Το άρθρο παρουσιάζεται όπως δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Τετρακίνηση MAG τεύχη 11,12 και 13
Επιστροφή στην κανονική σελίδα: Διάφορα...διαφορετικά διαφορικάΕίναι απόλυτα φυσιολογικό η ορολογία και το πλήθος των διάφορων επιλογών στην τετρακίνηση, που προσφέρουν σήμερα οι κατασκευαστές και οι βελτιωτές να μας μπερδεύει. Στις βασικές ερωτήσεις-απαντήσεις που ακολουθούν μπορεί να βρούμε τη λύση σε μερικές από τις απορίες μας. Αν απ' την άλλη οι απαντήσεις μας είναι ήδη γνωστές, είναι ίσως μια ευκαιρία για επανάληψη στην "αλφαβήτα" της μετάδοσης, που θα ολοκληρωθεί σε τρία μέρη.
Το παρακάτω περιστατικό είναι πραγματικό, και συνέβη πριν τρία χρόνια:
Συζητάμε περί ανέμων και υδάτων με Έλληνα παλαιό "τζιπά". Ο συνομιλητής δεν είχε ποτέ εμπλακεί με extreme offroad, ασχολείτο όμως χρόνια με το 4Χ4. Μάλιστα, στα τέλη της δεκαετίας του '80 και στις αρχές της δεκαετίας του '90, λάμβανε μέρος σε χωμάτινους αγώνες ταχύτητας τύπου ραλλύ με διάφορα τετρακίνητα, μεταξύ των οποίων και με Land Rover 90 V8. Η κουβέντα έρχεται στις παλιές δόξες, και ο φίλος αρχίζει να διηγείται διάφορες ιστορίες... Σε λίγο αναφέρεται στο 90άρι, με επαινετικά σχόλια... Θέλοντας να μάθω λεπτομέρειες για την προετοιμασία και τις συνθήκες της εποχής τον ρωτάω «πως είχατε στημένη τη μετάδοση του 90 τότε, στους αγώνες;»
Η απάντηση με αφήνει "κάγκελο":
«Κοίτα Μάϊκ, ανάλογα τη διαδρομή, άλλοτε τρέχαμε πισωκίνητοι, άλλοτε τετρακίνητοι, άλλοτε με κοντά, άλλοτε με μακριά...» Ο φίλος έτρεχε με το Land Rover 90 σε αγώνες, χωρίς ποτέ να ανακαλύψει ότι έχει μόνιμη τετρακίνηση!! Μάλιστα νόμιζε ότι πήγαινε πισωκίνητος, και ότι επιλέγοντας στο transfer τη θέση "Diff lock" έβαζε τετρακίνηση!! Για βελτιώσεις, μπλοκέ ή οτιδήποτε άλλο φυσικά ούτε λόγος.... Εννοείται ότι, μη θέλοντας να τον στενοχωρήσω ή να τον προσβάλω γύρισα την κουβέντα αλλού, εξάλλου δεν νομίζω ότι οποιαδήποτε άλλη αντίδραση θα είχε νόημα.
Το περιστατικό φυσικά είναι μεμονωμένο, και σε καμμία περίπτωση δεν το θεωρώ ενδεικτικό του γενικού κλίματος που επικρατούσε παλαιότερα. Υπήρχαν και πολλές, πολύ σοβαρές συμμετοχές. 'Ομως είναι αδιαμφισβήτητο γεγονός ότι τα πράγματα έχουν αλλάξει πολύ από τότε, και στο σημερινό, πολύ πιο απαιτητικό για τον οδηγό περιβάλλον, αυτός χρειάζεται απόλυτη γνώση των δυνατοτήτων και των αδυναμιών του οχήματος του, ώστε να μπορεί να το αξιοποιήσει στο maximum.
Οι επιλογές του καθενός μπορεί να είναι πολύ διαφορετικές, ανάλογα με το ζητούμενο αποτέλεσμα και τη χρήση για την οποία προορίζει το όχημα του. Καλό είναι όμως να γίνονται ξέροντας τι είναι αυτό που επιλέγουμε, και γιατί. Τα διαφημιστικά έντυπα των διαφόρων εταιριών δεν λένε πάντα ολόκληρη την αλήθεια, καλό είναι λοιπόν εμείς να ξέρουμε όσο το δυνατόν τους λόγους που θα προτιμήσουμε την άλφα τετρακίνηση από τη βήτα, ή το άλφα aftermarket διαφορικό από τα ανταγωνιστικά του προϊόντα.
'Aλλες ιδιότητες του διαφορικού είναι ότι αλλάζει την κατεύθυνση της ροπής κατά 90 μοίρες, και ότι την πολλαπλασιάζει σε προκαθορισμένο ποσοστό, μέσω ζεύγους ανισομεγεθών γραναζιών. Δεν μας απασχολούν σε αυτό το άρθρο, αυτό που μας ενδιαφέρει εδώ είναι ο διαφορισμός.
'Οταν το όχημα μας κινείται ευθεία, όλοι οι τροχοί του κινούνται με την ίδια ταχύτητα και διανύουν την ίδια απόσταση ανά μονάδα χρόνου. 'Οταν όμως το όχημα μας στρίβει, ο εξωτερικός τροχός του κάθε άξονα καλείται να διανύσει μεγαλύτερη απόσταση από τον αντίστοιχο εσωτερικό ανά μονάδα χρόνου, άρα καλούνται να κινηθούν με διαφορετική ταχύτητα. Αυτό γίνεται δυνατό χάρη στην ύπαρξη διαφορικού, ανάμεσα στον εξωτερικό και τον εσωτερικό τροχό. Χωρίς την ύπαρξη του το σύστημα μετάδοσης ένος οχήματος θα δεχόταν εξαιρετικές καταπονήσεις μόλις η πορεία του παρέκλινε της ευθείας έστω και στο ελάχιστο, ενώ η συμπεριφορά του οχήματος θα ήταν εντελώς απρόβλεπτη.
