[מאמר] האם צריך 4X4 בכביש? (בד"כ לא, אבל זה מורכב - התשובה הארוכה בפנים)

[tzvipper]

הקדמה

הרבה אנשים שואלים אותי, מה עדיף הנעה קדמית, אחורית או כפולה (או בכלל: “איזו הנעה יש לי ברכב”). ומה ההבדל. עבור אנשים שהם לא חובבי רכב עבור שימוש טיפוסי, התשובה היא פשוטה – זה לא משנה כי הם גם ככה לא ירגישו בהבדל.
לגבי הנעה קדמית או אחורית זה די פשוט ואין יותר מידי מה להרחיב (למרות שיש ניואנסים כמו דפרנציאלים ננעלים בסרנים, אורך צירייות וכד'), אבל לגבי מערכת הנעה כפולה יש הרבה בלבול, כי זו לא מערכת אחת, אלא שלל מערכות שעובדות שונה אחת משנייה.

 

לא מצאתי מאמר מקיף בעברית, אז החלטתי לעשות קצת סדר בבלאגן ועל הדרך לשתף אתכם.

מאמר כרגיל ארוך מאוד, אז מי שאין לו כוח לקרוא על המערכות השונות, מוזמן לדלג ישר ל"האם אני צריך את זה?” או אפילו לקבל תשובה מתומצתת כאן: אתה כניראה לא צריך מערכת הנעה כפולה ברכב שלך.

 

בגדול, אילו סוגי מערכות יש ולמה צריך דפרנציאל בין סרנים?

ישנן מערכות שמניעות את כל הגלגלים כל הזמן FULL TIME ומערכות משתלבות PART TIME.

נקודה נוספת חשובה לא פחות זה דפרנציאל מרכזי. למה צריך אותו? תחשבו על מהירות של גלגלים וסרנים למשל כאשר הרכב פונה או עושה פרסה. מה קורה? יש הבדל מהירויות לא רק בין הגלגלים, אלא גם בין סרנים (הגלגלים שפונים הם בזוית שונה מאשר גלגלים ישרים בסרן השני בו אין צידוד לגלגלים). אם לא יהיה דפרנציאל מרכזי (או משהו אחר שלוקח את התפקיד הזה על עצמו) מהירות הסרנים תיהיה שווה והרכב פשוט יקפוץ כי הצמיגים אוחזים חזק את הכביש ובסופו של דבר גם זה יגרום נזק למכלולי הנעה, שלא לדבר על בעייה בטיחותית בהתנהגות כזאת.

בשטח הסיפור שונה, מכיוון שהאחיזה של הצמיגים פחות קשיחה והחלקה כזאת אפשרית ללא נזק למערכת הנעה וללא בעייה בטיחותית.

 

 

הנעה כפולה בשטח

ברכבי שטח קלאסיים בדרך כלל משתמשים במערכת הנעה משתלבת ללא דפרנציאל מרכזי או דפרנציאל מרכזי ננעל (נעילת דפרנציאל למעשה מבטלת את הדפרנציאל). במערכת ללא דפרנציאל אפשר להשתמש רק בשטח או על משטח חלק עליו תתאפשר החלקה של סרנים. בכביש, במיוחד יבש אי אפשר להשתמש במערכת כזאת. בדרך כלל ברכבי שטח ישנה תיבת העברה שמאפשרת שילוב של סרן השני במצב 4H וכוללת מצב של הילוך כוח 4L לשטח שמכפיל את המומנט במספר מונים ועובד בדרך כלל רק בשילוב הנעה כפולה, ומצב הנעה על סרן בודד לכביש 2L. מי שזוכר קוריוז משנות ה90, הייתה סובארו לאונה סטיישין ידנית עם הילוך כוח והנעה כפולה, כמו בXV 1.6 ידנית בדור הראשון, אם כי הילוך כוח זה היה חלש יותר מהילוך כוח של רכבי שטח אמיתיים.

 

הנעה כפולה על הכביש

ברכבי כביש במערכת הנעה כפולה קבועה חייב להיות דפרנציאל או מצמד מסוג כלשהו שלוקח על עצמו את התפקיד הזה ומאפשר החלקה בין הסרנים. ברכבים יקרים יותר ורכבי ספורט בדרך כלל יש דפרנציאל מרכזי, בחכמים שבהם עם חלוקת מומנט משתנה שנשלטת באמצעות מחשב. כלומר מחשב רואה שיש החלקה של אחד הסרנים ומעביר יותר מומנט לסרן השני כדי לפצות על כך.

