Tietokoneneliveto, sinäkin olet neliveto!

Vuoden alkupuolella julkaisemaani blogikirjoitusta Mainos tahtoo tehdä AWD:stä 4WD:tä kävijä kommentoi seuraavasti:

Eo kai ole olemassa mitään ”oikeaa” nelivetoa. Nelivetohan se on, jos neljällä pyörällä on vetoa.

Olinkin vähän pelännyt sitä, milloin joku huomauttaa tästä tosiasiasta. Olinhan kirjoittanut tekstin siinä hurmoksessa, että on olemassa aito oikea neliveto ja se on se perinteinen. Se, jonka kuljettaja kytkee silloin kun kytkee.

Olihan minulla uusi blogi ja maailman piti saada tietää mikä tekniikka on se, jolla pöllit kulkevat mettästä. Voi Aki, kun elit menneessä. Mikään perinteinen ei ole pyhää.

Kommentoija muistuttaa neliveto-käsitteen määritelmästä: neliveto on sitä, että veto kulkee neljään pyörään. Ei sillä ole väliä, kulkeeko se kuljettajan niin valitessa vai tietokoneen niin määrätessä. Myöskään se ei puhdasta logiikkaa mitenkään kumoa, että auto on arvokas, tehokas saksalainen tai vanha legendaarinen japanilainen. Edes Ranger ei mahda logiikan mahdille mitään.

Sittemmin olenkin uusinut aatteeni ja hyväksynyt kaikki nelivetoiset autot nelivetoisiksi.  Nelivedon vain jaoin kolmeen tyyppiin, jotka ovat valinnainen, jatkuva ja automaattinen. Kirjoituksessa esiintyvän AWD-käsitteen taasen katson tarkoittavan samaa kuin automaattinen neliveto. Ja niin sai riittää peruskäsitteiden kanssa puljaaminen.

Sitten vain jatkuu väittely siitä, mikä on paras neliveto tai aito neliveto. Nelivetoja siis ne ovat kaikki, mutta mikä on nelivetojen kuningas? Tulevatko ne pöllit mettästä automaattisestikin nelivetoisella kulkineella?

Mutta se väittely on vain turhaa vastaan haromista. Näinä aikoina kysytään, millä nelivedolla pöllit tulevat mettästä kaikkein vaivattomimmin ja turvallisimmin.

Tällä hetkellä automaattinen neliveto on vaivaton ja turvallinen eli suurelle yleisölle sopiva neliveto. Tiellä se on oikea peto menemään. Keväällä hyväksyin yhden keskustelun herättämänä sen, että maastossakin automaattinen voi hoitaa hommansa. Toki se, että Wisentissäkin on jo paljon automatiikkaa, on vaikuttanut. Minun olisi paha huudella perinteiden perään, kun kytken nelarin napista kiertämällä ja pistän kaasupolkimella pyynnön että pienempää vaihdetta kiitos.

Vuoden 1993 Jeep Grand Cherokeen jakolaatikko. Siinä on tasauspyörästö ja luistonrajoitin, koska auto on jatkuvasti nelivetoinen. Myös hitaan välityksen sai. Kuva on vapaassa käytössä.
Vuoden 1993 Jeep Grand Cherokeen jakolaatikko. Auto on jatkuvasti nelivetoinen. Kuva on vapaassa käytössä.

Siinä missä itse olen suorastaan ylistänyt automatiikka, joillakin sähköpostitse yhteydessä olleilla kävijöillä on ollut varautuneempi suhtautuminen. Erään kävijän mukaan ongelma ei ole niinkään, miten se selviää vaan miten se kestää. Järjestelmissä on paljon sähköisiä, rankoille olosuhteiden vaihteluille herkkiä osia.

Itse vain uskon siihen, että viat ovat kasvukipuja. Minä sentään olen ajanut vuotta 2006 vanhemmalla Opticruise-Scanialla. Se, että keskellä risteystä laatikko ei haluakaan laittaa vaihdetta silmään, olisi voinut jättää minuun elinikäisen automaatikan kammon.