Τα δικίνητα οχήματα έχουν ένα διαφορικό ανάμεσα στους δύο κινητήριους τροχούς τους. Τα πισωκίνητα το έχουν ανάμεσα στους δύο πίσω τροχούς, ενώ τα προσθιοκίνητα ανάμεσα στους δύο εμπρός. Τα τετρακίνητα οχήματα έχουν ένα διαφορικό ανάμεσα σε κάθε ζεύγος κινητήριων τροχών, ένα εμπρός και ένα πίσω.
Μερικά τετρακίνητα έχουν και ένα τρίτο διαφορικό, στο κέντρο του συστήματος μετάδοσης, μέσα στο transfer case, το οποίο δέχεται τη ροπή από τα γρανάζια του transfer και την μοιράζει ανάμεσα στον εμπρός και τον πίσω κεντρικό άξονα. Αυτό το τρίτο διαφορικό, ονομάζεται κεντρικό. Η ύπαρξη κεντρικού διαφορικού επιτρέπει στον εμπρός και τον πίσω κεντρικό άξονα να περιστρέφονται με διαφορετικές μεταξύ τους ταχύτητες, ανάλογα τις συνθήκες. Αυτή η ιδιότητα με τη σειρά της επιτρέπει στο όχημα να είναι μόνιμα τετρακίνητο, ακόμη και στην άσφαλτο, έχοντας καλύτερη οδική συμπεριφορά.
Η πιο παρεξηγημένη έννοια στην όλη ιστορία. Ο λόγος είναι ότι πολλοί κατασκευαστές χρησιμοποιούν τον ίδιο αυτόν όρο για να περιγράψουν συστήματα τετρακίνησης που είναι διαφορετικά μεταξύ τους. Για κανέναν άλλον όρο δεν έχω ακούσει και διαβάσει περισσότερες ανακρίβειες. Πλήρης σύγχυση...
Μόνιμα τετρακίνητο είναι κάθε όχημα που έχει κεντρικό διαφορικό. Αντίστοιχα, και παρά την αντίθετη κρατούσα άποψη, κανένα όχημα χωρίς κεντρικό διαφορικό δεν είναι μόνιμα τετρακίνητο. Κάποια 4Χ4, κυρίως SUV, έχουν τετρακίνηση ηλεκτρονικά ελεγχόμενη ή ελεγχόμενη από κάποιον συμπλέκτη σιλικόνης. Αυτά, αν δεν έχουν και κεντρικό διαφορικό με γρανάζια (όπως έχουν π.χ. το Daihatsu Terios, το Land Rover Discovery 3, το Land Cruiser 120, το Mercedes G Wagen κ.α.) δεν έχουν μόνιμη τετρακίνηση για τον απλό λόγο ότι δεν είναι μόνιμα τετρακίνητα. Απλώς το ποσοστό ροπής που πηγαίνει στον δεύτερο άξονα, συνήθως στον πίσω, κανονίζεται ερήμην του οδηγού, από το ίδιο το σύστημα μετάδοσης, ή "κλειδώνεται" σε κάποιο προκαθορισμένο ποσοστό αν ο οδηγός πατήσει το ανάλογο κουμπί .
'Οχι, δεν είναι όλα ίδια.
Στο transfer κατ' αρχήν υπάρχουν τα ζεύγη γραναζιών για το αργό-γρήγογο (hi-low), σε όσα οχήματα έχουν αργό-γρήγορο.
Στα κατ' επιλογή τετρακίνητα (όπως π.χ. στο Jeep Wrangler, στο Suzuki Jimny, στο Nissan Patrol κλπ), μέσα στο transfer υπάρχει και ένα κόμπλερ που ενώνει τον εμπρός με τον πίσω κεντρικό άξονα, όταν ο οδηγός επιλέξει τετρακίνηση. Σε αυτή τη περίπτωση ο εμπρός με τον πίσω κεντρικό είναι υποχρεωμένοι να περιστρέφονται με την ίδια ακριβώς ταχύτητα, λόγω ακριβώς της απουσίας κεντρικού διαφορικού
Στα SUV με αυτόματη τετρακίνηση, αντί για το κόμπλερ υπάρχει ένας συμπλέκτης, ηλεκτρονικός ή συνεκτικός. Σε νορμάλ συνθήκες η ροπή πηγαίνει στο έναν άξονα, συνήθως στον μπροστινό.
'Oταν το σύστημα αισθανθεί απώλεια πρόσφυσης, στέλνει μέρος της ροπής του μοτέρ και στον δεύτερο άξονα. Αυτό συμβαίνει μόνο αφού ο πρώτος άξονας χάσει πρόσφυση, όχι πριν χάσει πρόσφυση.
Σε μερικά SUV υπάρχει εκτός από τον συμλέκτη και κόμπλερ, οπότε όταν ο οδηγός πατήσει το αντίστοιχο κουμπί ο εμπρός με τον πίσω άξονα εμπλέκονται και είναι υποχρεωμένοι να περιστρέφονται με την ίδια ακριβώς ταχύτητα, όπως και στα κατ' επιλογή τετρακίνητα.
