Ökad säkerhet med fyrhjulsdrif

av Christer Ekebom Forum 1986-04, sida 22-24, 06.03.1986

Taggar: Teman: bilar

• Ökad säkerhet

Fyrhjulsdriften börjar på allvar bli en faktor att räkna med också i normala personbilar. Fyrhjulsdriften har utvecklats från ett sätt att framföra bilen i svårforcerad terräng till en möjlighet att ge bilen markant bättre kör- och vägegenskaper i såväl normala som exceptionella förhållanden.

ätt få av dagens fyrhjulsdrivna perRoe är rustade att röra sig i ter rängförhållanden. Bland annat markfrigången omöjliggör detta. Men i synnerhet här I Norden kan bilisterna nog råka ut för vägförhållanden som rimligtvis kan liknas vid terrängkörning. En ordentlig snöstorm eller issörjan på en liten väg på vårvintern kan åstadkomma synnerligen besvärliga vägförhållanden. Bland annat i sådana fall kan man ha mycket stor nytta av fyrhjulsdrift.

Flexiblare drivsystem

Den konventionella fyrhjulsdriften är tämligen styv till sin uppbyggnad och är definitivt inte speciellt väl lämpad för normal vägtrafik — det har många sk terrängbilsägare fått erfara. Fyrhjulsdriften blev emellertid för några år sedan upptäckt också av tillverkarna av rallybilar och därmed startade en snabb och intensiv utveckling som nu har resulterat i att fyrhjulsdriften fått nya egenskaper som gör den lämplig för normal landsvägskörning. Och inte nog med det — körsäkerheten har ökat kännbart jämfört med alla andra normala driftsystem.

En varning!

Här är det dags för en liten varning: vissa moderna fyrhjulsdrivna personbilar har vägegenskaper som gör dem överlägsna de flesta andra bilar, men det betyder inte att de skulle besitta någon form av övernaturliga egenskaper. De kan inte kullkasta fysikens lagar. Om en förare kör sin bil in i e 2 brant sväng med för hög hastighet, blir resultatet ett besök ute i geografin, även om bilen skulle ha drift till och med på reservhjulet. En fyrhjulsdriven bil bromsar inte heller snabbare än en konventionell bil. Kör man däremot sin fyrhjulsdrivna bil som vilken normal bil som helst, är resultatet en kännbart ökad säkerhet, framför allt i svåra förhållanden.

Bara början

Sista ordet i utvecklingen av fyrhjulsdriften är ännu inte sagt. Utvecklingen kan egentligen bara anses ha börjat på allvar nu. Den röda tråden i utvecklingsarbetet är strävan att avlägsna den konventionella fyrhjulsdriftens nackdelar samt att utveckia fördelarna. Den idealiska fyrhjulsdriften ger bilen ett märkbart bättre väggrepp framför allt på halt eller löst underlag (is och snö). I praktiken betyder detta att bilens vägegenskaper förbättras. Men bilens beteende följer ett mycket invecklat mönster i olika förhållanden och det stora problemet är att åstadkomma ett drivsystem som kan känna av och kompensera för olika beteendemönster under körningens gång.

Det är uppenbart att biltillverkarna nu har valt två huvudriktningar. Den ena och än så länge den allmännaste, går ut på att fyrhjulsdriften är konstant, men frånkopplingsbar. I de flesta fall är kraftfördelningen mellan fram- och bakhjulen dessutom fördelad enligt 50/50-principen. Några bilfabrikanter, bland annat Ford och BMW har gjort kraftfördelningen osymmetrisk så att bakhjulen

BMW är en av de tillverkare som lyckats optimera fyrhjulsdriften för landsvägskörning. På bilden BMW 325i-4W i aktion.

får större drivkraft än framhjulen. I viss mån är överföringsförhållandet också variabelt. Det här konceptet ger bilen liknande köregenskaper som den bakhjulsdrivna bilen har i normala förhållanden. Fyrhjulsdriften ger sig till känna egentligen först då det normalt skulle bli kritiskt med väghållningen.

Den andra riktningen bygger på variabel kraftfördelning. Bland annat Porsche, Mercedes och Volkswagen har tillämpat denna princip. VW tillverkar egentligen två varianter av fyrhjulsdrift, den ena med fast överföringsförhållande (i Passat) och den andra med variabelt överföringsförhållande (i Golf).