יש דפרנציאלים מכניים עם חלוקת מומנט 50/50, דפרנציאלים לא סימרטיים שמעבירים יותר מומנט לאחד הסרנים (למשל 60% לטובת סרן האחורי – תלוי מחלוקת משקל בין הסרנים וגורמים נוספים) ומערכות מעניינות נוספות, כולל כאלה שכוללות נעילה אוטומטית או מאולצת של דפרנציאל מרכזי, למשל ברכבי כביש/שטח שהם 4X4 קבוע, מערכות כדוגמת טורסן (TORSEN) כמו בטוארג או אודי QUATRO עם מנוע שמותקן לאורך ודומות.

יש רכבים ספורטיביים בהם הנהג יכול להחליט כמה אחוז מומנט מועבר לאיזה סרן, עד מצב שרכב הנעה כפולה למשל הופך לרכב הנעה אחורית, כמו בבמוו M5 הנוכחית.

 

ברכבים עממיים יותר

ברכבים עממיים יותר בדרך כלל משתמשים במערכת זולה יותר עם פחות מכלולים מכניים, שהם בדרך כלל לא מאוד חזקים ועומס על מערכות הנעה לא גדול במיוחד, בדרך כלל דגמי בסיס בעלי הנעה קדמית, לעיתים קיימים דגמים עם הנעה כפולה ברמות גימור מפוארות. ברכבים כאלה אין בדרך כלל דפרנציאל מרכזי, אלא את מקומו תופס מצמד ויסקוזי רב דיסקי שמאפשר שילוב של הסרן האחורי בהחלקה של הקדמי באחוז מומנט מסויים, עד 50% בדרך כלל בנעילה מלאה של המצמד. בעבר מערכות האלדקס (HALDEX) דור ראשון שילבו סרן אחורי רק בהחלקה, במערכות מודרניות אחוז מומנט מסויים מועבר כל הזמן לגלגלים האחוריים, סביב ה10 אחוז בדרך כלל, מה שהופך את הרכבים האלו ל4X4 קבוע עם התנהגות של רכב הנעה קדמית (לכל מעוניין תקראו איך עובד 4MOTION). בהחלקה המצמד ננעל עד נעילה מלאה ומגדיל את אחוז המומנט לסרן האחורי עד 50%, למשל בדגמי VAG שהם MQB קיימות גירסאות עם מערכת כזאת.
ברכבים עם מצמד במקום דפרנציאל, לעיתים כדי להגן על המערכת ולמנוע עומס גדול על המצמד, כאשר עושים פרסה מתנתקת לחלוטין מערכת הנעה כפולה ומשתלבת חזרה כאשר הגלגלים מתיישרים.
מערכות כאלה פופולאריות בקרוסוברים עממיים בעלי הנעה כפולה. בניסיונות לנסוע בהם בשטח קשה מאוד לאורך זמן (בוץ, חול עמוק), לעיתים השמן במצמד עלול להתחמם, מופעלת הגנה על המערכת וסרן אחורי מתנתק והרכב נותר חסר אונים עם הנעה קדמית תקוע בבוץ. מערכות כאלה מסיעות בשיפור אחיזה (הכוונה TRACTION) בתנאי גשם ושלג, יותר מאשר בנסיעה על שטח שהוא מעבר לשבילים (המסומנים במפות כ - "ליסינג+”).

בסובארו למשל, הדגמים בהם 4X4 קבוע, כאשר דגמים לא ספורטיביים כוללים מערכת המבוססת על מצמד ויסקוזי עם חלוקת מומנט אקטיבית - בדור הנוכחי עם תיבות רציפות 60/40 לטובת הסרן הקדמי (במערכות ישנות 4 הילוכים אוטומט היה 90% לסרן הקדמי בדור ראשון של ויסקוזי), עם אפשרות שינוי יחס זה בהחלקה בין הסרנים באופן אקטיבי, כאשר מינימום שניתן להעביר לסרן האחורי במערכת הנוכחית הוא כ20% (לפי מקורות טכניים מסויימים). בסובארו להבדיל מVAG המצמד נמצא בתוך מארז הגיר ולא בסרן האחורי ויש כמות שמן גדולה יותר לחמם עד שהמערכת תתנתק, מה שמשפר משמעותית יכולות בשטח. בדגמי ספורט של סובארו כמו הWRX יש דפרנציאל מרכזי ובנוסף מצמד שמאפשר לנהג לשנות חלוקת מומנט בין הסרנים. איזכורים לגבי הנעה כפולה סימטרית היא בהקשר של אורך הציריות. אם מבשלים את המצמד הויסקוזי במצב קיצון עד מצב שהוא מותך, הוא גורם לנעילה מלאה של שני הסרנים, כלומר 50/50 מצב ללא דפרנציאל מרכזי.

