JENSEN FF alebo AUDI QUATTRO?
V súčasnosti bežne jazdia po našich cestách – necestách osobné automobily s pohonom všetkých kolies, ktoré sú prevažne klasifikované ako SUV. Je dobre známe, že ich systém pohonu 4×4 má svoje nezanedbateľné výhody tak z hľadiska priechodivosti v (ľahšom) teréne, tak aj pri jazde na bežných komunikáciach za zhoršených adhéznych podmienok (dážď, sneh). Objavujú sa (zatiaľ sporadicky) aj prípady, keď sa pohon obidvoch náprav cielene využíva na reguláciu smerových vlastností vozidla pri prejazde zákrutou aj na kvalitnom povrchu cesty. História pohonu všetkých kolies u osobných automobilov nie je taká dlhá. Veď uplynulo iba 50 rokov od okamihu, kedy bol v roku 1965 na londýnskom autosalóne predstavený prvý cestný osobný automobil, Jensen CV8 FF, ktorý bol týmto pohonom vybavený. Oprášme teda históriu a zaspomínajme si na tento príbeh.
Je zaujímavé, že pri zrode tohto automobilu s pohonom všetkých kolies stál človek dovtedy v automobilovom svete neznámy, avšak s rozsiahlymi skúsenosťami v konštrukcii a výrobe moderných poľnohospodárskych traktorov. Henry George „Harry“ Ferguson (1884 – 1960) bol írsky inžinier a vynálezca, ktorý už v mladosti vynikal pozoruhodnými výkonmi v aviatike. Vo svojich 27 rokoch sa stal prvým mužom, ktorý postavil a sám letel so svojim vlastným lietadlom, neskôr uskutočnil prvý motorový let v Írsku. Známym sa však stal najmä vtedy, keď ako vynikajúci mechanik vyvinul trojbodový záves vlečného náradia pre traktor Ford 9N, ktorý bol hovorovo nazývaný Ford Ferguson. Táto konštrukcia umožňuje pri relatívne malej celkovej hmotnosti traktora vyvinúť veľkú prítlačnú silu na zadných kolesách a tým dosiahnuť dostatočnú ťažnú silu pri práci s náradím. Na tento záves bolo udelených niekoľko patentov a začali ho používať všetky moderné traktory. Ferguson tiež spolupracoval na vývoji systému AWD, teda pohonu všetkých kolies pre traktory, pri ktorom sa používal otvorený stredový (medzinápravový) diferenciál. Tento systém sa neskôr stal známym ako tzv. Formula Frguson (FF).
Ferguson založil v roku 1950 spoločnosť Ferguson Research
Ltd., ktorej cieľom bolo vyvinúť bezpeč- ný osobný automobil so stálym pohonom AWD. Skupina spolupracovníkov, v ktorej boli aj niektorí britskí automobiloví pretekári, stavala pod Fergusonovým vedením prototypy týchto v
ozidiel. Spoločnosť pôvodne vyvíjala tento pohonný systém pre pretekársky
automobil formuly F1 a výsledok vývoja sa objavil v prototype Ferguson P99 s 1,5-litrovým motorom Coventry Climax, čo bol prvý automobil F1 so stálym pohonom štyroch kolies, obr. 1. Pretože mal ideálne rozloženie hmotnosti na nápravy v pomere 1:1, mohol byť bez problémov použitý symetrický kužeľový stredový diferenciál, ktorý v rovnakom pomere delí hnací moment motora medzi prednú a zadnú nápravu. V tých časoch používali systém pohonu obidvoch náprav podľa Fergusonovej konštrukcie viaceré britské vozidlá F1, napr. Matra, Lotus a McLaren. Sezóna 1968 sa vyznačovala veľkým počtom pretekov na mokrom povrchu a konštruktéri sa začali zaujímať o mož- nosť zväčšenia priľnavosti. Výsledkom bolo to, že na Veľkej cene Británie F1 v roku 1969 sa objavil rekordný počet automobilov s pohonom 4×4 využívajúcich Fergusonov systém, pričom Lotus 63 s jazdcom Johnom Milesom dosiahol najväčšiu rýchlosť v tom desaťročí. V tom istom roku sa tiež prvýkrát objavil
i na vozidlách F1 prítlačné aerodynamické krídla, ktoré sa ukázali byť lepším prostriedkom na zlepšenie priľnavosti, a ďalší vývoj vozidiel F1 s pohonom všetkých kolies bol zastavený.
