przednich lub realizowany stale przez centralny mechanizm różnicowy.
Układy rozdziału napędu w pojazdach trzy i więcej osiowych o co najmniej dwóch osiach napędzanych możemy podzielić na równoległe i szeregowe.
- Równoległe - charakteryzują się tym, że do każdej osi napędowej moment napędowy dostarczany jest poprzez wał napędowy wychodzący ze skrzyni rozdzielczej. Stosowana w starszych rozwiązaniach samochodów ciężarowo-terenowych oraz w pojazdach wojskowych m.in. Studebacker US6, Praga V3S, STAR 660, STAR 266. Mechanizm różnicowy pomiędzy osiami podwójnymi nie występuje, co stanowi pewien problem przy jazdach na asfalcie.
Schemat blokowy dystrybucji napędu 6x6 w układzie równoległym
 | Oznaczenia: |
- Szeregowe - charakteryzują się tym, że dla osi środkowej/ych (w trzyosiowym chodzi o oś drugą, a w czteroosiowych chodzi o oś drugą i trzecią) moment napędowy dostarczany jest poprzez wał/wały napędowe wychodzące ze skrzyni rozdzielczej, a dla skrajnej/skrajnych osi napędowych (w trzyosiowym chodzi o oś ostatnią – trzecią, a w czteroosiowych chodzi o oś pierwszą i czwartą) moment napędowy dostarczany jest z osi środkowej/ych. Dystrybucja momentu napędowego pomiędzy osiami podwójnymi może odbywać się przez międzyosiowy mechanizm różnicowy wyposażony w blokadę. Rozwiązanie to jest najbardziej rozpowszechnione współcześnie zarówno w samochodach budowlanych, jak i ciężarowo-terenowych. W rozwiązaniu tym ta sama skrzynia rozdzielczo-redukcyjna może być zastosowana w różnych konfiguracjach napędu (np.: 4x4, 6x6, 8x6, 8x8, 10x10, 12x12).
Schemat blokowy dystrybucji napędu 6x6 w układzie szeregowym
| Oznaczenia: |
2. Podział napędów 4x4 ze względu na rozdział w skrzyni rozdzielczej.
a) napęd dołączany:
Schemat blokowy dystrybucji napędu 4x4, gdy napęd na przednią oś jest wyłączony - do jazdy na drogach asfaltowych
| Oznaczenia: |
Schemat blokowy dystrybucji napędu 4x4, gdy napęd na przednią oś jest włączony - do jazdy w terenie
| Oznaczenia: |
b) napęd stały i proporcje napędu pomiędzy osie:
Schemat blokowy dystrybucji napędu 4x4 z centralnym mechanizmem różnicowym - do jazdy na drogach asfaltowych
| Oznaczenia: |
Schemat blokowy dystrybucji napędu dla 4x4 z zablokowanym centralnym mechanizmem różnicowym - do jazdy w terenie
| Oznaczenia: |
Jak widzimy na powyższych schematach, dla jazdy terenowej w trudnych warunkach nie ma znaczenia czy mamy napęd 4x4 realizowany przez zablokowany centralny mechanizm różnicowy czy też napęd 4x4 realizowany jest przez manualne dołączenie osi przedniej. Różnica występuje tylko dla jazdy asfaltowej i jazdy terenowej w warunkach, w których blokada centralnego mechanizmu różnicowego nie jest potrzebna. Dzieje się tak dlatego, że przy stałym napędzie napęd 4x4 jest realizowany na wszystkie koła, a przy napędzie manualnie dołączającym przednią oś napęd jest realizowany tylko przez tylną oś.
W przypadku samochodów ciężarowych budowlanych i ciężarowo-terenowych ze stałym napędem wszystkich kół realizowanym przez centralny mechanizm różnicowy, bardzo istotną sprawą dla trakcyjności i stabilności pojazdu jest uwzględnienie rozkładu masy pojazdu pomiędzy oś przednią/osie przednie, a oś tylną/osie tylne (z uwzględnieniem pełnego załadunku oraz liczby kół przedniej/przednich i tylnej/tylnych osi, które mają przenosić napęd i naciski).
