Układ Transaxle – ukłon w stronę idealnego rozkładu mas

Co wspólnego mają ze sobą Alfa Romeo Alfetta, Porsche 928, Lexus LFA, Ferrari California, Skoda Popular MC i Nissan GT-R? Odpowiedź jest prosta – układ napędowy typu Transaxle. To ukłon w stronę jak najlepszego rozkładu masy. Co to jest, jak działa oraz jakie ma zalety i wady?

Dla większość entuzjastów motoryzacji istnieje tylko jeden rodzaj napędu – napęd na tylne koła. Ma on liczne zalety. Uwolnienie przednich kół od konieczności wprawiania auta w ruch pozwala na zastosowanie prostszej konstrukcji zawieszenia i uzyskanie lepszego kąta skrętu kół jezdnych. A to oznacza, że manewrowanie takim samochodem staje się łatwiejsze. Poza tym układ kierowniczy jest wolny od jakichkolwiek wpływów napędu, a pod maskę – ze względu na większą ilość miejsca – można wpakować silnik 6-, 8- czy 12-cylindrowy.

Co ważne, w przypadku auta tylnonapędowego łatwiej o optymalizację masy niż w przypadku przednionapędowego. Wynika to choćby z faktu, że z tyłu znajdują się mechanizm różnicowy i półosie napędowe. Poza tym konstruktorzy optymalizują rozłożenie mas pomiędzy osiami, przesuwając jednostkę napędową jak najbardziej w stronę kabiny.

No i jest jeszcze trakcja. Tylny napęd na nieskrętne koła gwarantuje lepszą przyczepność. Jeśli dodamy do tego większy rozmiar opon wydaje się, że kontrola nad mocą i momentem powinna być najbardziej efektywna. Kłopotem jest jednak masa.

Mimo większych możliwości uzyskanie idealnego rozkładu masy przy napędzie na tylne koła nie jest oczywiste. Aby to osiągnąć inżynierowie wymyślili układ Transaxle. Nikt przecież nie powiedział, że silnik i skrzynia biegów muszą być blisko siebie. Transaxle oznacza więc zastosowanie silnika z przodu, a umieszczenie skrzyni biegów (o rodzajach skrzyń biegów przeczytasz TUTAJ) wraz z elementami przeniesienia napędu z tyłu.

Po co? Bo takie rozwiązanie równoważy masę obu tych elementów, poprawiając prowadzenie i przyczepność samochodu.

Włoska robota

Układ Transaxle najbardziej powszechnie stosowała kiedyś Alfa Romeo. Można było go znaleźć w takich autach, jak Alfetta, Alfetta GT, Alfetta GTV6, 75, a także Giulietta. Dominował on w gamie tej włoskiej marki od 1972 aż do 1994 roku.

Konstrukcyjnie Transaxle wywodzi się z wyścigowych bolidów z lat 40. XX wieku. Z czasem okazało się, że i w samochodach ulicznych pozwala na uzyskanie tych samych zalet, z których najważniejsza to wyjątkowo neutralne prowadzenie. Ale rozwiązanie to nie jest idealne i wymaga pewnych kompromisów.

Dotyczy to choćby konstrukcji zawieszenia – do układu Transaxle idealnie pasuje oś De Dion. W jej przypadku napędzane koła są osadzone na odpowiednio prowadzonych sztywnych wahaczach, podczas gdy mechanizm różnicowy jest zamontowany do podwozia. Dzięki temu tylne koła mogą poruszać się niezależnie, zachowując jednocześnie maksymalną przyczepność.

Zastosowanie osi De Dion i rozłożenie masy w stosunku 50:50 w czasach, gdy Alfa Romeo wprowadziła układ Transaxle do swoich modeli dawało im niezrównaną charakterystykę prowadzenia. Nawet jeśli przednie zawieszenie było znacznie mniej rewolucyjne, nie miało to większego znaczenia, dopóki przód mieścił się w parametrach masy ustalonych przez tylną połowę układu napędowego.

Przełomowa Alfetta

Wprowadzenie do produkcji pierwszej Alfetty wyposażonej w skrzynię biegów przy tylnej osi miało miejsce w roku 1972 – 5 lat od rozpoczęcia prac nad tym autem. Zapewne Włosi uczyniliby to wcześniej, ale rozwój Alfetty został na jakiś czas wstrzymany, co wynikało z równoczesnego rozwoju projektu Alfasud i skierowania większości funduszy na jego ukończenie.