Britská spoločnosť Jensen Motors Ltd., založená bratmi Alanom a Richardom Jensenovcami v roku 1934, vyrábala karosérie vlastnej konštrukcie pre športové a malé úžitkové automobily a montovala do nich motory a ďalšie mechanické časti prevažne od výrobcov Ford, Austin a Chrysler. Spoločnosť sa prvýkrát dostala do povedomia motoristickej verejnosti, keď na podvozok Ford V-8 osadila športovú karosériu Jensen vyrobenú na zákazku podľa želania hollywoodskeho herca Clarka Gableho. Svoj podiel mala aj na úspešnom vylodení britských jednotiek v Normandii v roku 1944 (D-Day), keď zrealizovala úpravy tankov Sherman tak, že boli schopné jazdy v hlbokej vode. Vývoj automobilov so stálym pohonom AWD v spoločnosti Ferguson Research vyvolal pozornosť Richarda Jensena, ktorý ponúkol spoluprácu na tomto vývoji s možnosťou budúcej výroby takýchto vozidiel. Spoločníci uzavreli dohodu, ktorá obsahovala aj Fergusonovu podmienku, že automobily
s pohonným systémom Formula Ferguson vyrábané v budúcnosti spoloč- nosťou Jensen, budú mať ako súčasť svojho označenia písmená „FF“.
Prvým takým automobilom bol Jensen CV8 FF, ktorý som spomenul už v úvode článku. V roku 1966 sa začal vyrábať Jensen FF, obr. 2, ktorý vznikol rozmerovou úpravou karosérie vtedy vyrábaného typu Interceptor (so štandardným pohonom zadnej nápravy), ktorá umožňovala zabudovanie systému pohonu AWD a niektorých ďalších odlišností podvozku. Začal sa vyrábať v roku 1966, šesť rokov po Fergusonovej smrti. Automobil bol vybavený pohonným systémom AWD podľa Fergusonovej konštrukcie, mal teda celkom tri diferenciály – jeden medzinápravový a po jednom na každej náprave. Systém, ktorý je dnes všeobecne známy a používaný takmer pri všetkých automobiloch so stálym pohonom všetkých kolies, bol v šesťdesiatych rokoch uplynulého storočia v oblasti cestných osobných vozidiel absolútnou novinkou. Na rozdiel od pretekárskeho Fergusona P99 mal Jensen FF nesymetrické rozdelenie hnacieho momentu motora medzi prednú a zadnú nápravu.
Pretože spoločnosť Jensen, ako som už uviedol, získavala podvozkové agregáty a skupiny od výrobcov, ktorí vyrábali osobné automobily s pohonom zadných kolies, mal k dispozícii len štandardný kužeľový (teda symetrický) diferenciál, ktorý dáva na obidvoch výstupoch rovnaké momenty. Preto bola hnacia sústava automobilu vybavená dvojicou prídavných prevodov s mierne rozdielnymi prevodovými pomermi, čo umožňovalo priviesť na zadnú nápravu viac ako 63 % celkového hnacieho momentu motora. Medzinápravový diferenciál bol navyše vybavený mechanicky ovládanou trecou spojkou, neskôr automatickou viskóznou spojkou, ktorou bolo možné navzájom spojiť obidva výstupné hriadele a tak realizovať uzáver diferenciálu. Tento systém pohonu zabezpečoval vozidlu vynikajúcu trakciu a vysokú úroveň kontroly na mokrých a zasnežených povrchoch ciest, aká bola dovtedy nedosiahnuteľná.
Jensen FF využíval aj ďalšie v tom čase ešte neobvyklé pokrokové riešenia. Používal kotúčové brzdy na všetkých štyroch kolesách, brzdová sústava bola vybavená protiblokovacím systémom Dunlop Maxaret, riadenie bolo doplnené hydraulickým posil- ňovačom. Jeho pokroková konštrukcia, ale najmä revolučný systém distribúcie hnacieho momentu, zaručili vozidlu čestné miesto v análoch automobilovej histórie. Jensen FF bol v šesťdesiatych rokoch uplynulého storočia považovaný za najbezpečnejší osobný automobil a v dobových materiáloch bol popisovaný ako „nie nové vozidlo, ale nový druh vozidla“.
