Neliveto

AutoWiki
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Nelivetojärjestelmä

Nelivedolla tarkoitetaan vetotapaa, jossa auton kaikki neljä pyörää vetävät. Toisin sanoen auton moottorin tuottamalla voimalla pyöritetään yhtäaikaa kaikkia auton renkaita. Nelivedosta käytetään mm. termejä 4WD (four-wheel drive), 4x4 (four by four) ja AWD (all-wheel drive).

Nelivedon pääasiallinen tehtävä on perinteisesti ollut tiehen välittyvän voiman kasvattaminen liukkailla alustoilla ja näin parantaa auton etenemiskykyä. Tähän liittyy tietty nyrkkisääntö: mitä enemmän autossa on vetäviä pyöriä, sen parempi etenemiskyky sillä on.

Historia[muokkaa]

Neliveto on keksintönä jo varsin vanha. Ensimmäiset 1900-luvun alussa sotilaskäyttöön rakennetut nelivetoautot toimivat mm. tykinvetäjinä. Tällaisia amerikkalaisvalmisteisia kuorma-autoja käytettiin ensimmäisessä maailmansodassa. 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.. Spykerin rakensivat hollantilaiset veljekset Jacobus ja Hendrik-Jan Spijker vuonna 1903. Nelivetoinen Spyker voitti Birminghamin lähellä järjestetyn mäkikilpailun. Auton kuljettaja oli Jacobus Spijker nuorempi.

Daimler-Benz on myös rakentanut nelivetoisen ajoneuvon vuonna 1907. Ranskalainen Latil valmisti ensimmäisen nelivetoisen automallinsa vuonna 1911.

Yhdysvaltain ensimmäinet nelivetoiset ajoneuvot valmisti vuonna 1904 Four-Wheel Drive Wagon Company. Se valmisti Mogul-merkkisiä nelivetoisia kuorma- ja linja-autoja, joissa oli myös nelipyöräohjaus.

Ensimmäisen nelivetoisen henkilöauton valmisti Badger Company vuonna 1908. Sen nimi oli Battleship ja moottori oli höyrykone. 1909 autoon laitettiin polttomoottori. Kaikkiaan nelivetoisia Battleship-autoja valmistettiin kaikkiaan vain kymmenen yksilöä.

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 esitelty Jensen Interceptor. 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.

Nelivedon menestyskauden voidaan kuitenkin katsoa alkaneen 1980-luvulla Audi Quattron rallitoiminnan myötä. Tämän jälkeen nelivetoa alettiin tarjota myös tavallisiin henkilöautoihin. Viime vuosina nelivedon suosiota on pyritty lisäämään mm. niin sanottujen kaupunkimaastureiden avulla.

Tekniikka[muokkaa]

Perinteinen neliveto[muokkaa]

Neliveto voidaan toteuttaa hyvin monenlaisella tekniikalla. Alunperin 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 alennusvaide(laatikkoa)ei ole

Ensimmäiset maastoautoissa käytetyt nelivedot toimivat ilman keskitasauspyörästöä. Tällainen ns. kova neliveto on tarkoitettu maastoajoon ja toimii siellä erinomaisen hyvin. Rakenne ei kuitenkaan sovellu kovin hyvin maantieajoon, koska molemmille akseleille menevät kardaaniakselit pyörivät samalla nopeudella. Kääntyessä ajoneuvon pyörät kulkevat eri matkan, ja tällöin jonkun pyöristä on luistettava. Ainakin pienellä nopeudella ajettaessa luistava pyörä on sisäkaarteen puoleinen takapyörä - mikäli kaikilla pyörillä on sama kitka. Jos pitoa on, kuten kesäkelillä, koko voimansiirtoketju rasittuu. Tällaisessa rakenteessa nelivetoa tulisikin käyttää vain kun on mahdollisuus juuttua kiinni - alennusvaihteen ollessa käytössä ja pienellä nopeudella. Usein veto etuakselille kytketäänkin tarvittaessa päälle manuaalisesti.

Ensimmäisiä henkilöautoihin ja enemmän yleiseen tiekäyttöön soveltuvia nelivetoja teki Subaru, jonka nelivedon pohjana oli etuveto ja mahdollisuus kytkeä takaveto mukaan ajon aikana mekaanisella lukolla. Kytkentä tapahtui moottorin alipaineella ja kuljettajan tarvitsi ainoastaan painaa napista neliveto päälle. Subaru ei käyttänyt lainkaan etuakselille omaa kardaania, vaan pitkittäin sijoitetun moottorin perässä olevasta vaihdelaatikosta lähtivät niin etummaiset vetoakselit, kuin kardaani taka-akselillekin.

