Techniek FWD en RDW en AWD rijden. De verschillen in aandrijving

[Bover]

Tja bij het opschonen van mijn concepten "Volvo forum" op mijn PC kwam ik nog een lap uitleg technische tekst tegen uit de begin fase van het forum in 2005 die nog 'in de wacht' stond. Het is mogelijke een zeer lange tekst voor het forum , echter heb er zoveel mogelijk uitgehaald...

Het gaat over de verschillen tussen de aangedreven assen. . De hier en daar mogelijk achterhaalde tekst is niet van mij maar ergens op een auto forum geschreven.
Omdat nu met de EV de achterwielaandrijving weer in zwang lijkt te komen is onderstaande 'mini handleiding' voor technische rijders wel grappig.

Let wel de tekst is van 2004-2005 en inzichten zullen wel aangepast zijn of is het zo dat het principe nog onaangetast is. In ieder geval is de leestijd wel ongeveer 4 minuten. .

Doordat de auteur ALLES wil uitleggen verdwaalde ik soms in de tekst en heb hier en daar wat geredigeerd. ...
.....met dank aan de onbekende meneer of mevrouw tekst donor.
===============

Vroeger was het zo dat voorwielaandrijving als het duidelijk veiliger systeem werd getypeerd dan achterwielaandrijving (vierwielaandrijving was, althans bij de normale personenwagens, erg zeldzaam).

En dat was ook terecht : er waren geen systemen als (elektronische) anti-spin-controle, ESP (elektronische stabiliteitscontrole) en allerhande varianten erop. En ook een (goed) sper differentieel was/is zeldzaam, zeker bij voorwielaangedreven wagens.
Door de afwezigheid daarvan kwamen dus de typische eigenschappen van de drie aandrijfsystemen duidelijk tot uiting, ongefilterd. Het was dus de bestuurder en zijn ervaring/stuurmanskunsten die de auto in toom moesten houden.Met achterwielaandrijving stond je, in het geval van een overmoedige rechtervoet, erg snel achterstevoren stond.
.
Teveel gas in een bocht lokt overstuur, wat een horizontale draaibeweging van de auto betekent om z'n centrale as. Je moest de krachten van die draaibeweging dus met de hand (en de voet) zien te counteren, en dat vergt stuurmanskunst.
Tegensturen en gedoseerd gas verminderen (  gewoon compleet gas lossen) is de boodschap, maar de paniekreactie van quasi elke bestuurder zorgde ervoor dat men veel te weinig ging tegensturen  op de rem ging stampen.
.
Resultaat : lastwisselreactie naar de vooras toe, waardoor de voorwielen nog meer grip krijgen en de achterwielen nog veel minder, en vaak ook blokkerende achterwielen waardoor ze nog minder grip kregen. En dat vertaalde zich in een nog veel moeilijker of zelfs niet meer te corrigeren overstuur/spin.
.Bij voorwielaandrijving echter, worden bij overmoedig gasgeven in de bocht de voorwielen teveel aangesproken, waardoor 'ie enerzijds tractie te kort komt (en je dus niet meer accelereert) en anderzijds steeds minder zijdelingse grip hebben (waardoor je dus rechtdoor gaat, ondanks in-sturende voorwielen).