Proporcje napędu pomiędzy przodem a tyłem dla skrzyni rozdzielczej z centralnym mechanizmem różnicowym
| konfiguracja napędu | rodzaj pojazdu | rozkład DMC pomiędzy przód/tył | proporcję napędu pomiędzy przód/tył |
| 4x4 | osobowo-terenowe | 52:48% (dla masy własnej) | 48:52% |
| 4x4 | ciężarowe budowlane (podwójne koła na tylnej osi) | 38:62% | 31:69% |
| 4x4 | ciężarowo-terenowe (wszystkie pojedyncze koła) | 47:53% | 50:50% |
| 6x6 | ciężarowe budowlane (podwójne koła na tylnej osi) | 24:76% | 20:80% |
| 6x6 | ciężarowo-terenowe (wszystkie pojedyncze koła) | 33:67% | 40:60% |
| 8x8 | ciężarowe budowlane (podwójne koła na tylnej osi) | 38:62% | 31:69% |
| 8x8 | ciężarowo-terenowe (wszystkie pojedyncze koła) | 49:51% | 50:50% |
Samochody ciężarowe budowlane i ciężarowo-terenowe o tej samej konfiguracji napędu mają inne DMC, co skutkuje innym rozkładem DMC pomiędzy przodem i tyłem. W samochodach ciężarowo-terenowych nośność wszystkich osi jest taka sama, a w samochodach budowlanych osie tylne mają podwójne koła i większą nośność niż osie przednie. Jako że dla dobrej trakcyjności i stabilności proporcje napędu powinny być zbliżone do rozkładu DMC pomiędzy osie, to proporcje napędu w samochodach budowlanych i ciężarowo-terenowych znacznie się różnią dla poszczególnych konfiguracji napędu.
Jaki napęd wybrać - dołączany czy stały?
Napęd z manualnie dołączaną osią przednią warto wybrać w sytuacji, gdy samochód rzadko jeździ w warunkach, w których potrzebny jest napęd wszystkich kół. Jest też przydatny, gdy auto cały czas jeździ w bardzo trudnych warunkach, co przy napędzie stałym przez centralny mechanizm różnicowy wymagałoby zastosowania blokady tego mechanizmu. Przy napędzie dołączanym, gdy napęd przedniej oś nie jest dołączony, samochód ma mniejszą trakcję i stabilność na nawierzchniach śliskich (takich jak błoto, glina, śnieg czy lód). Momentem napędowym obciążane są tylko tylne osie, co może generować przeciążenia napędowe przy jazdach terenowych dla wszystkich elementów tylnego układu napędowego.
Napęd stały warto wybrać wówczas, gdy samochód jeździ w takich warunkach, że musi mieć napęd wszystkich kół, ale nie są to aż tak trudne warunki, aby wymagały załączenia blokady centralnego mechanizmu różnicowego. Napęd stały daje wtedy w warunkach terenowych nie tylko większą trakcję, ale także dużą stabilność (m.in. pojazd nie zsuwa się na nachylonych nawierzchniach) i pełną kierowalność. Załączenie blokady centralnego mechanizmu różnicowego nie zmniejsza trakcji, ale ogranicza stabilność i kierowalność. Dlatego jeżeli priorytetem jest stabilność i kierowalność, to najlepszym rozwiązaniem jest napęd stały bez załączonej blokady. Przy napędzie stałym cały układ rozdziału napędu jest obciążany momentem napędowym, co daje duży zapas na przeciążenia napędowe.
c) napęd dołączany hydraulicznie:
Napęd HydroDrive firmy MAN oraz HAD (Hydraulic Auxiliary Drive) firmy Mercedes polega na napędzaniu osi przedniej lub/i wleczonej poprzez czynnik roboczy jakim jest olej hydrauliczny. Przy napędzaniu kół danej osi w sposób hydrauliczny niepotrzebna jest skrzynia rozdzielczo-redukcyjna, jak i wał napędowy, półosie czy mechanizm różnicowy. Wpływa to na obniżenie masy o 400 kg oraz spadek zużycia paliwa w związku z masami wirującymi. Rozwiązanie to w przeciwieństwie do klasycznych rozwiązań nie powoduje zmiany wysokości podwozia, gdyż nie potrzebuje dodatkowego miejsca. Dlatego może być stosowane nawet w niskopodwoziowych ciągnikach siodłowych, ale skutecznością napędu (trakcją) nie dorównuje w/w napędom mechanicznym. Nie nadaje się zatem do zastosowań terenowych, ale w przypadku ciężarówek drogowych, które poruszają się po nawierzchniach zimowych czy samochodów budowlanych poruszających się po drogach utwardzonych jest w sam raz.