Kytkettävä neliveto on itse asiassa vaarallinen maantieajossa, mikäli kuljettaja ei ole ajanut aiemmin oikeasti nelivetoisella autolla. Vaikka tätä ei aina käyttöohjeissa ole sanottukaan, tulisi kuljettajan olla tietoinen mitä tehdä kyseisen vetotavan omaavalla autolla ääritilanteissa. Jos neliveto on kytketty liukkaan kelin takia, kulku kyllä vakautuu, mutta jos auto silti lähtee sivuluisuun, tavanomainen kytkin pohjaan ja pyörät menosuuntaan -oikaisu ei toimikaan. Kytkimen painamisen sijaan pitäisikin kuljettajan painaa kaasua, jolloin etupyörät vetävät auton suoraksi. Toinen vaara on samalla se, että etu- ja takajarrut kytkeytyvät kardaanien kautta toimimaan samalla tavalla, vaikka etujarrujen pitäisi normaalisti toimia vähän voimakkaammin. Toisaalta tästä voi olla myös apua, sillä jos etupyörät ovat lukkiintumassa niin kardaanin avulla taakse välittyy enemmän jarruttavaa voimaa. Tällöin neliveto tavallaan avustaa siirtämään jarrutusvoimaa niille pyörille joissa on enemmän pitoa.

Kun käytössä on niin sanotusti "oikea" (jatkuva) neliveto, jossa voima välitetään kardaanien välissä olevan ns. keskitasauspyörästön kautta, em. ongelmia ei ole. Tätä rakennetta ovat mm. Lada Niva, Range Rover ja Audin Quattro. Viskokytkimeen perustuva neliveto käyttäytyy lähes samoin, eikä vaadi erillistä perehtymistä. Kuljettajan kannattaa kuitenkin aina muistaa, että vaikka liikkeellelähtö liukkaalla kelillä helpottuu nelivedon avulla, se ei kuitenkaan lyhennä jarrutusmatkaa.

Avustava neliveto[muokkaa]

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.

Jatkuva neliveto[muokkaa]

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. Vastaavaa ratkaisua käytti myös Subaru joissakin Leone-malleissaan, joissa tosin taka-akselin lukitus oli toteutettu mekaanisesti. Tällä hetkellä kehittynein jatkuva neliveto löytyy BMW:n autoista. Xdrive kokoaa kaikki parhaat ominaisuudet yhteen järjestelmään.

Itselukittuvista yleisin on Torsen. Torsen-tasausta käytetään mm. kaikissa VAG-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. Sama voi käydä myös huonoilla renkailla jäällä, kun toisen akselin pito ei riitä tuottamaan tarpeeksi suurta momenttia Torsenin lukittamiseksi.

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

Aktiivinen tasauspyörästön lukko, jota ohjataan elektronisesti, löytyy mm. uudemmista Mitsubishi Lancer Evolution -sarjan autoista sekä Ferrarin muutamasta mallista. Aktiivilukossa tietokone tutkii kaasupolkimen, jarrupolkimen, käsijarrun sekä ratin asentoa, nelivedon asetuksia (Tarmac, Gravel, Snow), G-voimia ja eri pyörien luistoa ja näiden perusteella säätää keskilukon lukittumisastetta ja -viivettä, jotta auto saadaan kääntymään tehokkaasti mutta tarvittaessa vetopito on maksimaalinen. Aktiivilukkoa voidaan käyttää myös taka-akselilla, kuten Lancer Evolutionissa on käytetty ja nimetty se S-AYC:ksi(Active Yaw Control). Esimerkiksi kaarteessa, AYC ohjaa voimaa enemmän ulommalle takapyörälle, jolloin auto kääntyy huomattavasti paremmin, mitä sellainen jossa ei ole aktiivista tasauspyörästöä.

Nelivetojärjestelmiä[muokkaa]

Subarun manuaalivaihteisissa autoissa -90 luvulta lähtien voima välittyy keskitasauspyörästön avulla tasaisesti suhteessa 50/50 molemmille akseleille ja viskolukko estää etu- ja taka-akselin pyörimisnopeuden eron kasvamisen liian suureksi. Vanhemmissa Subarun malleissa on mekaanisesti lukittava keskitasauspyörästö, joissakin myös avoin keskitasauspyörästö joka on tarpeen tullen 100% lukittavissa.

Katso myös[muokkaa]

Aiheesta muualla[muokkaa]

http://en.wikipedia.org/wiki/Four-wheel_drive