Čarovné číslo 4
Vedeli ste, že prvý automobil s pohonom všetkých štyroch kolies bolo Porsche? Odvtedy má značka so systémom AWD bohaté skúsenosti. A skrýva sa za ním oveľa viac, než iba schopnosť preniesť vyšší výkon na cestu.
Ako veľa vecí v automobilovom svete, aj v prípade Porsche je rodiskom tých najlepších nápadov a technológií motoristický šport. V prípade pohonu všetkých štyroch kolies to však tak celkom neplatí. Nevznikol totiž evolúciou, k jeho existencii ho nedohnala žiadna konkurencia. Prvé Porsche s pohonom všetkých štyroch kolies bolo totiž elektromobil s motorom v nábojoch všetkých štyroch kolies, ktorý sa zrodil v geniálnej mysli Ferdinanda Porscheho už okolo roku 1900. V skutočnosti sa nazývalo Lohner-Porsche a aj keď išlo o pretekárske auto, nedá sa povedať, že by ho do pohonu všetkých kolies dotlačili okolnosti spojené s motoristickým športom. Použitie štyroch motorov bolo nevyhnutné pre obmedzenia v batériách a elektromotoroch v tých časoch. Ak ste chceli dosiahnuť vyšší výkon, museli ste pridať motory.
Ďalšie auto s pohonom 4 × 4 prišlo až takmer o 50 rokov neskôr, v roku 1947. Nenieslo však odznak Porsche – to malo na starosti iba vývoj. V archívoch značky je zaknihované ako projekt Typ 360, ktorý vznikol na popud talianskej značky Cistalia. Jej formulové pretekárske auto poháňal dvanásťvalcový motor preplňovaný kompresorom, ktorého objem bol síce iba 1,5 litra, avšak výkon dosahoval hodnotu až 244 kW (332 k). Pri tomto výkone sa Porsche rozhodlo siahnuť po pripojiteľnom pohone všetkých štyroch kolies, ktorý by pomohol všetok ten výkon preniesť cez historické úzke pneumatiky na cestu aj pri zhoršenej priľnavosti.
Najprv v malom...
Prešlo mnoho rokov, kým sa inžinieri Porsche rozhodli použiť pohon všetkých štyroch kolies aj v civilných autách. Najprv ho predstavili na prototype 911 Turbo Cabriolet v roku 1981 na frankfurtskom autosalóne. V roku 1984 sa Porsche rozhodlo zúčastniť rely Paríž-Dakar s modelom Typ 953. Toto auto bol v skutočnosti výrazne modifikovaný model 911 a okrem iného využíval aj pripojiteľný pohon všetkých kolies. Účasť Porsche na tejto rely sa niesla v štýle Prišiel-videl-zvíťazil. Zdôrazňujeme, že išlo o celkové víťazstvo, bez ohľadu na triedy.
Skúsenosti s modelom 953 viedli k vývoju superšportového Porsche 959, ktoré vzniklo ako homologačný špeciál pre známu Skupinu B. Bolo to jedno z najpokrokovejších áut svojej doby. Obsahovalo dvojité sekvenčné preplňovanie, adaptívne tlmiče a pokrokový bol aj jeho pohon všetkých kolies: náhon na predné kolesá sa pripájal viaclamelovou spojkou a podobná spojka sa nachádzala aj v zadnom diferenciáli pre vytvorenie svorivého efektu. Obe sa dali ovládať manuálne aj automaticky. Tento koncept ešte aj dnes tvorí základ moderného systému PTM. A ako sa tento koncept osvedčil v rely? Porsche 959 sa do Skupiny B nestihlo dostať (zakázali ju), avšak jeho dvojité víťazstvo v rely Paríž-Dakar v roku 1986 je dodnes legendárne.
Priekopnícka technológia
Prvým skutočne veľkosériovým modelom s pohonom všetkých kolies bolo Porsche 911 generácie 964 s novinkou v modelovom označení – štvorkou. Carrera 4 bolo teda označenie pre model s pohonom oboch náprav. Samotný pohon bol pritom nesmierne prešpekulovaný. Výkon motora putoval z prevodovky do rozvodovky s planétovými súkoliami, ktorá poskytovala autu rozdelenie krútiaceho momentu v presne definovanom pomere 69:31 v prospech zadnej nápravy. Ten následne podľa preklzu upravovali dve elektrohydraulické viaclamelové spojky – jedna pre rozdelenie medzi nápravami a druhá pre rozdelenie medzi zadnými kolesami. To všetko na základe údajov o preklze kolies z ABS senzorov. Výsledkom bol plne variabilný pohon všetkých kolies s optimalizovanou trakciou pre každú jazdnú situáciu. K dispozícii bol aj systém ABD, ktorý v prípade zistenia preklzu jedného kolesa zadnej nápravy naň aplikoval brzdu, aby presunul krútiaci moment na koleso s vyššou trakciou.
Tento systém bol taký prepracovaný, že pre jeho nástupcu sa Porsche rozhodlo použiť niečo oveľa jednoduchšie – tento raz zamerané na nízku hmotnosť. Model Porsche 911 Carrera 4 generácie 993 teda využíval tzv. viskóznu medzinápravovú spojku. Je to pasívny systém, ktorý reaguje na rozdiel otáčok medzi prednou a zadnou nápravou. V momente, keď dôjde k preklzu jednej alebo druhej nápravy, nastane nepomer v otáčkach hriadeľov v diferenciáli. Tým sa zmení viskozita jeho náplne a diferenciál začne prenášať výkon na prednú nápravu. Tento systém je jednoduchý, ľahký a nevyžaduje žiadnu elektroniku. Taktiež prepožičiaval generácii 993 jazdné vlastnosti pripomínajúce zadný náhon, avšak s oveľa vyššou stabilitou a najmä vyššou trakciou na šmykľavom povrchu.