יש בחלק מקרוסוברים אפשרות לנעול במאולץ שילוב של הסרן האחורי לשטח כמו בדאסטר 4X4. בדאסטר למשל שבו זה עובד עד מהירות 40קמ”ש (כאשר עוברים את המהירות מצב זה מתנתק), שם היצרן עשה מעשה מעניין, כי התקין סרן אחורי עם מצמד מרכב הרבה יותר גדול – ניסאן מוראנו, מה שנותן למערכת הזאת סיבולת גדולה יחסית על רכב קל משקל בשטח, לראיה במבחנים וביוטיוב אפשר לראות יכולות שטח מרשימות למדי לרכב שהוא נחשב קרוסובר. כניראה מדובר על קרוסובר שהוא בעל יכולות שטח הטובות ביותר לקטגוריה, במיוחד עם שיפורי הגבהה ומיגון.
 

ומה לגבי חשמלי?
כמובן לא צריך לשכוח רכבים חשמליים ו/או היברידיים מסויימים, בהם לרוב הנעה כפולה ממומשת באמצעות שני מנועים חשמליים, לפעמים בעוצמה שונה, לדוגמא טסלה מודל 3 בדגם עם שני מנועים, .טויוטה ראב 4 הייבריד בדגם כפול הנעה, מיצובישי אוטלנדר PHEV ועוד.
מה שיפה במערכות כאלה, אין צורך בדפרנציאל מרכזי כי כל סרן מונע על ידי מנוע שלו ואין בעייה אם מהירות שונה בין הסרנים.

 

האם אני צריך את זה?

בגדול לכביש בארץ עבור משתמש ממוצע, התשובה היא לא ממש, כי רכב עם הנעה על אחד הסרנים ללא בעייה צולח את הכבישים הרטובים בתקופת הגשמים ובקיץ זה די מיותר, אלא אם כן יש לכם רכב חזק במיוחד שמתקשה להעביר את הכוח באחד הסרנים וכדי לגלח עוד קצת במאיוץ הקלאסי דרושה הנעה לכל הגלגלים. עינין זה פחות רלוונטי עבור רכבים עממיים יותר שבלאו הכי לא חזקים מספיק כדי להנות מפתרון כזה באופן מלא כאשר באורווה שלהם לעיתים רחוקות מצויים יותר מ200 סוסים וגם הסוסים האלו בדרך רצים ללא בעייה במערכת הנעה מודרנית על סרן בודד (גם הרבה יותר, במיוחד אם מדובר על הנעה אחורית).

אחד החיסרונות של מערכות הנעה כפולה בשימוש יומיומי, זה איבודי אנרגייה כי צריך להסיע מכלולים נוספים שבנוסף הם כל הזמן מסתובבים ומשלמים על זה במשקל עודף, דלק או מקור אנרגייה אחר (הדרייב שאפט מסתובב, הציריות מחוברות לגלגללים בסרן האחורי גם כאשר מצמד ויסקוזי פתוח, לאומת מערכות PART TIME שמנתקות את הדרייב שאפט הקדמי והציריות מגלגלים וחוסכות באנרגייה כאילו זה היה רכב הנעה אחורית בלבד).
לשטח כמובן שתשובה היא שונה, אבל בשטח קשה לרוב מדובר על מערכות הנעה מיועדות לכך שהן PART TIME או עם דפרנציאל מרכזי ננעל.

האם יש יתרונות מסויימים בניהוג של רכב הנעה כפולה בכביש?

כן, בתלות מסוג מערכת, וכן ככל שרכב ספורטיבי יותר בעל מערכת מתקדמת יעודית עם (או אפילו בלי) דפרנציאל ואפשרויות להגדרת חלוקת מומנט ומה חלוקת מומנט בפועל וכד'. למשל תקראו על רכב מדהים של טויוטה – יאריס GR – רכב ספורט ללא דפרנציאל מרכזי, אבל הנעה כפולה עם אפשרויות להגדרת חלוקת מומנט וכד’, זה רכב שבנו אותו במיוחד כדי שיהיה אפשר לקבל היתר להשתתף במירוצים בגירסת המירוץ שלו, מה שדרוש לפי תקנון המירוצים באותה ליגה (היצרנים חייבים לייצר סדרה של מינימום מסויים של רכבים לשוק החופשי כדי לקבל היתר) ובכלל יש לו מנוע 1.5 3 צילינדר טורבו בהספק מרשים במיוחד.
אבל מצד השני היום אפשר לעשות דברים מדהימים בתוכנה, לכן גם רכב שהוא הנעה על סרן בודד, ברכבים מודרניים בשילוב מערכת ESP, במיוחד כאלה שיודעים לבצע וקטורינג של מומנט (למשל על ידי בלימה של גלגלים פנימיים בסיבובים ודומות, לדוגמא במאזדה) אפשר לעשות הרבה דברים מאוד מעניינים ולשפר יציבות, חדות ותחושה בסיבובים.

