| Connectable 4WD by Ferrari |
Η παρακάτω ανάλυση βασίζεται σε μία πατέντα του 2007 από την Ferrari με τίτλο "
Connectable Four-Wheel drive vehicle" (US2007/0221427), σε ελεύθερη μετάφραση 'συνδεόμενο σύστημα τετρακίνησης αυτοκινήτου'. Περιγράφει ένα σύστημα τετρακίνησης σε δύο εκδοχές, μία ενός
transaxle, με την μηχανή εμπρός και το κιβώτιο πίσω και μία δεύτερη με την μηχανή στο κέντρο με το κιβώτιο πίσω της. Μπορείτε να δείτε τις δύο διατάξεις στα παρακάτω σχήματα.
Η κεντρική ιδέα είναι η απαλοιφή της ανάγκης για δεύτερο άξονα μετάδοσης που θα συνδέει την έξοδο του κιβωτίου ταχυτήτων με το εμπρός διαφορικό. Εδώ η ισχύς μεταδίδεται εμπρός απευθείας από τον στροφαλοφόρο μέσω ενός μειωτήρα σε ένα ηλεκτρονικά ελεγχόμενου συμπλέκτη και από εκεί στο εμπρός διαφορικό.
Στους πίσω τροχούς η ισχύς φτάνει με συμβατικό τρόπο μέσω του κιβωτίου ταχυτήτων και του πίσω διαφορικού, ενώ όπως αναφέρθηκε ο εμπρός άξονας έχει σταθερό λόγο μετάδοσης. Ο εμπρός συμπλέκτης θα είναι ανοιχτός κατά το μεγαλύτερο χρονικό διάστημα και το αυτοκίνητο θα συμπεριφέρεται σαν κλασσικό πισωκίνητο. Υπάρχουν αισθητήρες ταχύτητας σε κάθε τροχό και το ολοκληρωμένο ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου θα ανιχνεύει πότε ο πίσω άξονας περιστρέφεται ταχύτερα από τον εμπρός. Στην περίπτωση αυτή θα εμπλέκεται ο εμπρός συμπλέκτης αν και όπως είναι προφανές το γρανάζωμά του ακόμα και αν είναι ταυτόσημο με κάποια από τις 7 σχέσεις του κιβωτίου θα είναι συνήθως (και με 6 από τις 7 σχέσεις) διαφορετικό.
Το φάσμα λειτουργίας του συστήματος πρακτικά εξαλείφει αυτό το πρόβλημα. Ο εμπρός συμπλέκτης εμπλέκεται μόνο για κλάσματα του δευτερολέπτου με σκοπό να σταθεροποιήσει το αυτοκίνητο και να αφήσει τους πίσω τροχούς να επανακτήσουν την πρόσφυσή τους. Η ολίσθηση του συμπλέκτη εξομαλύνει την διαφορά ταχύτητας και πιθανότατα το ποσοστό ολίσθησης είναι ελεγχόμενο και μία από τις βασικές παραμέτρους του συστήματος ελέγχου. Η χρησιμότητα του συστήματος εστιάζεται στο χαμηλότερο φάσμα των ταχυτήτων που μπορεί να κινηθεί η FF όπου η διαθέσιμη στους τροχούς ώση είναι αρκετά μεγάλη ώστε να υπερνικήσει την πρόσφυσή τους. Το γρανάζωμα του εμπρός συμπλέκτη θα πρέπει να είναι κοντά στην δευτέρα ή τρίτη σχέση του κιβωτίου.