Viskoslåset

Den konstruktionsdetalj som uppenbart fört fyrhjulsdriftens utveckling kraftigt framåt är det sk viskoslåset. Konstruktionen är

Principskiss av BMW:s viskoskoppling. Kopplingen ger stor flexibilitet i kraftöverföringen vid fyrhjulsdrift, vilket gör det möjligt att hela tiden erhålla optimala köregenskaper. Systemet känner av de olika hjulens väggrepp och anpassar kraftöverföringen till de rådande förhållandena.

4/1986 PORUN med" modern: fyrhjulsdrif mycket enkel. Låset, eller kopplingen, delar en axel i två delar. Den ena delen är fäst vid kopplingshuset och den andra delen löper inne i huset. Såväl kopplingshuset som den innanför varande axeln är försedda med lameller som ligger turvis bredvid varandra utan att vidröra varandra direkt. Hela lamellpaketet ligger i en tjockflytande olja. Normalt roterar hela huset, lamellerna och oljan med exakt lika hög hastighet, eller med andra ord: den tudelade axelns båda delar roterar med samma hastighet. Kraftöverföringen är 100 procent. Om framhjulen eller bakhjulen släpper greppet, reagerar låset genom att förhindra att det aktuella hjulparet går i spinnn. Dragkraften på hjulparet minskar och överförs på det hjulpar som för tillfället har bättre vägfäste. Den markanta skillnaden mellan detta system och ett fast drivsystem är att dragkraften i det kopplade systemet hela tiden kan fördelas optimalt mellan hjulparen.

Avancerat system från BMW BMV använder i sin fyrhjulsdrivna 325i-4WD viskoslåset såväl på kardanaxe (för kraftfördelningen mellan hjulparen) och vid vartdera bakhjulet för att förhindra spinn. Här fungerar viskoslåset egentligen som en differentialspärr under vissa förhållanden. BMWs fyrfhuljsdrift är mycket avancerat och känsligt för variationer i väglaget. Driften balanseras hela tiden så att bilen behåller väggreppet under nästan vilka vidriga förhållanden som helst. Bilen är dessutom försedd med låsningsfria bromsar som anpassats till fyrhjulsdriften.

Helt variabel drift i Golf

VW kallar sin fyrhjulsdrift för Synchro och i den nyligen offentliggjorda Golf Synchro har man tillämpat ett helt variabelt system. Golfen är också försedd med en liknande viskoskoppling som i BMW, men i Golfen är fyrhjulsdriften egentligen bortkopplad vid normal körning med gott vägfäste. Fyrhjulsdriften kopplas gradvis in beroende på vägunderlaget och hjulparens vägfäste. Så länge framhjulen har bättre fäste, är drivkraften också i motsvarande grad större på dessa. Under mycket svåra förhållanden är driften däremot fullständigt fyrhjulig me en kraftfördelning på 50/50. I bakaxelns differential sitter ett frihjul, som vid inbromsning genast kopplar ifrån driften på bakhjulen och därmed beter sig Golf Synchro vid inbromsning precis som den normala framhjulsdrivna versionen.

Den intressanta skillnaden mellan BMW och VW Golf är att BMW:s fyrhjulsdrift egentligen prioriterar bakhjulen och ger bilen egenskaper som påminner om konventionella bakhjulsdrivna BMW, medan Golfens fyrhjulsdrift prioriterar framhjulen, vilket förefaller naturligt eftersom Golf normalt är en framhjulsdriven bil.

Trenden i utvecklingen av fyrhjulsdriften är tämligen uppenbar — de tekniska lösningarna förenklas och blir därmed både säkrare och billigare, men de egenskaper de åstadkommer blir hela tiden bättre. Fyrhjulsdriften, som ännu för ett par år sedan ansågs vara en finess för rallyfantaster och folk som måste röra sig i terrängen med sin bil, kommer uppenbart inom några år att bli en självklarhet i bilar från medelklass uppåt.

Christer Ekebom &

Enklare låsningsfria bromsar

De låsningsfria bromsarna är en säkerhetsdetalj som hittills, på grund av den höga merkostnaden, har förekommit bara i de dyraste och mest påkostade bilmodellerna. Ford har emellertid tagit i bruk ett nytt, betydligt enklare och billigare system.

utvecklat ett nytt system för låsnings fria bromsar för framhjulsdrivna bilar. De nya Orion och Escort modellerna kan nu erhållas med låsningsfria bromsar. Ford torde vara den första europeiska biltillverkare som erbjuder låsningsfria bromsar i bilar i den här storleksklassen.

