Neliveto

 

 

Neliveto on keksintönä jo varsin vanha. Ensimmäiset 1900-luvun alussa sotilaskäyttöön rakennetut nelivetoautot toimivat muun muassa tykinvetäjinä. Tällaisia amerikkalaisvalmisteisia kuorma-autoja käytettiin ensimmäisessä maailmansodassa.^lähde? Kaikkein tunnetuin nelivetoauto lienee kuitenkin Willys Jeep, joka tuli tunnetuksi toisesta maailmansodasta.

Ensimmäinen mekaanisella nelivedolla varustettu henkilöauto (ja kilpa-auto) oli Spyker 60 H.P., auton rakensivat hollantilaiset veljekset Jacobus ja Hendrik-Jan Spijker vuonna 1903. Daimler-Benz on myös rakentanut nelivetoisen ajoneuvon vuonna 1907.

Ensimmäinen dieselkäyttöinen nelivetoinen maastohenkilöauto oli vuonna 1933 esitelty Mitsubishi PX-33 prototyyppi. Mitsubishi on valmistanut Mitsubishi Pajero-maastoautoa vuodesta 1982. Ensimmäinen henkilöauto, jossa nelivetoa käytettiin, oli vuonna 1966 esiteltyyn Jensen Interceptoriin perustuva Jensenin FF-malli. Ensimmäinen massavalmistaja, joka valmisti nelivetoja on Subaru. Se esitteli vuonna 1972 Leone 4WD -mallin. Vuonna 1980 myös AMC esitteli kokonaisen malliston (Eagle sedan, coupe ja farmari), johon oli saatavilla neliveto.

Vaikkakin Subaru aloitti ensimmäisenä maailmassa tavalliseen käyttöön soveltuvien nelivetoisten henkilöautojen tuotannon jo 70-luvulla, nelivetoiset henkilöautot eivät tulleet eurooppalaisten autoilijoiden suosioon ennen kuin 1980-luvulla Audi Quattron rallitoiminnan myötä. 1980- ja 1990-luvuilla Subaru ja Audi kävivät kiivasta taistoa markkinajohtajan asemasta Euroopassa nelivetoisten henkilöautojen myynnissä. Audi oli vahvempi tavallisten, asvaltilla ja pitävillä pinnoilla ajamiseen käytettävien avustavien nelivetoisten henkilöautojen kohdalla, ja Subaru taasen osaltaan söi markkinoita niin sanotuilta oikeilta maastoautoilta sillä Subarun henkilöautomalleistakin löytyi ominaisuuksia myös huonommassa maastossa liikkumista varten. Nelivetoisten autojen suosiota ovat useat valmistajat pyrkineet lisäämään muun muassa kaupunkimaastureiden avulla.

Neliveto voidaan toteuttaa hyvin monenlaisella tekniikalla. Alun perin nelivedon perustana oli normaali takaveto, johon lisättiin erillinen jakolaatikko. Jakolaatikon yhteydessä oli lisäksi ylimääräinen pienellä välityssuhteella oleva alennusvaihde sekä nelivedon kytkentä. Alennusvaihde mahdollisti maastossa tai huonolla tieuralla hitaan etenemisen. Noissa oloissa ei tarvita voimaa vaan maltillista menoa, koska auto keikkuu epämukavasti jos vauhtia on liikaa - kuten voi olla ykkösvaihteellakin, jos alennusvaihde(laatikkoa) ei ole.

Ensimmäiset maastoautoissa käytetyt nelivedot toimivat ilman keskitasauspyörästöä. Tällainen ns. jäykkä neliveto on tarkoitettu jäiselle, lumiselle ja hiekkaisille teille ja maastoon. Rakenne ei kuitenkaan sovellu hyvin jatkuvaan käyttöön vaan kuljettajan on päätettävä koska tien pinta soveltuu nelivedolla ajoon, koska molemmille akseleille menevät kardaaniakselit pyörivät samalla nopeudella. Kääntyessä ajoneuvon pyörät kulkevat eri matkan, ja tällöin jonkin pyöristä on luistettava jotta voimansiirto ei rasittuisi. Ainakin pienellä nopeudella ajettaessa luistava pyörä on sisäkaarteen puoleinen takapyörä - mikäli kaikilla pyörillä on sama kitka, esimerkiksi kuivalla asfaltilla jyrkkä käännös rasittaa voimansiirtoa suuresti. Tällaisessa rakenteessa nelivetoa tulisikin käyttää vain kun tienpinta on liukas tai on mahdollisuus juuttua kiinni, mutta rakenne ei estä ajamasta maantienopeuksia nopea neliveto kytkettynä.