Και πάλι δεν υπάρχει κεντρικό διαφορικό
Στα μόνιμα τερακίνητα (είπαμε, G Wagen, Land Cruiser, Niva, Terios κλπ) στη θέση του κόμπλερ υπάρχει κεντρικό διαφορικό. Η ροπή πηγαίνει μονίμως και στους τέσσερις τροχούς, σε κάθε έδαφος. Όμως, ανάλογα με τις συνθήκες το ποσοστό της ροπής που πηγαίνει σε κάθε άξονα μεταβάλλεται ελεύθερα. Αυτός είναι και ο λόγος που αυτά τα οχήματα μπορούν να είναι συνεχώς τετρακίνητα.
Πλεονεκτήματα; Η καλύτερη οδική συμπεριφορά στην άσφαλτο
Μειονεκτήματα; Μεγαλύτερες τριβές, κατανάλωση, κόστος.
Τα περισσότερα μόνιμα τετρακίνητα έχουν και κάποιο τρόπο να καταργούν τη λειτουργία του κεντρικού διαφορικού, κλειδώνοντας το στη θέση Diff lock ή απλά Lock (π.χ. Land Rover Defender, Lada Niva, Land Cruiser κλπ). Σε αυτή τη περίπτωση ο εμπρός με τον πίσω κεντρικό άξονα είναι υποχρεωμένοι να περιστρέφονται με την ίδια ακριβώς ταχύτητα, ακριβώς όπως συμβαίνει στα κατ' επιλογή τετρακίνητα όταν βάλουμε τετρακίνηση.
Κάποια εξελιγμένα συστήματα τετρακίνησης, όπως π.χ. το Super Select της Mitsubishi διαθέτουν μεν κεντρικό διαφορικό, αλλά επιτρέπουν στον οδηγό να στείλει τη ροπή μόνο στον πίσω άξονα, αν επιθυμεί, κάνοντας το όχημα πισωκίνητο, ή και στους δύο άξονες, κάνοντας το μόνιμα τετρακίνητο.
Κανένα πλεονέκτημα. Το κεντρικό διαφορικό, όταν είναι στη θέση Lock, δεν έχει καμμία απολύτως λειτουργική διαφορά από το κόμπλερ των κατ' επιλογή τετρακίνητων, όταν είναι στη θέση 4H ή 4L. Ίσα-ίσα, αν δεν είναι καλά σχεδιασμένο, έχει μειωμένη αντοχή σε σχέση με το κόμπλερ.
Τέλος, το transfer, όποιο κι' αν είναι, δεν επηρεάζει σε τίποτα τη λειτουργία του εμπρός και του πίσω διαφορικού. Είναι εντελώς διαφορετικά σημεία της μετάδοσης. Το μπέρδεμα στους ιδιοκτήτες οχημάτων με μόνιμη τετρακίνηση δημιουργεί η λέξη Lock... και η κακή πληροφόρηση από κάποιους πωλητές. Πολλές φορές συνάντησα οδηγούς Land Rover Defender ή Lada Niva οι οποίοι ήταν απόλυτα σίγουροι ότι κλειδώνοντας το κεντρικό διαφορικό «βάζουν τα μπλοκέ» ή «βάζουν το κάρο» ή «δεν κάνει να στρίβουν, γιατί θα τα σπάσουν όλα».
Είπαμε όμως τη μαγική λέξη «μπλοκέ». Γιατί είναι τόσο μαγική; Γιατί όλοι οι offroaders εύχονται ο 'Αη-Βασίλης την Πρωτοχρονιά να τους αφήσει δίπλα στο τζάκι «δύο μπλοκέ»; Ας δούμε γιατί...
'Oχι, δεν είναι. Είδαμε στο προηγούμενο, πρώτο μέρος, ότι το διαφορικό είναι μία μηχανική διάταξη μεταφοράς ροπής, με δύο βασικές ιδιότητες:
Η δεύτερη αυτή λειτουργία ονομάζεται διαφορισμός.
Εκτός της αντοχής, όπου όπως είναι αυτονόητο υπάρχουν αμμέτρητες διαβαθμίσεις, ανάλογα τη δύναμη, το βάρος κλπ, τα διαφορικά χωρίζονται σε δύο γενικές κατηγορίες, ως προς τη λειτουργία τους. Σε αυτά που εκτελούν διαφορισμό πάντα, χωρίς κανέναν περιορισμό, και σε αυτά που μπορούν να ελέγξουν τον διαφορισμό που εκτελούν. Τα πρώτα ονομάζονται ελεύθερα ή ανοικτά, ενώ τα δεύτερα ελεγχόμενα ή μπλοκέ.
Eίναι πολύ καλό, γιατί σε φυσιολογικές συνθήκες κίνησης δεν καταπονεί καθόλου το υπόλοιπο σύστημα μετάδοσης και δεν επηρεάζει την οδική συμπεριφορά του οχήματος. Το όχημα είναι ελεύθερο να στρίβει σύμφωνα με τις εντολές του οδηγού, και το διαφορικό (ή τα διαφορικά) επιτρέπουν στους κινητήριους τροχούς να διαγράφουν τόξα διαφορετικού μήκους, ανάλογα με την πορεία του.
Η ροπή όμως έχει μία κακή συνήθεια...ακολουθεί πάντα την οδό με τη μικρότερη αντίσταση, όπως ακριβώς κάνει και το ηλεκτρικό ρεύμα, το νερό κλπ. Αυτό σημαίνει δύο πράγματα:
Σε ένα 4Χ4 με ανοικτά διαφορικά εμπρός και πίσω, αν αυτό συμβεί ταυτόχρονα και στους δύο άξονες, για οποιονδήποτε λόγο, και η ωφέλιμη ροπή είναι μικρότερη από την απαιτούμενη, το όχημα ακινητοποιείται, με έναν τροχό από κάθε άξονα να σπινάρει ανωφελώς, και τον απέναντι του να μένει ακίνητος.