En het is zo dat bij overpower van de voorwielen van een FWD auto, de longitudinale grip eerst (significant) afneemt en dat vrij drastisch, en pas later gaat de zijdelingse grip eerder geleidelijk afnemen. Met andere woorden : je verliest bijna onmiddellijk de acceleratie grip, maar de bochten grip valt niet volledig weg.
.
Aangezien voornamelijk de sterkere auto's achterwielaandrijving hadden, en voorwielaandrijving doorgaans een minder duur aandrijfsysteem is inzake vervaardiging (en ook minder plaatsrovend zijn wat bij "budget"-auto's een pluspunt is omdat er aldus meer ruimte voor hetzelfde geld wordt gemaakt vond/vind je voorwielaandrijving dus voornamelijk bij de minder krachtige wagens.
Het overpoweren van een FWD is dus gewoon statistisch bekeken al duidelijk minder goed mogelijk, en bovendien is een FWD die te hard op 't gas wordt getrapt, voor een "leek" ook makkelijker controleerbaar.
.
Doorgaans volstaat het om van het gas te gaan (of nog beter : gedoseerd gas te minderen) om de voorwielen gradueel terug grip te laten krijgen, waardoor op z'n minst de bocht op veilige manier kan doorgekomen worden. En omdat de voorwielen bij 't accelereren in bochten twee taken moeten vervullen; namelijk versnellen en sturen , en dus door twee taken worden overbelast.

Het kan het goed zijn dat het gewoon verminderen van een van die twee taken  namelijk het gasgeven  al voldoende is om een eventueel aanwezig zijnde zijdelingse slip het in meerdere of mindere mate "rechtdoor gaan" te beëindigen .
Hard remmen heeft uiteraard ook geen effect, omdat je dan de voorwielen terug met een tweede taak (naast het sturen) opzadelt, die doorgaans zwaarder kan zijn dan het accelereren : remmen. De remkracht aan de voorwielen van quasi elke auto is groter dan de motorkracht aan die wielen, dus je kan je banden door hard te remmen veel zwaarder belasten dan door het hard accelereren.
.
Een bijkomend pluspunt bij onderstuur is dat het een minder paniek verwekkend overkomt dan overstuur. Net door het feit dat het enkel de acceleratie grip is die abrupt wegvalt, waardoor je dus wel nog gas geeft maar niet meer versnelt, terwijl de bochtengrip slechts geleidelijker wegvalt, is de schrikreactie van de chauffeur bij 'n grip verliezende FWD doorgaans veel kleiner.

En dat is ook logisch : er is geen doodenge indien onverwacht horizontale draaibeweging  zoals bij overstuur , de auto gaat zelfs iets minder hard draaien waardoor de middelpuntvliedende krachten op het lichaam kleiner worden, wat dus de schrikreactie nogmaals vermindert, en de auto blijft in zekere mate nog draaien, zij het dan wel verminderd.
.
En tot slot moet daarbij ook nog worden vermeld dat een FWD auto doorgaans een "volgzame" achteras aangemeten krijgt, die dus quasi geen levendigheid in zich heeft, en gedwee de lijn van de vooras volgt. Overstuur uitlokken (zonder handrem) met een doorsnee voorwielaangedreven wagen is dus niet zo makkelijk, tenzij op ondergrond met weinig grip en een onkundige paniekerige rem-rijstijl.
.
Resultaat : in tegenstelling tot bij overstuur (bij een RWD), moet er bij onderstuur niet meteen worden tegen- of bijgestuurd om de slip te corrigeren. Vaak is gas minderen of lossen al voldoende om op nog net veilige manier de bocht te kunnen volmaken.
In tegenstelling tot bij overstuur, waar een onervaren chauffeur twee dingen moet doen die allebei ingaan tegen hetgeen met uit paniek/automatisme zou doen, moet de chauffeur van een in slip gaande FWD-kar dus eigenlijk maar een ding doen dat wel beantwoordt aan wat een onervaren chauffeur uit automatisme zou gaan doen.

