¿Por qué las camionetas y los SUV grandes usan 4x4 y generalmente no AWD?

En casi todos los casos que se me ocurren, los vehículos más grandes con cuatro ruedas motrices son 4x4 y los más pequeños AWD. En lo que respecta a mi experiencia, AWD es mucho más conveniente, y también funciona al menos tan bien en hielo como 4x4 (al menos 4h), y permite una diferencia de rotación entre los ejes delantero y trasero, que no es 4x4. Estoy hablando principalmente de AWD permanente, pero supongo que esta pregunta puede aplicarse también a AWD controlado por controlador.

Entonces, ¿cuál es el razonamiento detrás de esto?

Realmente creo que es más un problema de convención de nombres, pero hay una marcada diferencia entre 4x4 y AWD.

En 4x4 todas las ruedas tienen potencia "garantizada". La potencia se envía desde el motor a la caja de transferencia y luego la caja de transferencia la envía al eje delantero y al eje trasero. La razón por la que lo garanticé entre comillas es porque existe el 4x4 a tiempo completo donde la caja de transferencia tiene un diferencial en el interior que permite el deslizamiento entre la parte delantera y trasera. Si tuviera que atar un todoterreno a un tocón y tirar hasta que las ruedas se soltaran, justo antes de que la rueda comience a girar, el eje delantero toma el 50% de la carga y la parte trasera toma el 50% de la carga. Cuando las ruedas comienzan a girar, al menos una rueda en la parte delantera y una rueda en la parte trasera comenzarán a girar al mismo tiempo. Esto se debe a diferenciales abiertos.

En AWD, solo un eje tiene potencia garantizada mientras las ruedas no resbalan. Estos sistemas tienden a tener un embrague de algún tipo que separa los ejes. El embrague podría ser visco, Subaru tiende a usarlos. Cuando la velocidad del eje delantero no coincide con la trasera, el embrague girará internamente y se calentará. Cuando hace suficiente calor, bloquea los ejes delantero y trasero. Cuando está lo suficientemente frío, se desbloquea nuevamente. El embrague podría ser electromecánico, Mazda los usa. Si se permite AWD, entonces un solenoide electromagnético activa la mitad del embrague. Cuando la velocidad de los ejes no coincide, se activa la segunda mitad del embrague para bloquear los ejes. El embrague podría integrarse en un diferencial, Audi los utiliza. La potencia se divide 60:40 y cuando un juego de ruedas comienza a resbalar, los embragues redirigen la potencia al otro eje. Si tuviera que atar un AWD a un tocón y tirar hasta que las ruedas se soltaran, justo antes de que las ruedas se soltaran, un eje transportará el 100% de la carga. Cuando las ruedas comienzan a girar, el eje con el 100% de la potencia girará durante un corto período de tiempo hasta que los ejes delantero y trasero estén unidos. Cuando los ejes están unidos, las ruedas que giraban disminuirán la velocidad o se detendrán, y se necesitará potencia adicional para soltar todas las ruedas.

Los camiones necesitan la capacidad de enviar energía a ambos ejes al mismo tiempo. Esta necesidad proviene del hecho de que el verdadero propósito de los camiones es hacer el trabajo. Para citar a un comediante "si necesita transportar un avión por la ladera de una montaña", usaría un camión. La división 50:50 garantizada distribuye la potencia de manera uniforme en todo momento y no necesita encenderse y apagarse. La división 50:50 también asegura que la tensión se distribuya, que ni el eje delantero ni el eje trasero tengan más tensión que la otra. Hay un gran inconveniente para 4x4. Verdadero 4x4 no puedeconducirse sobre una superficie dura y seca durante mucho tiempo. Al conducir hay una pequeña diferencia de velocidad entre el eje delantero y el trasero, especialmente en las curvas. Esta diferencia en la velocidad se acumula y hace que los ejes luchen entre sí, lo que provoca el fregado de los neumáticos y el tirón del volante. Como se mencionó anteriormente, algunos vehículos 4x4 imitan AWD al tener también un diferencial en la caja de transferencia. Este diferencial se puede bloquear y desbloquear para pasar de 4x4 a tiempo parcial y 4x4 a tiempo completo. Una ventaja importante de 4x4 es que puede tolerar un ciclo de trabajo del 100%. Esto significa que el vehículo se puede conducir con ruedas de deslizamiento constante indefinidamente. La caja de transferencia no genera calor adicional ni muestra desgaste adicional en comparación con el funcionamiento normal.

Algunos sistemas AWD pueden imitar la verdadera acción 4x4 al bloquear positivamente el enlace entre los ejes delantero y trasero. Si ese enlace no está bloqueado positivamente, se debe producir un pequeño deslizamiento antes de que el sistema reaccione. La literatura de marketing generalmente dice que reaccionan instantáneamente. No existe tal cosa como al instante, solo realmente rápido. "Realmente rápido" significa que durante algún tiempo, no importa cuán pequeño, un eje se ve favorecido sobre el otro. Además, los sistemas AWD no pueden tolerar un ciclo de trabajo del 100%. Debido a que los sistemas casi siempre emplean algún tipo de mecanismo de embrague, el uso continuo producirá una acumulación de calor y desgaste.

Una de las cosas que las otras respuestas no mencionaron y que probablemente sea el punto clave entre AWD y 4x4 es que los casos de transferencia de AWD casi siempre serán un diferencial de velocidad única. El 4x4 casi siempre tendrá rangos altos y bajos de 4 ruedas y será seleccionable . Esto proporciona más torque si el conductor considera que la situación lo necesita. El 4x4 también puede tener una función de "4wd automático" que une los cubos al diferencial, pero no aplicará potencia en la parte delantera a menos que haya deslizamiento en las ruedas traseras.

Con esto en mente, es fácil ver por qué existe la diferencia entre los dos y cómo los aplica el fabricante. Todo se reduce al uso . Los camiones y vehículos más grandes se utilizan más para la utilidad: remolcar vehículos / remolques; tirando tocones. A veces requieren el par extra necesario para realizar estas tareas. Los vehículos más pequeños con AWD casi siempre se usan para la comodidad y seguridad de los pasajeros y no requieren el torque adicional. Tienen el AWD principalmente para mayor tracción .

NOTA: Como la mayoría de las cosas, tenga en cuenta que lo anterior no es un razonamiento absoluto, sino general. Algunos vehículos grandes tienen AWD (es decir: Hummer H2). Estoy seguro de que también hay vehículos más pequeños con 4WD seleccionables.

4WD tiene la mejor tracción en condiciones fuera de carretera, que es principalmente para lo que se utilizan la mayoría de los vehículos más grandes. Además de esto, 4WD ofrece una mejor economía de combustible, que generalmente es más favorable en un vehículo más grande, ya que estos ya tendrán un mayor consumo de combustible debido a su peso adicional.

Tiene razón acerca de que AWD es al menos tan bueno en condiciones como el hielo. En realidad, es el mejor jugador de los 2 en todas las condiciones de la carretera debido a su mayor agarre y tracción. Para responder a su pregunta sobre los autos más pequeños que generalmente tienen sistemas AWD. Encontrará que estas son generalmente versiones deportivas y un sistema AWD proporciona un mejor manejo. AWD también tiene un mayor consumo de combustible que realmente no le preocupa en un automóvil deportivo, ya que su principal punto de venta es ser rápido, no tener el mejor MPG.

Puede leer más sobre las diferencias aquí: http://www.digitaltrends.com/cars/whats-the-difference-between-four-wheel-drive-and-all-wheel-drive/