Pre generáciu 996 bol zvolený tento istý systém, avšak s vylepšeniami: viskózna medzinápravová spojka v olejovom kúpeli pre dlhšiu životnosť a konzistentnejší výkon pod záťažou. Porsche sa taktiež rozhodlo vynechať transaxle trubicu pre úsporu hmotnosti a taktiež preto, že stredom auta viedli aj trubky s chladiacou kvapalinou pre teraz už vodou chladený motor.
Začiatok PTM
Porsche Traction Management (PTM) – tak sa nazýval trakčný systém, ktorý zahŕňal aj pohon 4 × 4, predstavený spolu s prvou generáciou Porsche Cayenne. Cayenne bol však dosť špecifický prípad, pretože to bolo SUV s veľmi dobrými terénnymi schopnosťami. Tomu bol samozrejme prispôsobený aj pohon všetkých štyroch kolies. Ten posielal v základnom režime na zadnú nápravu 62 percent krútiaceho momentu a na prednú 38. Vďaka elektronicky ovládanej medzinápravovej viaclamelovej spojke, ktorá fungovala ako variabilná uzávierka diferenciálu, sa však dal pomer výkonu rozdeľovať ľubovoľne podľa potreby. Vodič mal k dispozícii navyše aj tlačidlo, ktorým mohol medzinápravový diferenciál manuálne uzamknúť v ťažkom teréne.
Najdôležitejším prvkom systému PTM však bolo, že svornosť stredového diferenciálu bola ovládaná elektronicky. Riadiaca jednotka pritom nečakala na preklz kolies ale činnosť diferenciálu bola ovládaná mapou na základe údajov zo senzorov. Prípadný preklz kolies teda dokázalo auto predvídať a poslať na správne koleso výkon ešte pred tým, než samotný preklz nastal.
Systém PTM bol nastavený tak, aby nielen zabraňoval preklzu kolies a strate trakcie, ale aby sa aktívne podieľal na zlepšení dynamických jazdných vlastností auta. Výsledok? Takmer všetky testy motoristických médií hovorili o tom, že Porsche Cayenne je najlepšie jazdiace SUV na svete – s vynikajúcou stabilitou ale aj nevídanou agilitou.
Tento princíp PTM sa následne dostal aj do modelového radu 911. Ako prvý ho mal model Porsche 911 Turbo generácie 997. Pripájanie pohonu predných kolies riešila elektromagneticky ovládaná viaclamelová spojka, ktorá dokázala na prednú nápravu preniesť krútiaci moment až 400 Nm. Bola značne predimenzovaná, lebo už pri 300 Nm dochádzalo k preklzu predných kolies. Systém PTM mal reakčný čas iba 100 milisekúnd, takže reagoval skôr, než si vodič stihol uvedomiť, že sa vôbec niečo deje. Systém bol schopný predvídavo ovplyvňovať jazdné vlastnosti auta, ako aj korigovať pretáčavosť či nedotáčavosť neustálym aktívnym prerozdeľovaním krútiaceho momentu medzi nápravy.
Nová generácia PTM pre autá s motorom vpredu sa následne dostala do vtedy nových modelov Panamera (2009) a Macan (2013). Tu sa už systém vyvíjal iba evolučne, pričom inžinieri sa snažili zrýchliť jeho reakcie, zlepšiť a spresniť prerozdelenie krútiaceho momentu medzi jednotlivé kolesá. Cieľom bolo umožniť vodičovi ešte presnejšie auto umiestniť na ceste aj počas naozaj dynamickej jazdy. S každou novou generáciou sa systém zrýchľoval a zvyšoval sa aj krútiaci moment, ktorý dokázala preniesť aktívna medzinápravová spojka, medzitým od roku 2013 v modeli 991 911 Turbo už ovládaná elektrohydraulicky pre ešte presnejšie reakcie. Modely Carrera 4 a Carrera 4S ju dostali v roku 2015. Pohonu všetkých štyroch kolies pribudol ekonomický režim, ktorý úplne odpájal pohon prednej nápravy počas pokojnej jazdy.
V oblasti princípu sa systém PTM odvtedy nezmenil. Porsche priebežne upravuje iba softvér, ktorý ho ovláda. V spojení s aktívnym zadným diferenciálom s funkciou vektorovania krútiaceho momentu a so simuláciou predného samosvorného diferenciálu cez funkciu bŕzd tak dokážu moderné modely Porsche s pohonom všetkých štyroch kolies smerovať výkon motora úplne presne na tie kolesá, kam chcú.
Nová éra?
S príchodom elektrických áut sa možnosti pohonu 4 × 4 výrazne rozširujú. Napríklad Porsche Taycan Cross Turismo využíva dva elektromotory – jeden pre prednú a druhý pre zadnú nápravu. Nie sú navzájom nijako prepojené, takže možnosti ich použitia sú úplne neobmedzené a rozsah regulovania otáčok kolies prednej a zadnej nápravy je na úplne inej úrovni ako v prípade klasických pohonov 4 × 4. Tu už je výsledok oveľa viac záležitosťou softvéru a je fascinujúce, čo v tomto smere prinesie budúcnosť.
