La tracción total permanente fue considerada durante mucho tiempo uno de los esquemas de transmisión más avanzados. En tal diseño, la tracción se transmite continuamente a ambos ejes, y para un funcionamiento normal, el sistema requiere tres diferenciales: dos interruedas y uno central. Este último es especialmente importante, ya que al tomar una curva, cada rueda se mueve en su propia trayectoria y gira a una velocidad diferente.
Sin un diferencial central, un automóvil en asfalto seco comienza a comportarse de manera extremadamente desagradable: la transmisión experimenta cargas elevadas, los neumáticos raspan la superficie y el automóvil tiende a ir recto incluso al girar el volante. Por eso, el sistema part-time de conexión rígida no se puede usar constantemente en una carretera normal, y el modo 4WD está limitado en velocidad allí.
El sistema full-time resolvió este problema, pero junto con las ventajas trajo nuevas desventajas.
Por qué se empezó a abandonar el full-time
El primer problema fue el consumo de combustible. El árbol de transmisión, la caja de transferencia, los semiejes y los tres diferenciales que giran constantemente crean pérdidas significativas. En comparación con la versión de tracción delantera, el automóvil consume aproximadamente entre 1,5 y 3 litros más de combustible por cada 100 kilómetros.
Para un conductor que pasa la mayor parte del tiempo conduciendo por asfalto urbano, esto se traduce en gastos adicionales constantes.
La segunda razón es la masa de la estructura. La caja de transferencia, el cardán, el diferencial central y el diferencial trasero son componentes pesados que el automóvil debe transportar constantemente.
La tercera desventaja fue el mantenimiento. Los propietarios tienen que cambiar el aceite regularmente:
- en la caja de transferencia
- en el diferencial trasero
- monitorear el estado del cardán
- controlar el desgaste de las crucetas y los retenes
En un coche de tracción delantera, simplemente no existen tales gastos.
Al mismo tiempo, en condiciones urbanas, las ventajas del full-time no resultaron tan obvias. Un crossover con tracción total no frena mejor que uno de tracción delantera, ya que el agarre depende principalmente de los neumáticos. La principal ventaja de la tracción total es un arranque más seguro y una aceleración estable en superficies resbaladizas.
Pero con el tiempo, incluso esta ventaja se hizo menos notoria debido al desarrollo de la electrónica.
Cómo la electrónica cambió la tracción total
Los sistemas de estabilización modernos han aprendido a:
- frenar la rueda que patina
- simular bloqueos
- corregir la trayectoria de movimiento
Como resultado, los crossovers de tracción delantera con un ESP eficaz comenzaron a comportarse de manera bastante predecible en el asfalto, incluso en invierno.
Un factor adicional fueron los requisitos ecológicos. En Europa, los fabricantes de automóviles comenzaron a ser multados severamente por exceder las normas de emisiones de CO2. Cada litro extra de combustible significaba gramos adicionales de dióxido de carbono, por lo que la tracción total permanente se convirtió gradualmente de una ventaja técnica en un problema para los fabricantes.
La evolución del Audi Quattro
Uno de los ejemplos más conocidos de full-time durante mucho tiempo fue el sistema Audi Quattro. A partir de 1980, Audi utilizó un diferencial mecánico Torsen en modelos con motor longitudinal.
En 35 años, la compañía produjo alrededor de 3,3 millones de automóviles con tracción total con este esquema. El Torsen funcionaba de forma completamente mecánica y redistribuía la tracción entre los ejes de forma autónoma, dependiendo del agarre a la carretera.
Sin embargo, en 2016, Audi presentó el sistema Quattro ultra. En lugar del Torsen, se utilizó un embrague controlado electrónicamente. En una conducción tranquila, el eje trasero se desconectaba por completo junto con el árbol de transmisión.
El ahorro de combustible resultó ser relativamente pequeño, aproximadamente 0,3 litros por cada 100 km. Pero el sistema se volvió:
- 4 kilogramos más ligero
- más barato
- más flexible en la distribución de la tracción
El embrague podía transmitir del 0 al 100% del par a la parte trasera, mientras que el Torsen funcionaba en un esquema fijo de 40:60.
El Torsen clásico solo se mantuvo en las potentes versiones S y RS con motores V6 y V8, donde la carga es demasiado grande para el embrague.
El camino similar de BMW y Mercedes
BMW comenzó a moverse en la misma dirección incluso antes. En 1985, el BMW E30 presentó una verdadera tracción total permanente con diferencial central y acoplamientos viscosos.