Efekt zabiegów Alfy Romeo okazał się absolutnie rewelacyjny. Podczas pierwszych jazd Alfettą dziennikarze motoryzacyjni piali z zachwytu, podkreślając wyśmienite prowadzenie tego samochodu i neutralne zachowanie na granicy przyczepności.

Wibracje, wibracje, wibracje

Ale Transaxle był obarczony pewnymi naturalnymi wadami, wynikającymi z jego konstrukcji. Otóż wał napędowy, który obraca się w rytm prędkości obrotowej silnika, powodował silne wibracje – tym bardziej odczuwalne, im bliżej czerwonego pola obrotomierza pracował silnik.

Aby zminimalizować ich negatywny wpływ na komfort jazdy, włoscy konstruktorzy podzielili wał napędowy na dwie części, połączone ze sobą sprzęgłem. Ze względu na równego rodzaju ograniczenia konstrukcyjne, był to bardziej środek zaradczy niż realne rozwiązanie problemu. W efekcie wibracje w Alfettach były na porządku dziennym, szczególnie przy wysokich obrotach silnika.

Dla osób, które jednak zaakceptowały taki stan rzeczy, reszta auta okazała się idealna. Alfetta prowadziła się lepiej niż jakikolwiek samochód rodzinny z lat 70. XX wieku, a nawet lepiej niż większość modeli sportowych z lat jej świetności.

Wielu fanów włoskiej marki uważa, że modele z układem Transaxle to ostatnie prawdziwe Alfy Romeo. W końcu w tych samochodach są zawarte pewien romantyzm i typowo włoska nonszalancja. O ile zastosowanie układu Transaxle jest w pełni uzasadnione w świecie motorsportu, o tyle w autach rodzinnych to iście szalony pomysł.

Dlaczego? Z dwóch kluczowych powodów. Pierwszy to wyższe koszty produkcji, drugi – negatywny wpływ na komfort jazdy, który w przypadku modeli rodzinnych powinien być traktowany priorytetowo.

Sposób na wibracje

Z biegiem lat największy problem układu napędowego typu Transaxle, czyli natarczywe drgania, został rozwiązany. Aby temu zapobiec, w najnowszych rozwiązaniach wał napędowy montuje się wewnątrz nieruchomej rury, odbierającej momenty zginające. Sam wał jest z kolei poddawany wyłącznie naprężeniom skręcającym, dzięki czemu może mieć wyraźnie mniejszą średnicę niż klasyczne rozwiązania. A to mocno ogranicza jego bezwładność i tym samym wibracje.

Nie tylko Alfa

Dowodem na to, że układ Transaxle to nie tylko pomysł szalonych inżynierów jest fakt, iż sięgali po niego najwięksi producenci samochodów usportowionych i sportowych. Rozwiązanie sprawdzało się wszędzie tam, gdzie liczą się osiągi. Obok Alfy Romeo na rynek trafiło też kilka modeli rodzinnych z układem Transaxle. To Volvo 340/360, Pontiac Tempest czy Lancia Flamina.

Auta z układem Transaxle:

• Ferrari 275, 365 GTB/4 Daytona, 365 GTS/4 Daytona Spyder, 456 GT, 550, 612 Scaglietti, 599 GTB Fiorano, California
• Lancia Aurelia
• Porsche 924, 944, 928, 968
• Alfa Romeo 8C Competizione
• Astony Martiny V8 Vantage i DB 9
• Cadillac XLR
• Chevrolet Corvette (C5, C6, C7)
• Maserati Quattroporte, 3200 GT, Coupé GT i Spyder
• Mercedes SLS AMG
• Plymouth Prowler
• Lexus LFA
• Nissan GT-R

Nissan jest zresztą osobnym, ciekawym przykładem samochodu z Transaxle. Otóż w jego przypadku zastosowano taki układ, pomimo napędu na cztery koła. Przednia oś jest wprawiana tutaj w ruch przez dodatkowy wał, wychodzący z umieszczonej z tyłu skrzyni biegów i trafiający do przedniego mostu.

Jedno jest pewne. Układ Transaxle gwarantuje idealne rozłożenie masy. Współcześnie nie brakuje jednak samochodów, które również mogą pochwalić się proporcjami 50:50 przy tradycyjnie umieszczonym silniku i skrzyni, a w dodatku mają napęd na tylne koła. Wydaje się więc, ze komplikacje, jakie wynikają z zastosowania Transaxle są większe niż korzyści. Dowód? Nie bez powodu układ Transaxle stosuje niewiele firm. Obecnie to w zasadzie tylko Aston Martin i Maserati.