 

 

פידבק שלכם

אתם מוזמנים לשתף את דעתכם על חוויית שימוש של מערכת הנעה כפולה כזו או אחרת, להוסיף מידע על מערכות הנעה כפולה מעניינות או לתקן אותי אם טעיתי במשהו במאמר.

[dani666]

זה כנראה מעניין.  אבל בפונט שבו הוא מופיע אוותר על הקריאה.

[Haim_gds]

יפה מאוד, חלק מהדברים כאן לא הכרתי. שתי הערות

-ממה שאני זוכר (המילניום הקודם, אודי קאטרו🙂) היתרון של הנעה כפולה הוא ביציאה בהאצה בסיבוב בה הגלגלים הקידמיים "מושכים" יותר מאשר ברכב הנעה אחורית קלאסי. 

-הפונט יוצא דופן, למה?

[tzvipper]

אני רואה אותו פונט דיפולטיבי של האתר. אצלי בפיירפוקס אני לא רואה שום הבדל לאומת כל הודעה אחרת בפורום.
אצלכם זה ניראה אחרת?

[Haim_gds]

זה ההבדל. למטה הסטנדרטי (שהוא כמו הפונטים האלה)

 

עריכה אחרונה ב-22 לאוגוסט, 2021 על ידי Haim_gds

[tzvipper]

מוזר, אצלי זה ניראה ככה:

[נהג חדש תקציב קטן]

רובינו גולשים בגוגל כרום והפונט נראה לא משהו

תודה זה באמת מעניין שווה אפילו ככה

[tzvipper]

פבל תיקון את הפונט - תודה רבה.

 

מתנצל על האי נוחות.

[khc]

מעניין מאוד.

הזכרת סובארו ,ודאציה דאסטר כשתי דוגמאות שונות למערכות ברכבים עממיים, מה בנוגע למערכת של סוזוקי בכמה מדגמי הקרוסאובר /ויטארה החדשה allgrip ?

[tzvipper]

לסוזוקי מערכת דומה להאלדקס דור ראשון עם מצמד ויסקוזי. כברירת המחדל לא מועבר מומנט לגלגלים האחוריים, אלא רק בהחלקה. יש מצב נעילה עם פיצול מומנט 50/50 לשטח.

[tzvipper]

אם כבר הזכרתי מערכות הנעה כפולה שונות, אני רוצה למנות כמה רכבים עם מערכות משונות או כאלה שהקדימו את זמנן.

ג'יפ קומפאס שמבוסס על פלטפורמה כמו פיאט 500X, יש לי גירסא לשטח טריילהוק (TRAILHAWK). למרות מנוע מותקן לרוחב, בגירסא זו כסטנדרט יש הילוך כוח LOW ונעילת דפרנציאל אחורי, משהו שבדרך כלל יש ברכבי שטח קשוחים עם מנוע מותקן לאורך.

 

מיצובישי לנסר איבו כולל בדור האחרון מערכת S-AWC של מיצובישי הכוללת דפרנציאל מרכזי אקטיבי, מערכת של וקטורינג מומנט ומסוגלת לשלוח לגלגלים אחוריים כמות שונה של מומנט באמצעות בקרה אלקטרונית, עד לנעילה של דפרנציאל. בדרךך כלל ברכבי הנעה כפולה, דפרנציאל מרכזי קיים רק ברכבים עם מנוע מותקן לאורך, בעוד שבמיצובישי לרוחב (למשל לאומת סובארו איפה המנוע מותקן לאורך).

 

לסיטרואן היה גירסא 4X4 ל2CV הממומשת באמצעות שני מנועי בנזין. אחד מקדימה ואחד בבגאז'. לכל מנוע היה מיכל דלק נפרד. מהירות מירבית על מנוע בודד הייתה 65קמ"ש, על שני מנועים היה מסוגל להגיע ל105 קמ"ש.