Αν το όχημα διαθέτει και κεντρικό διαφορικό, και αν αυτό είναι ανοικτό, αρκεί μόνον ένας από τους τέσσερις τροχούς να βρεθεί με μηδενικό ή ελάχιστο grip για να ακινητοποιηθεί. Αυτό συμβαίνει γιατί ο τροχός αυτός παίρνει όλη τη ροπή του άξονα που ανήκει (μέσω του ανοικτού διαφορικού του άξονα), και αυτός ο άξονας παίρνει όλη τη ροπή του μοτέρ (μέσω του ανοικτού κεντρικού διαφορικού), οπότε τελικά ο τροχός με το μηδενικό grip παίρνει όλη τη ροπή του μοτέρ. Είπαμε, η ροπή είναι σαν το νερό, ακολουθεί την οδό με την μικρότερη αντίσταση... Το κλείδωμα του κεντρικού διαφορικού υποχρεώνει τη ροπή να μοιραστεί στον εμπρός και στον πίσω άξονα, αποτρέποντας αυτό το φαινόμενο.
Ναι, και εδώ αρχίζει το ενδιαφέρον. Υπάρχουν δύο βασικές κατηγορίες ελεγχόμενων διαφορικών.
Τα διαφορικά περιορισμένης ολίσθησης (Limited slippery differentials ή LSD's) και,
Οι αναστολείς διαφορισμού, αυτόματοι (automatic locking differentials ή auto lockers) ή χειροκίνητοι (manual locking differentials ή manual lockers).
Τα LSD υπάρχουν σε διάφορες μορφές. Xρησιμοποιούν θερμοδυναμικά υλικά ή προφορτισμένους δίσκους τριβής ή οδοντωτούς κοχλίες μέσα στο διαφορικό, οι οποίοι πιέζουν ο ένας τον άλλο με ελατήρια, και δημιουργούν κάποια αντίσταση στη διαφορά ταχύτητας περιστροφής μεταξύ των δύο ημιαξονίων, και άρα μεταξύ των τροχών, περιορίζουν δηλαδή τον ελεύθρο διαφορισμό.
Υπάρχουν πολλά διαφορετικά σχέδια διαφορικών LSD, και μερικά από αυτά είναι πραγματικά έργα τέχνης, ίδίως αυτά που χρησιμοποιούν τα αυτοκίνητα στο WRC. Κάποια από αυτά δίνουν τη δυνατότητα στον οδηγό να ελέγχει το ποσοστό περιορισμού του διαφορισμού, τα περίφημα «έξυπνα» διαφορικά (δηλαδή τα υπόλοιπα διαφορικά είναι χαζά; Τέλος πάντων...)
Το πόση αντίσταση δημιουργούν τα υλικά τριβής εξαρτάται από το υλικό και την προφόρτιση τους, από το πόσο δυνατά πιέζονται μεταξύ τους από τα ελατήρια που τα συγκρατούν. Από την αντίσταση αυτή, και με απόλυτο συντελεστή το 100% ορίζεται και το κατά πόσο το LSD πετυχαίνει να εμποδίσει (πιο σωστά να περιορίσει) τον διαφορισμό.
Αν, για παράδειγμα, μέσω της τριβής που δημιουργείται μεταξύ των δίσκων, καταφέρνει να περάσει το 45% της ροπής που εισέρχεται στο διαφορικό, τότε λέμε κατά συνθήκη ότι αυτό το διαφορικό είναι «45% μπλοκέ». Ο όρος αυτός δεν είναι απόλυτα σωστός, γιατί δεν είναι απόλυτα σαφής, και έχει δημιουργήσει πολλά-πολλά μπερδέματα. Χρησιμοποιείται όμως κατά κόρον, και γι' αυτό τον αναφέρω.
...Είναι μακράν η καλύτερη επιλογή για γρήγορο χώμα, βοηθάει σε light off road, είναι "λίγο" σε extreme συνθήκες.
'Ολα τα 4Χ4 που τρέχουν σε αγώνες ταχύτητας μπορούν να επωφεληθούν τα μέγιστα αν τη διαχείριση της ροπής του μοτέρ έχουν αναλάβει διαφορικά περιορισμένης ολίσθησης. Ο λόγος είναι ότι, σε αντίθεση με τα lockers, η συμπεριφορά του LSD αλλάζει ανάλογα με το γκάζι, με το πόση ροπή στέλνει ο οδηγός στο διαφορικό. 'Aλλο το 45% της ροπής ενός αγωνιστικού μοτέρ στις 2500 στροφές και άλλο το 45% της ροπής του ίδιου μοτέρ στις 5500 στροφές. Γι' αυτό στην καθομιλουμένη λέμε ότι «με τα γκάζια σφίγγουν τα μπλοκέ».
Εκτός δρόμου το LSD βοηθάει, σε σχέση με ένα ανοικτό διαφορικό, αλλά σε extreme συνθήκες είναι απελπιστικά "λίγο". Για να καταφέρει να βοηθήσει, πρέπει ο οδηγός να χειριστεί το γκάζι πολύ επιθετικά, με όλα τα πιθανά μειονεκτήματα, και πάλι χωρίς εγγυημένο αποτέλεσμα. Γιατί συμβαίνει αυτό;
Σε κλειστά, τεχνικά κομμάτια, το όχημα δέχεται ακραίες διαγώνιες φορτίσεις. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα οι τροχοί του ίδιου άξονα να έχουν εξίσου ακραίες διαφορές στο μεταξύ τους grip, ανάλογα φυσικά με το πάτημα του οδηγού, το μεταξόνιο και τις δυνατότητες της ανάρτησης.
