Seoses lumega neliveolistest

Nähes ja kuuldes, kuidas meist paljud on oma autodega lumes jännis, panen paar selleteemalist mõtet kirja.

Autosõit on 100% füüsika ja matemaatika, jõuvektorite liitmine-lahutamine teel ja autot konstrueerinud inseneride peades. Kuid üks kesksemaid mõisteid, mille ümber jõudude rehkendus käib, on inglise keeles tracking circle. Eestikeelset vastet ma kahjuks ei teagi. Alljärgneval joonisel tähistab ringjoon jõudu, mil rehvid teel libisema hakkavad, see on nö pidamise piir.

Mida karedam tee, seda suurem ring, seda suuremat jõudu saame rehvide kaudu teele edasi anda (kuiva asfaldi puhul, surudes rehvi vastu maad jõuga 1000 N (ca 100 kg), hakkab see rehv libisema külgsuunalise 1000 N jõu juures - rehv suudab pakkuda kiirendust 1G). Et tavalised rehvid taluvad igas suunas enamvähem võrdset jõudu, siis rakendades rehvidele mingi suunaga jõude, peame valima, kas me kasutame kogu saadaoleva haardumise ära kiirendamisele/pidurdamisele VÕI auto suuna muutmisele. Kui me gaasi ei lisa või ei pidurda, on rooli keeramine kõige tõhusam, kogu haardumine on rakendatav sõidusuuna muutmisele.

Heaks näiteks on praeguse libedaga foori alt startivad BMW-d, millede tagumikud vänderdavad - kogu jõud, millega vedavad rattad „teest kinni hoiavad“, saab ära kasutatud veojõule – külgsuunaline pidamine on seega 0 – auto tagumik käib suvaliselt kaksipidi (õigemini, kui kahe vedava ratta alla satub erineva karedusega tee, kui parempoolne ratas satub karedamale pinnale, ajab auto tagumiku paremale poole ette).

Seega, kaherattaveolisel autol on vedavatel ratastel külgsuunalist „pidamisreservi“ vähem kui mittevedavatel ratastel. St kurvis saabub vedavatel ratastel libisemispiir varem. Ja mitte ainult kurvis, külgsuunalisi jõude põhjustab veel tuul, tee kalle, teel olev takistav lumi, vesi jne. Seega, kui auto kas kiirendab, sõidab suuremal kiirusel ühtlaselt või pidurdab mootoriga, mõjuvad ühtedele ratastele ühesugused teistele teistsugused jõud, libisemisepiir on esi- või tagaosal erinev. Reaalselt tähendab see seda, et libedaga auto vingerdab, pole stabiilne, sõidusuunda tuleb rooliga korrigeerida… kui õnnestub.

Meil on tänavatel suur hulk neliveolisi. Kuid lahendusi, kuidas mootori veojõud ratasteni viiakse, on mitmeid. Nt viskosiduriga, mis tähendab, et auto on põhimõtteliselt esiveoline, muutudes neliveoliseks vaid siis, kui esirattad hakkavad kaapima. St mingil (ennustamatul) hetkel muutub auto iseloom. Sama on nt VW-te Haldexiga ja paljude teistega, kus tagasillale jaotab veojõudu auto elektroonika, kuid jällegi, auto muutub mingil hetkel esiveolisest neliveoliseks, ja seda siis, kui programmeerijad on seda heaks arvanud. (siin on ka mingisugused pildid). Muidugi, libedaga kohalt minnes toimivad nad hästi.