 

פולקסווגן אילטיס היה רכב שטח מיועד לצבא, פותח על ידי אודי והיה בשימוש במספר צבאות בעולם, מערכת הנעה כפולה בהמשך שימשה את אודי קוואטרו האגדית.

 

ZAZ 969 - רכב שטח סובייטי הנעה קדמית והנעה אחורית משתלבת המבוסס על מרכב אחוד, יוצר משנת 1966. כניראה מדובר באחד מ"קרוסוברים" הראשונים בעולם שמבוססים על הנעה קדמית ומרכב אחוד, בעוד שבאותה תקופה כל רכבי שטח היו מבוססים על הנעה אחורית וקדמית משתלבת עם שלדת סולם. כמובן במקור הרכב פותח לשימושים צבאיים.

 

עריכה אחרונה ב-25 לאוגוסט, 2021 על ידי tzvipper
שגיאות כתיב

[tzvipper]

דבר חשוב נוסף שצריכים לדעת בעלים של רכבי 4X4 קבוע, ואולי זה הדבר הכי חשוב ממה שמוזכר כאן במאמר, זה אופן ביצוע בדיקת בלמים במבחן שנתי ("טסט").

מסתבר שיש נוהל משרד התחבורה של בדיקת בלמים לרכבים 4X4 קבוע - בדיקה בנסיעה במקום על מתקן גלגלות. זה במטרה למנוע נזק לדפרנציאל מרכזי במערכות 4X4 קבוע.

 

מצאתי מסמך של משרד התחבורה באתר מועדון של סובארו 4X4. מסמך זה ניתן להדפיס ולהציג לטסטרים במכון טסטים במידה והם לא מודעים לאופן ביצוע הבדיקה או מתעצלים לעשות את הבדיקה בצורה הנכונה עם טענה "חכמה" כלשהי בסגון: "הרכב על ניוטרל", "זה רק 10 שניות" וכד'. זאת כדי למנוע נזק למערכת הנעה כפולה.

באדיבות https://www.subaru4x4.club/forum/pvrvm-tkny/bdyqt-blmym-lrkb-m-hn-h-kpvlh-qbv-h

 

 

[מיץ פטל]

האם במחשב מכון הרישוי קופצת הודעה מתאימה לבוחן שמדובר ברכב עם הנעה כפולה קבועה?

 

[banji man]

לפני 3 שעות, tzvipper כתב:

דבר חשוב נוסף שצריכים לדעת בעלים של רכבי 4X4 קבוע, ואולי זה הדבר הכי חשוב ממה שמוזכר כאן במאמר, זה אופן ביצוע בדיקת בלמים במבחן שנתי ("טסט").

מסתבר שיש נוהל משרד התחבורה של בדיקת בלמים לרכבים 4X4 קבוע - בדיקה בנסיעה במקום על מתקן גלגלות. זה במטרה למנוע נזק לדפרנציאל מרכזי במערכות 4X4 קבוע.

 

מצאתי מסמך של משרד התחבורה באתר מועדון של סובארו 4X4. מסמך זה ניתן להדפיס ולהציג לטסטרים במכון טסטים במידה והם לא מודעים לאופן ביצוע הבדיקה או מתעצלים לעשות את הבדיקה בצורה הנכונה עם טענה "חכמה" כלשהי בסגון: "הרכב על ניוטרל", "זה רק 10 שניות" וכד'. זאת כדי למנוע נזק למערכת הנעה כפולה.

באדיבות https://www.subaru4x4.club/forum/pvrvm-tkny/bdyqt-blmym-lrkb-m-hn-h-kpvlh-qbv-h

 

 

תודה רבה על המידע!  הרכב שלי 4X4 ללא יכולת ניתוק. 

לא הכרתי את הנושא.

מידע מאוד חשוב כדי למנוע נזק.

עריכה אחרונה ב-29 לאוגוסט, 2021 על ידי banji man

[מיץ פטל]

השאלה האם כפי שצביפר ציין מדובר בנושא שרק רכב עם הנעה כפולה קבועה רגיש אליו.

האם רכב שבו קיים דיפרנציאל שמעביר כוח לאחור באופן אוטומטי בעת הפרש מהירויות/מומנט מסויים, יודע להבדיל בין מצב של ניוטראל למצב אחר, מבחינת תפקוד הדיפרנציאל?

 

 

עריכה אחרונה ב-29 לאוגוסט, 2021 על ידי מיץ פטל