Σε κάθε άξονα λοιπόν, ο τροχός που κυρίως αναλαμβάνει το έργο της προώθησης του οχήματος προς τα εμπρός είναι ο "συμπιεσμένος", ενώ ο απέναντι, ο "κρεμασμένος", ακόμη και αν έχει επαφή με το έδαφος λόγω καλού πατήματος ή και καλής ανάρτησης, έχει ελάχιστο διαθέσιμο grip. Αν ο άξονας είναι εφοδιασμένος με ανοικτό διαφορικό η ροπή όπως είδαμε έχει την τάση να εκτονωθεί όλη σε σπινάρισμα, μέσω του κρεμασμένου τροχού. Αν έχει LSD, ο ρόλος του είναι να αποτρέψει αυτή την εκτόνωση, μεταφέροντας μέρος της ροπής στον απέναντι, συμπιεσμένο τροχό.
Αν η ροπή που μέσω του LSD περνάει σ' αυτόν τον τροχό, αρκεί για να νικήσει την πρόσφυση, τότε ο τροχός αυτός περιστρέφεται.
Αν όχι, παραμένει ακίνητος, και οι δίσκοι τριβής μέσα στο LSD πατινάρουν.
Αν πάλι η πρόσφυση αυτού του τροχού είναι μεγαλύτερη από την αδράνεια του οχήματος, τότε αυτό κινείται.
Αν όχι, ο τροχός σπινάρει.
Σε τέτοιες περιπτώσεις βοηθούν και τα διαφόρων τύπων traction control, φρενάροντας τον τροχό που δεν έχει πρόσφυση. Δυστυχώς όμως αυτό το κάνουν στιγμιαία, και αφού παρουσιαστεί σπινάρισμα, όχι πριν παρουσιαστεί, ενώ κάποια συστήματα κόβουν και τη ροπή που φτάνει στους τροχούς για να σταματήσουν το σπινάρισμα. Βοηθάει αρκετά, αλλά δεν επιτρέπει στον οδηγό να χειριστεί τα δεδομένα (ροπή & πρόσφυση) όπως θέλει και μπορεί, αν μπορεί. Εξάλλου αυτά τα συστήματα γι' αυτό ακριβώς έχουν φτιαχτεί, για να μην έχει ο ιδιοκτήτης του οχήματος την ευθύνη του χειρισμού αυτών των δεδομένων. Τα διαχειρίζονται μόνα τους και το κάνουν ασφαλέστερα από τον μέσο οδηγό. 'Οπως αντίστοιχα και το ABS, στο φρενάρισμα.
Το σημαντικότερο μειονέκτημα οποιουδήποτε LSD σε σύκριση με ένα ανοικτό διαφορικό, ή με ένα manual locker, σε εκτός δρόμου συνθήκες, είναι ότι εμποδίζει την ελεύθερη λειτουργία του διαφορικού συνεχώς, σε κάποιο ποσοστό. 'Ετσι, σε πλάγιες κλίσεις με χαμηλή πρόσφυση είναι πολύ εύκολο η πρόσφυση να χαθεί ταυτόχρονα στους δύο τροχούς του ίδιου άξονα, και το όχημα να γλιστρήσει προς την φορά της κλίσης, ενώ ένα ανοικτό διαφορικό (ή ένα απενεργοποιημένο locker) θα εκτόνωνε την ροπή μέσω του ενός τροχού, και ο απέναντι θα παρέμενε ακίνητος, αποτρέποντας πιθανόν το γλίστημα. Τα στενά ορεινά περάσματα, με το χιόνι να έχει κλίση πάντα προς τα έξω, που τόσο συχνά συναντάμε στην Ελλάδα τον χειμώνα, είναι πραγματικός εφιάλτης με βαριά οχήματα εφοδιασμένα με LSD, και μπορούν να παρουσιαστούν ακόμη και στην απλούστερη βόλτα, όχι μόνο σε extreme δραστηριότητες. Το πρόβλημα είναι ακόμη πιο έντονο στα αυτόματα lockers, αλλά αυτό θα το δούμε στο τρίτο μέρος, μαζί με όλα τα υπέρ και κατά της λειτουργίας των lockers, αυτόματων ή χειροκίνητων.
Μέσω ενός οδοντωτού κοχλία ή στεφάνης, ή ενός πείρου, τα lockers κλειδώνουν τους δύο εξερχόμενους άξονες μεταξύ τους, καταργώντας στην ουσία τη βασική λειτουργία του διαφορικού, τον διαφορισμό.
Από τη στιγμή που αυτό συμβεί, οι δύο εξερχόμενοι άξονες είναι πλέον υποχρεωμένοι να περιστρέφονται με την ίδια ακριβώς ταχύτητα, άσχετα με το αν αυτό συμβαδίζει με τις απαιτήσεις κίνησης του οχήματος.
Ο μηχανισμός που παρέχει δυνατότητα κλειδώματος του διαφορικού ονομάζεται "αναστολέας διαφορισμού" ή "locker", και μπορεί να ενεργοποιείται αυτόματα, μέσω προφορτισμένων ελατηρίων, ή κατόπιν εντολής του οδηγού, ηλεκτρομαγνητικά, μηχανικά ή πνευματικά, με πίεση αέρα ή με υποπίεση. Στην πρώτη περίπτωση ονομάζεται auto locker ενώ στη δεύτερη, και άσχετα από τον τρόπο με τον οποίο η εντολή του οδηγού τον ενεργοποιεί, manual locker.