Siis on veel selliseid neliveolisi, milledel veavad kõik rattad võrdse jõuda. Kogu aeg. Ei pea ootama, mil silikoonõlid soojenevad või elektroonika õli abiga keskdifris kettaid kokku surub. Sellisteks, kus veojõu jaotamine on lahendatud hammasratastes ja metallis, on nt Audi Quattrod (A4, A6, A8, S4, S6, S8) ja manuaalkäigukastiga Subarud, maastureist osad LandCruiser, oleksin tänulik, kui mind siinkohal täiendataks. Kiirendades, ühtlase veojõuga sõites või ka mootoriga pidurdades moodustuvad kõigi 4 ratta alla ühesugused ja võrdse pikkusega jõuvektorid. St auto liigutamiseks vajaolev jõud jaguneb võrdselt 4 ratta vahel, st mh seda, et vedav jõuvektor on veidi üle 2 korra lühem kui kaherattaveolisel, külgsuunaliseks pidamiseks jääb suurem reserv – selline auto ei satu nii kergesti külglibisemisse, ja kui satub, ei lähe vaid vedav telg külglibisemisse, auto ei võta nii kergesti suunda kraavi poole, vaid säilitab paremini oma asendi teel. Lisaks eelnevale, nende autode iseloom ei muutu kurvis, kiirendades või libisema hakates jaguneb mootorilt tulev või mootorisse minev jõud igale rattale võrdselt. Auto juhitavuse iseloom ei muutu. Quattro puhul oleks kõige näitlikum öelda, et gaasi andes „poob keskdiferentsiaal end kinni“, veojõu kadudes laseb esi- ja tagatelje omavahel lahti.

Siis on veel selliseid neliveolisi, milledel on esi- ja tagasild omavahel jäigalt lukustatavad. Need on need (vanemad) klassikalised maasturid, nn kastikad, Pajerod jne. Maastikul on jäik ühendus suurepärane, kuid liikluses on taoline lahendus ohtlik. Seni kuni pole külglibisemist, on kõik hästi, auto seisab teel ja on stabiilne. Kuid juhul kui siiski tekib külglibisemine, on sellist jäiga keskdifriga autot väga keeruline külglibisemisest välja tuua. Sest kuna esi- ja tagatelg on jäigalt ühendatud, ei saa rattad erineva kiirusega pöörelda, tagarattad, mis tahaks külglibisemises (peaaegu) paigal seista, hoiavad kinni esirattaid ja vastupidi. Kandes selle situatsiooni meie tracking circle-le, mõjuvad, hoolimata sellest, et juht ei kiirenda ega pidurda, esi ja tagaratastele vastavalt pidurdav ja kiirendav jõud – sellevõrra vähem või üldse mitte jääb rehvidel pidamisreservi külgsuunas. Kui mu jutt nüüd segaseks jäi, siis kujutame ette autot, mis teeb piruette, kõik rattad käivad siis isepidi ja –kiirusega ringi, st tahaksid käia. Kui neil seda teha lastakse, on neil külgsuunaline pidamine maksimaalne. Kui me need rattad omavahel jäigalt seome, ei saa ükski ratas omatahtsi ringi käia. Hea küll, piruette tehes on asi juba hull ja sellist autot on väga keeruline kontrolli alla saada, aga umbes samasugune pilt on rataste pöörlemistega siis, kui autol on lihtsalt kergelt külg ees. Olen paar aastat sõitnud paralleelselt A4 Quattroga ja Pajeroga, nende käitumine libedal on väga erinev, mis minu jaoks on olnud piisav tõestus, et jäik „keskdiffer“ on maanteel ohtlik.

Miks on soovitus „libisemisel sidurit vajutada“ mõistlik? Sest sel juhul kaovad meie tracking circle-lt punane ja sinine vektor, kogu rehvide pidamist saab kasutada külgsuunaliste jõudude jaoks, külglibisemisest välja tulemine on kõige efektiivsem.

Muidugi, see kõik on tegelikult keerulisem, aga minu arvates võiks ohutuse ja sõidumugavuse seisukohalt eelistada liikluses (talvel, vihmaga, kruusal) neliveolisi sõiduautosid, milledel on pidev nelivedu, kus ette ja taha jagatakse kogu aeg veojõudu 50%/50% (link nt TorSen keskdiferentsiiliga sõiduautodele). Maastikule valiksin kolme jäigalt lukustatavate diferentsiaalidega G Mercedese. (link ühele videole, sealt pakutakse neid veel ja veel)

Keda huvitab, siis netis on asjalikku infot kuhjaga. Vabandatagu mu lohakas keelekasutus ja nirud illustratsioonid.