AWD/Vierwielaandrijving is er in de eerste plaats gekomen om de acceleratiegrip significant te verhogen. Het is makkelijk te begrijpen dat, wanneer het motorvermogen over 4 banden wordt verdeeld, op efficiëntere manier kan worden omgezet in acceleratie, dan wanneer enkel twee banden voor versnelling moeten zorgen.
Uiteraard is dit gegeven voornamelijk enkel van tel wanneer er teveel vermogen is volgens de grip van de banden. Een auto met weinig vermogen op een erg grippy ondergrond zal geen baat hebben bij vierwielaandrijving, althans toch niet op het vlak van acceleratie. Echter, bij een ondergrond waar weinig grip is zoals water, ijs, sneeuw , heeft bijna elke auto voordeel erbij, de ene al meer dan de andere.
.
Een vierwielaangedreven auto zal in een bocht, waarin veel gas wordt gegeven, dus veel minder snel grip verliezen dan een achterwiel aangedreven op een voorwielaangedreven auto. Audi had dit goed begrepen en kon dan ook in de rallysport.
.
Een vierwielaangedreven auto echter die in een bocht zó hard op z'n staart wordt getrapt dat 'ie grip gaat verliezen, verliest in de regel eerst grip aan de voorwielen, wederom omdat die wielen, in tegenstelling tot de achterwielen, méér arbeid te verrichten hebben (namelijk sturen + accelereren). Een in een bocht overpowerede 4WD gaat dus vergelijkbaar reageren als een FWD auto.
.
Het is natuurlijk zo dat niet  4WD z'n aandrijfkracht gelijkelijk over de voor- en de achterwielen verdeelt. Heel wat 4WD-wagens nu geven meer kracht door aan de achterwielen, dan aan de voorwielen. Eigenlijk is dat voor een wegauto de ideale situatie :
Bij 't accelereren zal er zich een gewicht verschuiving voordoen naar de achteras toe (de achterkant duikt wat in en de neus verheft zich wat) door de traagheid van de COG (center of gravity, gewicht middelpunt) dat altijd hoger ligt dan de as waarrond de wielen.

De voorwielen worden dus een beetje ontlast, en kunnen dus iets minder kracht verdragen.Bij 't bochten nemen echter, moeten de voorwielen een extra taak vervullen (namelijk de auto van richting doen veranderen), wat inhoudt dat zij ook daar iets minder vermogen kunnen in versnelling omzetten.Maar dan nog zal een 4WD auto naar een FWD neigen in een noodsituatie waarbij slip optreedt, dan naar een RWD.
.
Enkel bij auto's waar het 'overgrote' deel van de tractiekracht naar de achteras wordt gestuurd, wordt een RWD karakter bekomen, zeker als dan ook nog een groot deel van het totale voertuiggewicht op de achteras rust.
Het mooiste voorbeeld daarvan is een Porsche 911 met vierwielaandrijving. Die auto heeft z'n motor achteraan liggen, en een aanzienlijk groter percentage van het voertuiggewicht rust op de achteras, dan op de vooras.

In gewone situaties gaat bijna alle motorkracht naar de achterwielen, en enkel in de situaties waar het nodig is kan bijna de helft van het motorvermogen naar de vooras worden gestuurd. In noodsituaties blijft een 4WD 911 dus - bijna - altijd de even gevaarlijke auto als een RWD 911 : van zodra de achterwielen grip verloren hebben, b.v. zwaar accelereren en plots op een plek passeren waar quasi geen grip is, b.v. een plas of een ijsplek of gravel/steentjes, mag de elektronica nog zo snel reageren en koppel naar de voorwielen sturen : de draaibeweging rond de verticale centrale as is ingezet en de spin is dus onvermijdelijk daar.

Onderstaand is waarschijnlijk ergens rond 2005 geschreven. ( Bover )

Heden ten dage heeft quasi elke wagen een antispin-systeem zitten (ESP e.a.) of/en een tractiecontrole-systeem (ASR e.a.). En dat verandert de uiteindelijke uitkomst van het onderscheid in gedrag tussen de drie aandrijfsystemen grondig.
De nauwkeurigheid van de allerhande detectoren in een auto, en de verwerkingssnelheid van de processoren die die gegevens vertalen en behandelen, is vandaag de dag zodanig groot, dat de "electronica" in een auto duizenden malen sneller en gevoeliger is dan de bestuurder achter het stuur van die auto.