Systemet är avsett för mekaniska diagonala tvåkrets bromssystem. Det är konstruerat att förhindra låsning av hjulen i alla inbromsningssituationer så att väggreppet kan bibehållas (såvida det inte redan är förlorat exempelvis på grund av för hög hastighet i en kurva).

| ucas-Girling har I samarbete med Ford

Mekaniska enheter

Systemet består av två vid framhjulen placerade tryckkonvertrar. I konvertern finns en sensor för hjulets rotationshastighet, en hydraulpump och en tryckutjämnare. Pumpen drivs via en tandad rem från framhjulets axel. Pumpens rotationshastighet är högre än hjulets. Vid bakhjulen finns en tryckutjärnningsventil. som avkänner körhöjden och som gör det möjligt att reglera bromsningen i såväl fram- som bakhjul i samma krets.

Då sensorn för rotationshastigheten upptäcker att ett hjul har låsts exempelvis på grund av halt underlag, minskas trycket i den aktuella bromskretsen och hjulet kan pånytt börja rulla. När hjulet kommer i rullning, ökar trycket på grund av hydraulpumpens pumpeffekt och trycket stiger igen. Det här resulterar i en snabb pumpnings FORUN 2/198 effekt som gör det möjligt att styra bilen under pågående inbromsning. konvertern har två kanaler som reglerar varsin halva av den diagonala bromskretsen. Därmet tryggas kursstabiliteten hos en framhjulsäriven bil vid inbromsningen.

Enklare uppbyggnad

Detta bromssystem är betydligt enklare än tidigare elektroniskt styrda system. Det

Fords populära mellanklassbil Escort kan nu erhållas med låsningsfria bromsar. Systemet är standard i en del av Orion-modellerna.

fungerar helt mekaniskt och helt automatiskt under påverkan av trycket i bromsvätskan. Systemets uppbyggnad är enkel och det är lätt att underhålla. Man kan fråga sig om biltillverkarna i samband med utvecklingen av de låsningsfria bromsarna har gått en omväg och börjat från en mera invecklad konstruktion, för att så småningom sluta vid en tämligen enkel mekanisk lösning? Christer Ekebom 2 — Man har idag alla förutsättningar att konstruera en dator med medvetande. Den skulle fungera genom att imitera den mänskliga hjärnans funktioner. Om tillräckliga resurser sätts in, är detta möjligt, säger Matti Bergström, professo i hjärnfysiologi vid Helsingfors universitet.

Ännu är den medvetna datorn teori. Professor Matti Bergström tror emellertid att uppgiften går att lösa, bara tillräckliga resurser frigörs för projektet.

atti Bergström har arbetat med M hjärnforskning i trettio år och p basen av sina undersökningar kommit till, att människans medvetande (Consciousness) bäst kan definieras som elementär/primitiv förnimmelse. Existensen är en förnimmelse som ingår som ett element i människans samtliga iakttagelser/observationer.

Professor Bergström har redan i tio år med universitetets datorer urfört experiment som gått ut på att simulera och imitera den mänskliga hjärnans funktioner. Han har i avancerade experiment också testat möjligheterna att ”skapa" medvetande. Men en enda datateknisk expert, som skall tjäna fyra olika inrättningar, hinner inte hjälpa till med programmering av en artificiell hjärna vid sidan om andra arbetsrutiner.

Först i världen — Vi är rätt ensamma på detta område, säger Bergström. — Motsvarande princip har inte tillämpats någon annanstans i världen. Just mot den bakgrunden är det lockande att utföra dessa experiment. Det är ju faktiskt fråga om att söka lösningen på ett av mänsklighetens grundproblem.

Vid utvecklandet av ett medvetande för datorer har man först koncentrerat sig på att konstruera sk random networks — slumpnätverk -— som motsvarar hjärnstammen. Nästa steg har varit att skapa mellanhjärnans informationsnät, och därefter hjärnbarkens nätverk.

— Hjärnbarkens nätverk sorterar och gallrar i de impulser som random-nivån sänder. Mellan kortikalX=hjärnbark-) och randomnivån konfronteras impulserna och får karaktären av existerande och observerbara partiklar. Existens är randomnivåns grundegenskap. Denna nivå klarar sig i princip utan den kortikala processen — men vice versa är omöjligt, konstaterar Bergström.

Tillräcklig kapacitet

Förverkligandet av ett enkelt datorsystem med medvetande är inte i detta skede något SOM stupar på datorkapacitet. Vad som behövs är en tillräcklig datorkapacitet, och ett lämpligt språk samt duktiga programmerare.

Världshistoriskt experiment inom räckhåll?

ARTIFICIELL HJÄRNA KAN BYGGAS, SÄGER BERGSTRÖ 2 4/1986 FRUN,