Štandardnou pohonnou jednotkou vozidla bol zážihový 6,2-litrový motor Chrysler V8 s trojstupňovou automatickou prevodovkou Torqueflite s hydrodynamickým meničom. Agregát dával vý- kon 242 kW a krútiaci moment 576 Nm, vozidlu umožňoval zrýchlenie z 0 – 100 km/h za 7,3 s a maximálnu rýchlosť 214 km/h. Atraktívne tvary v štýle grand tourer ho odlišovali od konkurencie, tiež luxusný interiér s koženými poťahmi predných sedadiel, vybavenie z pravého dreva a vlnené koberce boli pôsobivé. Žiaľ, jeho veľká cena – o 50 % väčšia oproti typu Interceptor so štandardným pohonom zadných kolies, veľká spotreba (priemerná 21,7 l/100 km), ako aj nemožnosť úpravy vozidla na ľavostranné riadenie pre nedostatok priestoru v karosérii, a teda nemožnosť exportu do kontinentálnej Európy, zapríčinili obchodný neúspech. Jeho produkcia bola v roku 1971 zastavená po piatich rokoch existencie a vyrobení len 320 vozidiel. Obr. 3 ponúka detailný pohľad na hnací agregát a jeho umiestnenie vo vozidle.
Nemecká automobilka Audi je hrdá na to, že ako prvá na svete vyvinula, zaviedla do výroby a uviedla na trh cestný (neterénny) osobný automobil so stá- lym pohonom všetkých kolies, známy ako koncept Audi Quattro. Bolo oficiálne predstavené v roku 1980 a niekoľko podrobností o ňom nájde čitateľ v Mot’ore č. 6/2005. Pri jeho slávnostnom predstavení prehlásil vtedajší šéf vývoja Audi: „Pohon všetkých kolies v cestných osobných automobiloch má týmto premiéru“. Ako však vyplýva z predchádzaj- úceho textu, skutočnosť je mierne odlišná, pretože Quattro sa objavilo až 14 rokov po Jensene. Audi však nemožno uprieť fakt, že automobil s pohonom 4×4 v jeho podaní mal okrem známych technických predností aj nepopierateľný obchodný úspech, bol „predajný“ a udržal sa s niektorými zlepšeniami pohonu quattro aj vďaka systematickému a fundovanému vývoju až dodnes.
Aj Audi Quattro sa potýkalo s problémom vhodného systému medzinápravového diferenciálu. Prvý prototyp, známy ako Urquattro, stredový diferenciál vôbec nemal, čo spôsobovalo problémy pri jazde na cestách s dobrou priľnavosťou. Preto bol pri ďalších modeloch 1. generácie zavedený tretí (medzinápravový) kužeľový (symetrický) diferenciál, obr. 4, ktorý posielal na každú nápravu približne polovicu celkového hnacieho momentu motora, a bol vybavený manuálne ovládanou „tvrdou“ uzávierkou pre zlepšenie trakcie v teréne. V roku 1987 bol tento pôvodný kužeľový diferenciál nahradený pri druhej generácii quattro modernej- ším automatickým čiastočne záverným diferenciálom Torsen so závitovkovými súkolesiami, obr. 5, ktorý umožňuje prenos až 75 % hnacieho momentu motora na nápravu, ktorej kolesá sa v teréne nachádzajú na pevnom podklade. Pri tretej, zatiaľ poslednej generácii pohonu quattro, používa Audi nový tzv. korunový medzinápravový diferenciál so špeciálne vyvinutým ozubeným súkolesím, obr. 6. Bližšie podrobnosti môže čitateľ nájsť v Mot’ore č. 9/2011 a ďalej. Tento čiastočne záverný diferenciál je pri Audi A6 Quattro geometricky nastavený na základný pomer momentov PN / ZN 40 % / 60 %, vďaka samozávernému efektu vytvorenému suchou lamelovou spojkou však môže pracovať v rozsahu PN / ZN 15 % / 85 % až 70 % / 30 %.