ESP met name, zorgt ervoor dat je auto bij het slippen in een bocht, toch ongeveer recht blijft zodat je je bocht op redelijk veilige manier kan beinvloeden. De basis is als volgt :
Bij overstuur gaat ESP het buitenste voorwiel afremmen, waardoor dit dus de uitbrekende achterzijde van de auto terug "in lijn" duwt.Bij onderstuur zal ESP het binnenste achterwiel afremmen, waardoor dit de wegglijdende neus terug "naar binnen" trekt.En dat is de reden waarom, op de extreme gevallen na, de nadelige gevolgen van alle aandrijfconcepten worden weg gevlakt, zeker in combinatie ook met tractiecontrolesystemen (die ofwel d.m.v. het (deels) onderbreken van het motorvermogen, ofwel d.m.v. het bij remmen van het doorslippende wiel, ofwel door een combinatie van beide).

Immers, een FWD auto uit zwaar overstuur halen vergt enorme moed en ervaring. De bijna enige succesvolle manier om dat te doen is  zwaar tegensturen en vol op het gas gaan (dus maken dat de ingehaalde voortrein de inhalende achtertrein kan terugpakken op snelheid), en dat is iets wat geen enkele ongeoefende bestuurder zomaar uit z'n mouw zal schudden.

En een achterwiel aangedreven auto die in zwaar onderstuur zit, valt ook door gecontroleerd gas (bij)geven niet uit 't onderstuur te halen, iets wat een ietwat geoefend RWD-rijder ondertussen gewoon was. Tenzij in extreme gevallen dus, kan vandaag de dag zonder blozen worden gesteld dat het verschil inzake veiligheid tussen de verschillende aandrijfconcepten, grotendeels tot volledig is afgevlakt.

ESP is sneller dan elk van ons, en in de extreme gevallen waar zelfs ESP geen reddende hand meer kan bieden, komt het op stuurmanskunst aan ... een doorgaans eindigt het dan nog op de slechtst mogelijke manier omdat men  goed moet kunnen rijden om dergelijke mate van slip mooi te beheersen/corrigeren.
En wat blijkt ?FWD : door 't feit dat de voorwielen nog altijd alles moeten doen, heeft het ESP het in extreme omstandigheden lastiger om de auto alsnog op correcte manier door heen de bocht te krijgen.

Een FWD auto onder ESP gaat in extreme omstandigheden meer slingeren en schrikwekkende dingen doen dan de andere. Doorgaans leidt dit sneller tot verkeerde tegenreacties van de beginnende chauffeur, terwijl de geoefende chauffeur die door een slip wordt verrast, minder dingen kan doen om de werking van het ESP te ondersteunen.

4WD : het voordeel van de acceleratie grip blijft ten allen tijde. In noodsituaties waar er  wordt geaccelereerd biedt die 4WD een voordeel dat slechts zo gering is dat quasi niemand er iets van ondervindt. Het feit dat de auto nog altijd meer als een FWD dan als een RWD reageert, maakt dat ook de 4WD iets heftiger reageert, terwijl de chauffeur ook hier in vergelijking minder dingen kan doen om het ESP bij te staan in z'n taak.

RWD : het nadeel van het overstuur wordt door het ESP doorgaans goed ondervangen, en dus met uitzondering van de extreme gevallen én omdat de balans van de auto duidelijk beter is, lijkt nu vooral de RWD-auto in noodgevallen 't minst schrikwekkend over te komen.
De beginneling zal nog altijd schrikken maar eer 'ie door heeft wat er loos is heeft het ESP de auto alweer rechtgetrokken, zorgt het ASR ervoor dat 'ie geen motorvermogen meer heeft om 'm opnieuw te laten power-slippen, en behoudt het ABS het stuurvermogen tijdens het remmen. De meer geoefende chauffeur kan bij een RWD onder ESP-werking 't meest van alle concepten bijdragen aan de werking van 't ESP.