Η πιο συνηθισμένη εφαρμογή είναι σε κεντρικά διαφορικά. Πολύ λογικό καθώς, όπως είδαμε στα προηγούμενα άρθρα, ένα όχημα με ανοικτό το κεντρικό διαφορικό θα ακινητοποιηθεί μόλις έστω και ένας τροχός βρεθεί χωρίς πρόσφυση. Αυτός ο τροχός θα πάρει όλη τη ροπή, καθώς το κεντρικό διαφορικό θα τη στείλει στον άξονα που ανήκει ο τροχός, αφήνοντας τον άλλο άξονα χωρίς ροπή.
Το κεντρικό διαφορικό διευκολύνει την ασφαλή κίνηση του οχήματος, όταν αυτό κινείται σε εδάφη με καλή πρόσφυση. Σε εδάφη με χαμηλή πρόσφυση, και αντίθετα με ότι πολλοί από εμάς νομίζουν, το κεντρικό διαφορικό πρέπει να κλειδώνεται εκ των προτέρων, όχι να περιμένουμε το όχημα να δυσκολευτεί για να το κλειδώσουμε. Μόνο με το κεντρικό διαφορικό κλειδωμένο το όχημα είναι 4Χ4, με την έννοια που είναι 4Χ4 ένα κατ' επιλογή τετρακίνητο όταν βάλει τετρακίνηση. 'Ενας δοκιμαστής της Land Rover και top level εκπαιδευτής στην εργοστασιακή της σχολή έλεγε, με το χαρακτηριστικό Αγγλικό του χιούμορ "the difflock should be engaged all the time, for as long as you own the vehicle, except for the moments that you drive on tarmac"… Υπερβολή φυσικά, αλλά έτσι τόνιζε την αναγκαιότητα το κεντρικό διαφορικό να είναι μονίμως κλειδωμένο, όταν το όχημα κινείται σε έδαφος με χαμηλή πρόσφυση.
Lockers συναντάμε και στα διαφορικά των αξόνων. Παλαιότερα τα έβρισκε κανείς τοποθετημένα μόνο σε πολύ ειδικά οχήματα, όπως αγροτικά μηχανήματα και στρατιωτικά ελαφρά φορτηγά. Αυτό έχει αλλάξει τα τελευταία χρόνια. Από τα οχήματα που βρίσκονται τώρα σε παραγωγή, σχεδόν όλα τα "καθαρόαιμα" εκτός δρόμου οχήματα έχουν στην λίστα του εξοπλισμού τους το πίσω locker.
Η δυνατότητα κλειδώματος του πίσω διαφορικού αλλάζει εντελώς το χαρακτήρα του οχήματος, καθώς επιτρέπει στον οδηγό να περνάει από εμπόδια που σε άλλη περίπτωση, με το ίδιο όχημα, θα χρειαζόντουσαν εργάτη. Ακόμη όμως και σε μικρότερης δυσκολίας εμπόδια ο οδηγός μπορεί να περνάει με όποια ταχύτητα θεωρεί καλύτερη, και όχι απαραίτητα με φόρα, όπως συμβαίνει αν έχει στον πίσω άξονα ανοικτό διαφορικό ή LSD. Μέσα στα όρια που θέτουν τα υπόλοιπα εκτός δρόμου χαρακτηριστικά του οχήματος, οι διαδρομές της ανάρτησης, το ύψος κλπ., όσο καλό και να είναι ένα όχημα εκτός δρόμου, με την ύπαρξη πίσω locker γίνεται καλύτερο.
Προσοχή εδώ σε άλλο ένα σημείο που μας μπερδέυει συχνά. 'Οταν το όχημα μας φτάνει στα όρια του, δεν ισχύει πάντα το κλισέ «αν είχε ένα locker πίσω θα συνέχιζε», όπως τόσο συχνά ακούω. Το locker δεν είναι πανάκεια, ούτε βελτιώνει σε τίποτα την ποιότητα της ανάρτησης, την ισχύ, το ύψος, την αντοχή σε πλάγιες κλίσεις, και όλα γενικά τα χαρακτηριστικά του οχήματος. Απλώς με την ύπαρξη του το όχημα βελτιώνεται, σε σχέση με το τι ήταν πριν, δεν αλλάζουν τα όρια που θέτει το σχήμα, το βάρος και το ύψος από το έδαφος.
Locker μπορεί να τοποθετηθεί και στον εμπρός άξονα, αυξάνοντας ακόμη περισσότερο τις εκτός δρόμου δυνατότητες. Τα μόνα οχήματα της κατηγορίας που μας ενδιαφέρει, που διαθέτουν σήμερα εργοστασιακό locker στον μπροστινό άξονα είναι κάποια βαρέως τύπου Toyota Land Cruiser (τα 79 και τα 105), πού όμως δεν πωλούνται επίσημα στην Ευρώπη, το Jeep Wrangler Rubicon και όλα τα Mercedes G-Wagen. Επίσης το συναντάμε σε μερικά φορτηγά παντός εδάφους της κλάσσης του Mercedes Unimog. Ο λόγος που οι κατασκευαστές είναι τόσο διστακτικοί στο να τοποθετήσουν αναστολέα διαφορισμού στον εμπρός άξονα είναι απλός: Ένα όχημα με τέτοιο εξοπλισμό, στα χέρια κάποιου που δεν έχει εξειδικευμένες γνώσεις είναι πολύ εύκολο να πάθει σοβαρότατη ζημιά, όσο καλοφτιαγμένη μετάδοση κι' αν έχει. Αρκεί ο οδηγός να επλέξει το εμπρός locker στη άσφαλτο, και να προσαθήσει να στρίψει. Ακόμη κι' αν δεν σπάσει κάτι με την πρώτη φορά, θα σπάσει πολύ σύντομα, ενώ η οδική συμπεριφορά του οχήματος θα είναι εντελώς απρόβλεπτη.