Schemat blokowy dystrybucji napędu hydraulicznego przedniej osi
| Oznaczenia: |
3. Blokady mechanizmów różnicowych.
a) blokady wzdłużnych (międzyosiowych) mechanizmów różnicowych:
Ilość blokad wzdłużnych mechanizmów różnicowych jest zależna od ilości wzdłużnych mechanizmów różnicowych, a ta zależy od liczby osi, rodzaju napędu oraz liczby osi napędzanych. Dla napędu stałego 4x4 jest tylko jedna blokada wzdłużnego mechanizmu różnicowego (centralnego mechanizmu różnicowego), a dla napędu 4x4 manualnie dołączającego przednią oś nie ma żadnej blokady mechanizmu różnicowego (gdyż nie ma ani jednego wzdłużnego mechanizmu różnicowego).
Schemat blokowy dystrybucji napędu stałego dla 6x6
| Oznaczenia: |
Dla powyższego schematu napędu występują dwie blokady wzdłużnych mechanizmów różnicowych - blokada centralnego mechanizmu różnicowego (znajdująca się w skrzyni rozdzielczej ze stałym napędem) oraz blokada międzyosiowego tylnego mechanizmu różnicowego (znajdująca się w środkowej osi). W środkowej osi znajdują się dwa mechanizmy różnicowe - jeden wzdłużny rozdzielający napęd pomiędzy tylne osie i jeden poprzeczny rozdzielający napęd pomiędzy koła środkowej osi.
Schemat blokowy dystrybucji napędu stałego dla 8x8
| Oznaczenia: |
Dla powyższego schematu napędu występują trzy blokady wzdłużnych mechanizmów różnicowych - blokada centralnego mechanizmu różnicowego (znajdująca się w skrzyni rozdzielczej), blokada międzyosiowego tylnego mechanizmu różnicowego (znajdująca się w trzeciej osi) oraz blokada międzyosiowego przedniego mechanizmu różnicowego (znajdująca się w drugiej osi). W trzeciej osi znajdują się dwa mechanizmy różnicowe - jeden wzdłużny rozdzielający napęd pomiędzy tylne osie i jeden poprzeczny rozdzielający napęd pomiędzy koła trzeciej osi. W drugiej osi znajdują się też dwa mechanizmy różnicowe (jeden wzdłużny rozdzielający napęd pomiędzy przednie osie i jeden poprzeczny rozdzielający napęd pomiędzy koła drugiej osi).
b) poprzecznych (osiowych)
Ilość poprzecznych blokad mechanizmów różnicowych jest zależna od ilości poprzecznych (osiowych) mechanizmów różnicowych, a ta zależy od ilości osi napędzanych. Dla napędu 4x2 występuje jedna oś napędzana i jeden mechanizm różnicowy, który w samochodach drogowych może opcjonalnie posiadać blokadę mechanizmu różnicowego, a w samochodach budowlanych ma ją obligatoryjnie. Dla napędu 4x4 mogą występować dwie blokady poprzecznych mechanizmów różnicowych (blokady tylnego i przedniego mechanizmu różnicowego). Samochody budowlane opcjonalnie mogą mieć przednią blokadę mechanizmu różnicowego, a samochody ciężarowo-terenowe mają tę blokadę obligatoryjnie.
Schemat blokowy dystrybucji napędu 4x4 z jedną blokadą osiową
| Oznaczenia: |
Schemat blokowy dystrybucji napędu 4x4 z dwoma blokadami osiowymi
| Oznaczenia: |
Schemat blokowy dystrybucji napędu 8x8 z 4 blokadami osiowymi
| Oznaczenia: |
Jak widzimy, dla napędu stałego 8x8 może występować łącznie 7 blokad mechanizmów różnicowych (3 blokady wzdłużnych mechanizmów różnicowych i 4 blokady poprzecznych mechanizmów różnicowych).
Rozróżnia się dwa rodzaje blokad mechanizmów różnicowych w samochodach ciężarowych:
- blokady z synchronizatorami (ciężarówki drogowe i budowlane),
- blokady kłowe (samochody ciężarowo-terenowe).
