Kierowcy terenówek i operatorzy maszyn rolniczych od lat zmagają się z tym samym problemem. Gwarantowany napęd na cztery koła okazuje się zawodzić akurat wtedy, gdy jest najbardziej potrzebny – w trudnym terenie, gdzie każde koło musi pracować niezależnie. Dlatego też szwajcarski wynalazca Werner Muller postanowił zaprojektować rozwiązanie o nazwie Line Traction, które może zmienić dotychczasowe podejście do projektowania układów napędowych. Jego system stanowi odpowiedź na odwieczny dylemat inżynierów – jak zapewnić stabilną trakcję bez skomplikowanych mechanizmów różnicowych?
Zasada działania napędu 4×4 bez dyferencjału
W praktyce różnica działania Line Traction wobec rozwiązań typu Torsen, Haldex czy eLSD polega na kierunku sterowania. W systemach konwencjonalnych układ generuje moment i pozwala kołom “wziąć tyle, ile potrzebują”, a elektronika koryguje nadmiar poślizgiem lub dohamowaniem. Tutaj założona jest odwrotna filozofia: koło ma jechać z precyzyjnie wyliczoną prędkością obwodową i tylko tyle momentu zostanie mu dostarczone, ile rzeczywiście potrzeba do utrzymania tej prędkości bez poślizgu. Z punktu widzenia opony to mniejszy poślizg roboczy, mniej ciepła i mniejsze zużycie bieżnika w pracy ciągłej.
Podstawą systemu Line Traction są przekładnie planetarne umieszczone przy każdym kole. Każda z nich posiada koło pierścieniowe połączone z piastą poprzez układ hydrauliczny. Ten ostatni może albo pozwolić na swobodny obrót, albo całkowicie zablokować element. To właśnie ta kontrola rotacji umożliwia automatyczne dostosowywanie prędkości poszczególnych kół do aktualnych warunków drogowych. Samo sterowanie opiera się na ciągłym monitorowaniu kąta skrętu kierownicy oraz geometrii pojazdu. Specjalne oprogramowanie w czasie rzeczywistym oblicza docelowe prędkości dla każdego koła, następnie regulując zaworami proporcjonalnymi przepływ oleju w układzie hydraulicznym. Gdy koło pierścieniowe zostaje zablokowane, system funkcjonuje jak standardowa przekładnia planetarna o ustalonym przełożeniu.
Czytaj też: Toyota się chwali. Elektryk przeżyje Twoje dwa spalinowe samochody
Kluczowa różnica w porównaniu z tradycyjnymi rozwiązaniami polega na stałym napędzaniu wszystkich kół i to niezależnie od warunków. Nawet gdy dwa koła utracą kontakt z podłożem, nadal będą się obracać z zadaną prędkością, podczas gdy pozostałe dwa zapewnią pojazdowi ruch do przodu. Dlatego właśnie Line Traction to fundamentalna zmiana w filozofii konstruowania układów napędowych. Nie jest też wypchana elektroniką po brzegi, bo algorytm sterowania nie musi znać współczynnika tarcia pod każdym kołem. Wystarczy wiarygodny model geometrii skrętu, prędkości pojazdu i promienia kół, a także obserwacja różnicy między prędkością zadaną a osiąganą. Gdy różnica rośnie, układ podbija dostępny moment do granicy poślizgu lub chwilowo “dokręca” blokadę pierścienia przekładni planetarnej, co przypomina regulację PID, ale zaimplementowaną na poziomie hydrauliki piasty.
Od koncepcji do wdrożenia Line Traction
Muller opatentował swój pomysł w 2015 roku, a dalszy rozwój prowadził we współpracy z inżynierami z Karlsruhe Institute of Technology w południowo-zachodnich Niemczech. Pierwsze komercyjne zastosowanie system znajdzie w ciągniku Aebi Terratrac, który jest przeznaczonym do pracy na stromych zboczach górskich, a więc dokładnie tam, gdzie konwencjonalne układy często zawodzą.
Czytaj też: Najlepszy motocykl na start? Legenda wróciła z ciekawym twistem
Zalety systemu wykraczają poza samą poprawę trakcji. Ponieważ żadne koło nie może się obracać niezależnie od innych, pojazd nie niszczy nawierzchni poprzez poślizg. Może także skręcać bez charakterystycznego dla systemów 4WD ślizgania się kół. Co istotne, rozwiązanie można bezpiecznie stosować na utwardzonych drogach, co w przypadku tradycyjnych napędów z zablokowanymi dyferencjałami jest niemożliwe.
Dla użytkownika oznacza to znaczne uproszczenie obsługi. Nie ma potrzeby ręcznego włączania blokad dyferencjałów ani przełączania trybów jazdy, bo system automatycznie dostosowuje się do warunków. Jest to szczególnie ważne w maszynach rolniczych, gdzie operator musi koncentrować się na wielu zadaniach równocześnie.
Perspektywy szerszego zastosowania “lepszego napędu 4×4”
Mimo ewidentnych zalet, system Line Traction może napotkać ograniczenia w zastosowaniach wykraczających poza ciężki sprzęt. Przekładnie planetarne i układy hydrauliczne montowane w piastach znacząco zwiększają masę nieresorowaną, co w samochodach osobowych mogłoby negatywnie wpłynąć na komfort jazdy i charakterystykę zawieszenia. Dla maszyn pracujących w ekstremalnych warunkach (na stromych zboczach, błotnistych polach czy nierównym terenie) Line Traction rzeczywiście może stanowić przełomowe rozwiązanie, ale dla typowych samochodów osobowych może być po prostu bezsensowny.
Czytaj też: Motocykl przyszłości z dwoma silnikami, czyli jak Honda rozwali konkurencję na łopatki
Line Traction pokazuje, że czasem rozwiązanie długotrwałego problemu wymaga całkowitego przeprojektowania podejścia, a nie kolejnej modyfikacji istniejącej technologii. Najbliższe lata zweryfikują, czy szwajcarska innowacja znajdzie zastosowanie poza branżą rolniczą, bo jej obecna konstrukcja wydaje się optymalna wyłącznie dla ciężkiego sprzętu, gdzie priorytetem jest niezawodność, a nie lekkość konstrukcji. Niemniej sama koncepcja zasługuje na uwagę jako świeże spojrzenie na problem, który wydawał się nierozwiązywalny.