Επιπλέον, το κόστος ενός συστήματος μετάδοσης, τόσο ανθεκτικού, που να μπορεί να "σηκώσει" μπροστινό locker, ακόμη και σε σωστή χρήση, χωρίς προβλήματα αξιοπιστίας είναι σαφώς μεγαλύτερο, λόγω της ανάγκης για χρησιμοποίηση εξαρτημάτων πολύ μεγαλύτερης αντοχής.
Εδώ είναι το σημαντικότερο σημείο: Σε κάθε περίπτωση που έχουμε στα χέρια μας όχημα με δυνατότητα κλειδώματος όλων των διαφορικών, καλό είναι να ξέρουμε τι ακριβώς το αναγκάζουμε να κάνει, αν τα κλειδώσουμε.
Είδαμε από το προηγούμενο μέρος ότι ο Ελληνικός όρος για τα lockers είναι «αναστολείς διαφορισμού». Τα lockers όταν ενεργοποιούνται, αυτόματα ή κατόπιν εντολής του οδηγού, κάνουν ακριβώς αυτό που περιγράφει ο όρος, αναστέλουν τον διαφορισμό, δεν αφήνουν δηλαδή το διαφορικό να επιτρέψει στους δύο εξερχόμενους άξονες να περιστραφούν με διαφορετική ταχύτητα. Τι σημαίνει αυτό; 'Oτι η ροπή είναι εγκλωβισμένη μέσα στο σύστημα μετάδοσης, άρα είναι υποχρεωμένη να φτάσει στους τροχούς που έχουν πρόσφυση.
Τι σημαίνει αυτό, με τη σειρά του; Σημαίνει ότι όλοι οι τροχοί του οχήματος είναι υποχρεωμένοι να περιστραφούν, όσο το μοτέρ δουλεύει
Φανταστείτε μία αλυσίδα, αποτελούμενη από τους εξής «κρίκους»:
Η αλυσίδα τεντώνεται ανάμεσα στον πρώτο και τον τελευταίο κρίκο. 'Oσο μεγαλύτερη η ροπή του μοτέρ και η αδράνεια, από βάρος και κλίση, τόσο μεγαλύτερη η τάση της.
Με όλα τα lockers κλειδωμένα, από την στιγμή που ο οδηγός πατήσει γκάζι, την τεντώνουμε μέχρι να σπάσει ο πιο αδύναμος κρίκος.
Αν είναι η ροπή, τότε το μοτέρ θα σβήσει.
Αν είναι ο συμπλέκτης, θα καεί.
Αν είναι η μετάδοση, τότε κάτι θα σπάσει. Με manual κιβώτιο η ζημιά γίνεται ακαριαία. Με αυτόματο πρώτα θα πατινάρει ο μετατροπέας ροπής για λίγο, δίνοντας στον οδηγό ένα επιπλέον δευτερόλεπτο να αντιδράσει, μετά έρχεται το "μπαμ".
Αν είναι το grip, τότε το όχημα θα σπινάρει όλους τους τροχούς του, παραμένοντας ακίνητο.
Αν είναι η αδράνεια, τότε θα προχωρήσει.
Δεν χρειάζεται να πούμε πιο είναι το ιδανικό, και πιο το χειρότερο σενάριο. Όπως λένε και στο IROC, "make it or brake it". Τα συμπεράσματα δικά σας, για το πόσο ενισχυμένο πρέπει να είναι το σύστημα μετάδοσης του οχήματος, σε όλα του τα επιμέρους σημεία, ιδίως όσο ανεβαίνουν οι τιμές της ροπής του μοτέρ και της διαμέτρου των τροχών. Το θέμα της αξιοπιστίας πρέπει να λάβει υπόψιν του και όποιος συμπεριλαμβάνει στις βελτιώσεις του οχήματος του και την τοποθέτηση lockers από τους aftermarket βελτιωτικούς οίκους.
Η ύπαρξη, τα τελευταία χρόνια, στην αγορά lockers από aftermarket βελτιωτές όπως ή ARB, η Spidertrax, η KAM, η Maxidrive και άλλοι, είναι αναμφισβήτητα ο σημαντικότερος παράγοντας από όσους οδήγησαν στην καθιέρωση του extreme off road, με τη μορφή που το ξέρουμε σήμερα. Η δυνατότητα τοποθέτησης τους σε όλα σχεδόν τα 4Χ4 της αγοράς, έκανε αυτό το σπορ πολύ δημοφιλές στην Αυστραλία, την Ευρώπη και τις Ηνωμένες Πολιτείες. Σκεφτήτε ότι πριν από δέκα μόλις χρόνια, το Camel Trophy, το μεγαλύτερο off road γεγονός της εποχής, διεξάγοταν με υπερφορτωμένα και σχετικά χαμηλά οχήματα, χωρίς ιδιαίτερη δύναμη, με ανοικτά διαφορικά, χωρίς locker ούτε καν στον πίσω άξονα. Τα ίδια οχήματα σήμερα έχουν καθαρά μουσειακό χαρακτήρα, ενώ κανένας δεν θα διανοείτο να τα υποβάλει στις δοκιμασίες ενός σημερινού extreme event. Απλώς δεν έχουν τις δυνατότητες να ανταποκριθούν στο επίπεδο δυσκολίας, ενώ η εικόνα τους μέσα στις ειδικές ενός σημερινού trophy, μόνο στεναχώρια θα προξενούσε σε όσους ξέρουν να εκτιμούν την μοναδική ομορφιά αυτών των παλιών "πολεμιστών".