Kuljettajan kannattaa aina muistaa, että vaikka liikkeellelähtö liukkaalla kelillä helpottuu nelivedon avulla, se ei lainkaan lyhennä jarrutusmatkaa.

Normaaliajoon soveltuvasta nelivedosta voitiin puhua vasta sen jälkeen kun lukolliselle nelivedolle keksittiin teknisiä vaihtoehtoja. Kun nelivedot alkoivat esiintyä normaaleissakin henkilöautoissa 1980-luvulla, oli niissä lähes kaikissa voimanjako etu- ja taka-akselin välillä toteutettu viskokytkimellä.

Tämän keksinnön ansiosta nelivedosta tuli myös normaaliajoon hyvin soveltuja ja se alkoi saavuttaa laajempaakin suosiota. Fyysisesti pienikokoisella viskokytkimellä on kaksivetoinen auto suhteellisen helppo muuttaa nelivetoiseksi. Viskokytkin korvaa samalla myös keskitasauspyörästön lukkoineen. Viskokytkimen toiminta perustuu öljyn jäykistymiseen ja voimanjakosuhde akselien välillä voi pitävällä alustalla olla korkeintaan 50/50.

Uudemmissa järjestelmissä viskokytkin on korvattu esim. Haldex-kytkimen nimellä kulkevalla kitkakytkimellä (esim. Volkswagen Golfissa käytetty 4Motion). Viskokytkimeen verrattuna tämä elektronisesti ohjattu lamellikytkin toimii nopeammin ja sen toimintaa voidaan ohjata elektronisesti. Normaalisti auto on usein kaksivetoinen ja neliveto tulee mukaan vain kun sitä tarvitaan.

Kun puhutaan nelivetoautoista, joissa on jatkuva neliveto, tarkoitetaan tekniikkaa, jossa on itselukittuva mekaaninen tasaus tai täysin avoin keskitasauspyörästö. Audi aloitti henkilöautojen nelivetovallankumouksen vuonna 1980 tuomalla markkinoille Audi Quattro-mallinsa. Audeissa oli vuoteen 1987 saakka avoin keskitasauspyörästö, jonka yhteydessä alipainetoiminen lukitsin keskelle ja taakse.

Itselukittuvista yleisin on Torsen. Torsen-tasausta käytetään muun muassa kaikissa VW-konsernin pitkittäismoottorisissa nelivetorakenteissa (esim. Audi A4-mallissa käytetty quattro). Torsen-järjestelmässä erityiset matopyörät jakavat voiman akseleille. Torsen (Torque Sensing) tunnistaa vääntömomentin tarpeen akseleiden välillä. Se ohjaa momenttia sinne, missä sitä enemmän tarvitaan. Ensimmäisen sukupolven Torsen-pyörästöjen vetosuhde vaihtelee portaattomasti välillä 25:75 ja 75:25. Haittapuolena kuitenkin on, että toisen akselin ollessa täysin ilmassa, pääsee voima vuotamaan sieltä pois.

Itselukittuvuus voidaan myös ratkaista yhdistämällä avoin tasauspyörästö ja viskokytkin, kuten on tehty esimerkiksi Lancia Delta Integralessa ja Toyota Celicassa.

Eräissä uusimmissa järjestelmissä nelivetotekniikkaan liittyvät ongelmat on ratkaistu kokonaan elektronisesti. Esimerkiksi Mercedes-Benz ja BMW käyttävät uusimmissa nelivetomalleissaan järjestelmää, jossa ei käytetä lainkaan kitkakytkimiä tai lukkoja. Lukitusvaikutus saadaan aikaiseksi jarruttamalla liian nopeasti pyörivää pyörää, jolloin voimaa menee enemmän muille, paremmin pitäville, pyörille. Tällainen järjestelmä on maastossa jarruja rasittava ja kuluttava.

• Viskokytkin (mm. Syncro)
• Haldex-kytkin (mm. 4Motion ja quattro)
• Torsen-tasauspyörästö (mm. 4Motion, Syncro ja quattro)
• Super Select II SS4-II (Mitsubishi)
• E-4WD (Nissan ja Mazda)
• xDrive (BMW), muuttuva vääntömomentin jako

Subarun manuaalivaihteisissa autoissa voima välittyy keskitasauspyörästön avulla tasaisesti suhteessa 50/50 molemmille akseleille ja viskolukko estää etu- ja taka-akselin pyörimisnopeuden eron kasvamisen liian suureksi.