Blijven over : de positieve eigenschappen van de aandrijfsystemen (hetgeen ze voor hebben op de andere concepten), de dag van vandaag bekeken
En daar kunnen we kort zijn :4WD : duidelijk meer acceleratie grip RWD : wendbaarheid en stuurprecisie FWD : goedkoper te produceren en neemt minder plaats in
Omdat zowel motor als versnellingsbak als aandrijf geheel bij een FWD vooraan zit, is een FWD auto doorgaans zwaarder op de neus dan op de kont. Deze onbalans komt in enkel geval naar buiten als een "nose-heavy" rijgedrag : zware neus, vroege neiging tot ondersturen, levenloze achteras, weinig sportief weggedrag.

Bij het accelereren zou dat een voordeel kunnen zijn (gewicht op de as = meer druk = meer grip), maar niks is minder waar : de auto ondergaat een serieuze last verschuiving richting achteras bij 't optrekken, waardoor de voorwielen van een FWD dus zwaar ontlast worden en snel gaan doorkrabben. En het grootste nadeel : quasi elke FWD heeft last van aandrijf invloeden in het stuur..

Bij een RWD ligt de gewichtsverdeling doorgaans  dichter bij de ideale 50/50 (voor 'een gewone wagen is 50/50 quasi ideaal, sommige sportwagens en geoefende chauffeurs zullen iets meer gewicht richting achteras prefereren), de balans is doorgaans veel neutraler : weinig onderstuur, erg precieze stuurinrichting, geen aandrijf invloeden in het stuur.

Bij 't optrekken zorgt de gewichtsverschuiving richting achteras voor het feit dat de achterwielen nog meer in het asfalt worden gedrukt, wat de grip verhoogt.Blijft nog de vraag in hoeverre een 4WD de "finesse" van een RWD kan evenaren. En ook daar blijkt erg duidelijk uit de tests en ervaringen die je overal kan lezen/opdoen : hoe meer evenwicht in de auto (hoe dichter dus bij de 50/50-gewichtsverdeling en hoe groter het gedeelte van de kracht dat naar de achterwielen wordt gestuurd, hoe groter het RWD-karakter en de daaruit volgende voordelen.

En waar we niet onderuit kunnen, is het feit dat een FWD ten allen tijde beduidend meer acceleratie grip te bieden heeft in situaties waar de grip ontoereikend is. En daar kan geen enkel rijhulp systeem bij FWD of RWD aan tippen behalve de AWD.

.

[WillyWortel2]

Lang niet alles is nog actueel. De mening van de samensteller wordt als feit neer gezet. Daar is wel wat op af te dingen.
Inzichten en constructies zijn inmiddels veranderd.
EV wordt niet betrokken in dit overzicht.

Ik had graag wat meer nadruk gezien op het inmiddels gedateerde overzicht.

[Bover]

Nou ik heb de volgende regel erbij gezet en gezegd dat de tekst mogelijk gedateerd is


Citaat: Let wel de tekst is van 2004-2005 en inzichten zullen wel aangepast zijn of is het zo dat het principe nog onaangetast is. In ieder geval is de leestijd wel ongeveer 4 minuten. .

[pbor]

Bottom line van de ontwikkeling en subsequent gebruik van auto's is dat ze een steeds betere wegligging hebben (en dus veilig hogere snelheden kunnen halen) en er in de praktijk steeds minder hard mee gereden mag worden.
Die betere wegligging wil zeker niet zeggen dat auto's daarmee ook comfortabeler worden, of economischer.
Er wordt nl. wel lekker verdiend aan zgn. sportieve modellen.
Kennelijk is dit wat de grote gemene deler (vd autokopers) wil, want de spreekwoordelijke comfortabele (Franse?) auto is zo'n beetje uitgestorven.

[V480-S60]

Er zijn nog wel degelijk comfortabele Franse auto's hoor. En ze worden ook nog verkocht.