Οι ειδικές δοκιμασίες των σημερινών extreme αγώνων στηρίζονται και προϋποθέτουν το γεγονός ότι οι οδηγοί έχουν στη διάθεση τους lockers και στους δύο άξονες. Η αυξημένη δυσκολία και οι καταπονήσεις με τη σειρά τους έφεραν την ανάγκη για ενισχυμένες αναρτήσεις και άξονες, οι οποίοι με τη σειρά τους επέτρεψαν τη χρήση τροχών μεγαλύτερης διαμέτρου, οι οποίοι με τη σειρά τους επέτρεψαν την εκτέλεση ειδικών με ακόμη μεγαλύτερη δυσκολία.... Οι απαιτήσεις των σημερινών οχημάτων από τους οδηγούς είναι απίστευτες, και πραγματικά ελάχιστοι είναι αυτοί που μπορούν να τα φτάσουν στα όρια τους, πράγμα λογικό με τόση εξέλιξη.
Μεταξύ των διάφορων aftermarket επιλογών υπάρχει ένας σαφής διαχωρισμός, ως προς τη λειτουργία τους. Κάποια ενεργοποιούνται αυτόματα, μέσω φυγοκεντρικών ελατηρίων, και κάποια άλλα ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται μόνο κατόπιν εντολής του οδηγού. Με τα πρώτα να έχουν σαφές πλεονέκτημα στο κόστος, αλλά και στις απαιτήσεις από τον οδηγό (στα δεύτερα, αν ο οδηγός δεν ξέρει που πρέπει να τα κλειδώνει και που όχι, η ζημιά είναι σχεδόν βέβαιη), η προσωπική μου προτίμηση κλείνει σαφώς υπέρ των δεύτερων. Ο λόγος είναι ένας, ότι παρέχουν στον οδηγό, μαζί με τις εκπληκτικές δυνατότητες ενός locker και την ευθύνη του χειρισμού αυτών των δυνατοτήτων. Επιπλέον τα αυτόματα lockers είναι ιδιαίτερα προβληματικά στις πλάγιες κλίσεις, χειρότερα ακόμη και από τα LSD, καθώς παρασέρνουν τον άξονα προς τη μεριά της κλίσης. Το γεγονός αυτό οφείλεται ακριβώς στο ότι δεν μπορούν να απενεργοποιηθούν όπως ένα χειροκίνητο locker.
Ένα όχημα με lockers στους δύο άξονες, και τα κατάλληλα λάστιχα μπορεί να κάνει απίθανα πράγματα, παρ' όλα αυτά όμως δεν ενθαρύνω την τοποθέτηση τους και την χρήση τους, παρά μόνο από πολύ έμπειρους οδηγούς
Τα lockers δεν αντικαθιστούν την οδηγική ικανότητα. Τίποτα δεν την αντικαθιστά. Ένας μέσος οδηγός μπορεί να βρει τα όρια ενός νορμάλ τετρακίνητου. Στη συνέχεια μπορεί να το βελτιώσει, βελτιώνοντας όμως παράλληλα και τις ικανότητες του. Τότε θα γίνει ένας καλός οδηγός, με ένα καλό τετρακίνητο. Για να οδηγήσει όμως στα όρια ένα κορυφαίο off road όχημα, δεν χρειάζεται να είναι απλά καλός, πρέπει να είναι κορυφαίος και ο ίδιος. Σε κάθε άλλη περίπτωση μπορεί, ψάχνοντας τα όρια του οχήματος, να ξεπεράσει τα δικά του, και τότε κινδυνεύει να χάσει πολύ περισσότερα πράγματα από τον εγωισμό του. Επιπλέον, η τοποθέτηση lockers στο όχημα, μπορεί να είναι σήμερα ευκολότερη από ποτέ, αλλά για να παραμείνει το όχημα αξιόπιστο χρειάζονται όπως είδαμε και πολλές άλλες επεμβάσεις στο σύστημα μετάδοσης, οπότε το κόστος ανεβαίνει πολύ. Μη ξεχνάμε ότι οι καταπονήσεις πλέον θα είναι μεγαλύτερες, αφενός γιατί τα ίδια τα lockers εγκλωβίζουν τη ροπή μέσα στη μετάδοση, η οποία θα πρέπει να την αντέχει, και αφετέρου γιατί πλέον το όχημα είναι ικανό για πολύ δυσκολότερες διαδρομές, οι οποίες συνεπάγονται και αντίστοιχα μεγαλύτερες συνολικές καταπονήσεις.
Σε οχήματα που δεν πρόκειται να χρησιμοποιηθούν ποτέ σε ακραίες συνθήκες ένα διαφορικό περιορισμένης ολίσθησης στον πίσω άξονα είναι μακράν καλύτερη επιλογή. Δεν επηρεάζει την αξιοπιστία, ενώ είναι καλύτερο από ένα ανοικτό διαφορικό στο γρήγηρο χώμα, όπου τα manual lockers είναι άχρηστα και τα αυτόματα lockers επικίνδυνα. Σε ακραίες συνθήκες τα lockers αξίζουν το βάρος τους σε χρυσάφι. Είναι ουσιαστικά απαραίτητα, από κάποιο βαθμό δυσκολίας και πάνω, πρώτα το πίσω, και σε ακόμη πιο ειδικές περιπτώσεις και το μπροστινό. Αν όμως το όχημα δεν χρησιμοποιείται σε τέτοιες συνθήκες, ή αν τις συναντά περιστασιακά, μερικές φορές το χρόνο σε εξορμήσεις, τότε με λίγη υπομονή και ηρεμία τα δύσκολα σημεία ξεπερνιώνται και χωρίς αυτά.
'Oπως συμβαίνει πάντα, η ιδανική λύση είναι διαφορετική για τον καθένα, είναι θέμα επιλογών, αρκεί αυτές να γίνονται συνειδητά.