Σε πολλά τετρακίνητα σπορ αυτοκίνητα όπου η ισχύς κατά βάση μεταδίδεται στους πίσω τροχούς, όπως η Lamborghini Gallardo και η Porsche 911 turbo, ο εμπρός άξονας διαχειρίζεται σε βάθος χρόνου ένα μικρό μόνο μέρος της ισχύος. Αν αναλογιστούμε πόσο δημοφιλείς είναι οι αποκλειστικά πισωκίνητες εκδόσεις των μοντέλων αυτών φαίνεται αρκετά πιθανό μία ακόμα πιο 'ελαφριά' εκδοχή του συστήματος μετάδοσης αυτού του τύπου να είναι ακόμα καλύτερη. Το σύστημα της Ferrari είναι σχεδιασμένο για να δουλεύει με (κατά μέσο όρο) ακόμα μικρότερο ποσοστό ισχύος εμπρός και σε ένα σχετικά περιοριστικό πλαίσιο λειτουργίας. Ο ρόλος της μετάδοσης ισχύος εμπρός πρακτικά είναι η σταθεροποίηση του οχήματος και ο περιορισμός της ολίσθησης των πίσω τροχών. Από την άλλη είναι ένα ιδιαίτερα απλό, ελαφρύ και το κυριότερο πολύ εύκολο στην ενσωμάτωση σύστημα που αν εγκατασταθεί σε ένα κατά βάση πισωκίνητο όχημα μπορεί να βελτιώσει την δυναμική συμπεριφορά χωρίς σημαντικές αλλαγές στην ισορροπία αλλά και την χωροταξία του. Αν το σύστημα της Ferrari έχει αρκετά ομαλή λειτουργία (κάτι αρκετά δύσκολο) και είναι αποτελεσματικό θα διατηρήσει την ακρίβεια ενός αμιγώς πισωκίνητου αυτοκινήτου με -μόνο- τα απαραίτητα οφέλη της τετρακίνησης.
(στο διάγραμμα φαίνεται με γαλάζιο ο επιπλέον μηχανισμός της τετρακίνησης)
Το σύστημα αυτό θα ήταν αδύνατον να λειτουργήσει ικανοποιητικά χωρίς εξελιγμένο ηλεκτρονικό έλεγχο που ενσωματώνει τις λειτουργίες του ABS, του ESP του πίσω ενεργού διαφορικού, του κιβωτίου και τον εμπρός συμπλέκτη.
Αξίζει να σημειωθεί στο σημείο αυτό πως η μεταβατική κατάσταση κατά την μεταβολή της κατανομής ισχύος εξαρτάται ιδιαίτερα από το μέσο που χρησιμοποιείται (διαφορικό, συμπλέκτης κλπ) όχι μόνο ποσοτικά αλλά και ποιοτικά. Ένα κεντρικό διαφορικό με μηχανισμό περιορισμού ολίσθησης (πχ συνεκτικής σύζευξης ή torsen) επιτρέπει την συνεχή ομαλή διακύμανση της ισχύος. Ένας συμπλέκτης που παραλαμβάνει ισχύ από την έξοδο του κιβωτίου ταχυτήτων (πχ haldex) μπορεί κατά την πλήρη εμπλοκή του να συνδέει τους δύο άξονες με την ίδια ταχύτητα περιστροφής, όμως κατά την φάση της εμπλοκής/απεμπλοκής η διακύμανση ισχύος είναι κλιμακωτή και σχετικά απότομη. Το σύστημα της Ferrari μοιάζει ακόμα πιο δύστροπό μιας και κληρονομεί την ιδιοτροπία αυτή του συμπλέκτη αλλά με το να έχει σταθερά διαφορετικό λόγο μετάδοσης εμπρός και πίσω στην πλειοψηφία των περιπτώσεων εξαναγκάζεται στο να λειτουργεί με
πολύ σύντομες ριπές ώσης (ελεγχόμενες από τον συμπλέκτη) προς τους εμπρός τροχούς. Είναι προφανής και εδώ η ανάγκη για ένα πολύ εξελιγμένο ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου και έναν πολύ γρήγορο επενεργητή για τον συμπλέκτη ώστε η λειτουργία του συστήματος να είναι ομαλή.
(στο διάγραμμα φαίνεται με γαλάζιο ο επιπλέον μηχανισμός της τετρακίνησης)
Η περιγραφή της FF μοιάζει απόλυτα εναρμονισμένη με την πατέντα αυτή, στο άμεσο μέλλον θα ανακοινωθούν περισσότερες λεπτομέρειες. Υπάρχει επίσης η πιθανότητα να ενσωματωθεί διαφορική ώση εμπρός με την χρήση ξεχωριστού συμπλέκτη για κάθε εμπρός τροχό ώστε να βελτιωθεί ακόμα περισσότερο ο δυναμικός έλεγχος. Το σύστημα αυτό θα μπορούσε να λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο με αυτόν της 'συσκευής επιτάχυνσης' (acceleration device) της Honda που χρησιμοποιείται στα ATTS/SH-AWD. Μία τέτοια εκδοχή όμως θα ακύρωνε το πλεονέκτημα απλότητας του 4RM και θα το έφερνε πολύ κοντά σε ένα συμβατικό σύστημα.