Wszystkie blokady mechanizmów różnicowych stosowane w samochodach ciężarowych są blokadami w 100% włączanymi przez kierowcę. Blokady mechanizmów różnicowych mogą być kłowe i z synchronizatorami. Załączone przez kierowcę blokady kłowe nigdy się nie wyłączają i nie włączają automatycznie. Załączone przez kierowcę blokady z synchronizatorami mogą być automatycznie rozłączane (m.in. gdy zacznie działać ABS lub przekroczy się określoną prędkość) i załączane (m.in. gdy przestanie działać ABS lub zanikło przekroczenie określonej prędkości). Blokady kłowe są przystosowane do większych obciążeń niż blokady z synchronizatorami, ale blokady kłowe trudniej się włączają i trudniej się wyłączają w porównaniu z blokadami z synchronizatorami.
Jakie są ogólne zasady operowania blokadami mechanizmów różnicowych?
Przełączanie napędu (blokady wzdłużne i poprzeczne) odbywa się zazwyczaj poprzez przełącznik obrotowy, co umożliwia uzyskanie logicznej sekwencji włączania coraz to nowych blokad w stosunku do coraz cięższych warunków poruszania się i odwrotnie. Liczba blokad to od 1 do 7 (w zależności od liczby osi i blokad poprzecznych) dlatego układ logicznej sekwencji pomaga nad łatwym zapanowaniem nad blokadami i zapobiega pomyłkom w operowaniu poszczególnymi blokadami (mogłoby to spowodować poważne awarie).
Kolejność załączania blokad dla różnych konfiguracji napędu
| konfiguracja napędu | liczba blokad | ilość ustawień | kolejność załączania |
| 4x4 | 3 | 3 | centralna-międzyosiowa, tylna osiowa i przednia osiowa |
| 8x4 i 6x4 | 3 | 3 | międzyosiowa tylna i obie osiowe tylne równocześnie |
| 8x6 i 6x6 | 5 | 3 lub 4 | obie międzyosiowe równocześnie (centralna i tylna), obie osiowe tylne równocześnie i przednia osiowa lub obie międzyosiowe włącza się oddzielnie (np.: tylna a następnie centralna), obie osiowe tylne równocześnie i przednia osiowa |
| 8x8 | 7 | 3 lub 5 | trzy międzyosiowe równocześnie (centralna, tylna i przednia), obie osiowe tylne równocześnie i obie osiowe przednie równocześnie lub każdą międzyosiową włącza się oddzielnie, obie osiowe tylne równocześnie i obie osiowe przednie równocześnie |
Zasadą naczelną operowania blokadami jest to, że na początku włącza się wszystkie blokady wzdłużne (międzyosiowe), a następnie można załączyć blokady poprzeczne (osiowe).
Blokady międzyosiowe mogą być załączane równocześnie lub w różnej kolejności w zależności od tego czy mamy napęd dołączany (dołączanie przedniej/przednich osi) czy napęd stały wszystkich osi np.:
- kolejność dla 8x8 przy napędzie dołączanym – blokada centralna (aby dołączyć napęd przednich osi), tylna, przednia,
- kolejność dla 8x8 przy napędzie stałym – tylna, przednia i centralna.
Blokady osiowe na osiach składowych osi zespolonej są załączane równocześnie np.: 2 blokady osiowe dwóch tylnych osi lub 2 blokady osiowe dwóch przednich osi. Blokady osiowe tylnych osi są załączane przed załączeniem blokad osiowych przednich osi.
Trzeba sobie zdawać sprawę, że załączenie blokad mechanizmów różnicowych wpływa na pogorszenie kierowalności pojazdu wprost proporcjonalne do liczby załączonych blokad. Z tego wzgledu należy włączać tylko tyle blokad ile wymaga sytuacja.
Kierowalność dla 8x8 przy napędzie stałym:
- brak włączonych blokad - pełna kierowalność,
- przy blokadzie tylnej międzyosiowej - bardzo mało ograniczona kierowalność,
- przy blokadzie przedniej międzyosiowej - mało ograniczona kierowalność,
- przy blokadzie centralnej międzyosiowej - ograniczona kierowalność,
- przy blokadach tylnych osiowych - bardzo mała możliwość kierowania pojazdem,
- przy blokadach przednich osiowych - brak możliwości kierowania pojazdem.
Sprawdź naszą ofertę opon ciężarowych
O autorze...
Dariusz Wojdas - mgr inż. mechaniki o specjalności samochodowej, absolwent Politechniki Śląskiej, Politechniki Opolskiej i Wyższej Oficerskiej Szkoły Samochodowej. Od ponad 20 lat licencjonowany kierowca rajdowy, ekspert od samochodów sportowych, terenowych i z napędem 4x4 (cywilnych, sportowych, rajdowych i wojskowych).