Más tarde, en 1991, el BMW E34 instaló un embrague multidisco controlado electrónicamente con una distribución de 36:64.
Y ya en 2003, debutó el xDrive sin diferencial central. El sistema utilizaba solo un embrague multidisco con una distribución básica de 40:60 a favor del eje trasero.
Al estacionar, el embrague se desacopla por completo y el automóvil se convierte de hecho en tracción trasera. En caso de patinaje, el sistema se activa en aproximadamente 100 milisegundos.
Una evolución similar ocurrió con Mercedes-Benz. El primer Mercedes-Benz 4Matic apareció en 1987 en el W124 y utilizaba bloqueos mecánicos junto con embragues hidráulicos.
El moderno 4Matic+ en los modelos AMG ya es capaz de desconectar completamente el eje delantero, convirtiendo el automóvil en tracción trasera para ahorrar combustible.
Por qué los crossovers pasaron a los embragues
En los crossovers de producción masiva, la tracción total permanente comenzó a abandonarse incluso antes. En la década de 1990, se utilizaron ampliamente los acoplamientos viscosos, soluciones baratas y sencillas. Pero tenían una desventaja grave: no se combinaban bien con los sistemas electrónicos de estabilización.
En una curva, el automóvil se comportaba primero como tracción delantera, y luego el eje trasero se conectaba bruscamente. Debido a esto, el subviraje podía convertirse inesperadamente en sobreviraje.
Más tarde, los acoplamientos viscosos comenzaron a ser reemplazados por sistemas electrohidráulicos como Haldex.
La primera generación de Haldex apareció en 1998 en:
- Audi A3
- Volkswagen Golf 4Motion
- Audi TT
Las versiones modernas del sistema funcionan de manera mucho más compleja. La electrónica envía una pequeña parte de la tracción al eje trasero de antemano, incluso antes de que patine. En invierno, la conexión se realiza de forma preventiva, basándose incluso en la temperatura del aire.
Mientras se conduce por carretera, el eje trasero puede desconectarse por completo, lo que reduce el consumo de combustible.
Sin embargo, estos sistemas también tienen un punto débil: bajo una carga severa, el embrague se sobrecalienta y se desconecta temporalmente. Para el todoterreno pesado, esto es una desventaja grave, aunque la mayoría de los propietarios de crossovers no se enfrentan a tales condiciones.
Quién conservó el verdadero full-time
No todos los fabricantes abandonaron por completo la tracción total permanente clásica.
Entre los modelos donde todavía se utiliza:
- Lada Niva
- Toyota Land Cruiser 300
- Range Rover
- Mercedes-Benz G-Class
- modelos Subaru con caja de cambios manual
- Mitsubishi Pajero Sport con sistema Super Select
Curiosamente, la tracción total permanente en el Niva no apareció por récords todoterreno, sino por las características de diseño. Para un automóvil de pasajeros, el esquema part-time resultó ser inconveniente, por lo que los ingenieros tuvieron que usar un diferencial central.
Pero tal simplicidad resultó en un alto consumo de combustible. El Niva de inyección con un motor de 1,7 litros y 83 CV consume 12,1 litros en ciudad según el pasaporte. Sin embargo, los propietarios a menudo indican 12-15 litros, y en invierno las cifras alcanzan los 16-17 litros por cada cien.
Por qué los coches eléctricos recuperaron la tracción total
Inesperadamente, la tracción total recibió una nueva vida en los coches eléctricos. Pero ahora está diseñada de una manera completamente diferente.
En lugar de una mecánica compleja, se utilizan dos motores eléctricos separados: uno en el eje delantero y otro en el trasero.
La electrónica de a bordo distribuye la tracción entre ellos hasta mil veces por segundo. Al mismo tiempo, desaparecen las pérdidas por fricción en los cardanes, las cajas de transferencia y los diferenciales.
Algunos fabricantes han ido aún más lejos. Por ejemplo, Rivian y GMC Hummer EV utilizan motores individuales en cada rueda. Gracias a esto, las ruedas pueden girar en diferentes direcciones, y el coche es capaz de girar casi en el mismo lugar.
De hecho, los coches eléctricos han hecho innecesaria la compleja mecánica que durante décadas se consideró la cúspide de la ingeniería. La caja de transferencia, el árbol de transmisión y el diferencial central han cedido gradualmente su lugar a los motores eléctricos y al control por software.
El full-time no desapareció porque fuera un mal sistema. Simplemente, las tecnologías modernas permitieron lograr un resultado similar de formas más baratas, ligeras y eficientes.