Joka tapauksessa kun automaattiset järjestelmät toimivat koko ajan paremmin, ne yleistyvät. En ihmettele, vaikka kymmenen vuoden sisään yksi pick-uppien valmistaja kertoo, että uuden sukupolven yksilöistä on jäänyt valinnainen neliveto pois. Sen jälkeen muut tulevat perässä. Silloin pöllit kulkisivat automaattisella nelivedolla. Ei sitä jakolaatikon ränkkäämistä enää kaipaisikaan.

Toki tällöin mahdollisista ostajista tipahtaisi jonkinlainen joukko pois. Se ei kuitenkaan kehitystä pysäyttäisi. Eihän tasa-arvoista avioliittoakaan kaikki olisi halunneet, mutta tulevaisuudessa ei osata kuvitella olevankaan muunlaista avioliittoa.

* * *

Löysin muuten mielenkiintoisen autoja käsittelevän blogin. Papupaja Diaries -blogin kirjoittaja on autoalan opiskelija, ja hän kertoo muun muassa harjoitustöistä ja asiakastöistä. Tekstejä täydentävät erittäin hyvät kuvat.

Lisäksi ensi perjantaina haen Jyväskylän O.K. Autosta itse Hiluxin koeajettavaksi. Pick-uplegendasta julkaissen raporttia ensi vuoden puolella.

Ylimmässä kuvassa on Haldexin ohjain. Kuvan omistaa APR ja sitä saa käyttää lisenssin CC-NC-ND-3.0 mukaisesti.

L200:n vaivaton neliveto perustuu tasauspyörästöön

Ford Ranger -mies sai postia Mitsubishin jälleenmyyjältä. Entiselle L200:n omistajalle kenties tarkoituksella ajoneuvotietorekisteristä poimittu lappunen rummutti uudistunutta L200:a. Lähes nössähtäneen pyöristynyt pick-uppi ei silti järisyttänyt Ranger-suhdetta, mutta yksityiskohdista kiinnostuneena blogaajana otin esitteen tietysti kriittiseen tarkasteluun.

Esite kehuu L200:n olevan ainoa pick-up, jota voi ajaa nelivetoisena ”millä nopeudella tahansa, missä ja minne tahansa”. Viesti on siis se, että lava-autolla voi ajaa turvallisemmalla vetotavalla koko ajan – siis vaikka alusta välillä olisikin pitävä.

Lava-auton tavanomaisen nelivedon käyttämisessä kuitenkin muuten olisi voimansiirron rasittumisen riski, ja toisaalta kaksivedossa on luisun riski.

l200-esite ja nelossarjan pienoismalli

L200:n nelivedon valmistaja on nimennyt Super Selectiksi, ja samaa järjestelmä on käytössä myös Pajerossa. Kun yleensä perinteisesti nelivetoisessa autossa vetotiloja on kaksiveto, nopea neliveto ja hidas neliveto, on Mitsun järjestelmässä tavallaan yksi ylimääräinen nopea neliveto.

Kyse ei ole mistään korkealentoisesta avaruusteknologiasta. Mitsubishi julkisti Super Selectin jo vuonna 1991, ja sen rakenteeseen kuuluvat tutut ja turvalliset jakolaatikot, kardaaniakselit ja tasauspyörästöt. Ominaista on kuitenkin se, että järjestelmään eivät kuulu napalukot ja että etu- ja taka-akselien välissä on tasauspyörästö.

Super Selectistä on kuitenkin kehitelty muutama eri versio, joista uusin on SS4-II. Sen edeltäjä on SS4-I. Erona näiden kahden välillä on se, että uudempi Super Select jakaa voiman etu- ja taka-akseliin suhteessa 33:67 ja aina tarvittaessa suhteessa 50:50. Edeltäjä jakaa voiman aina suhteessa 50:50.

Super Selectissä 2H:han on tavanomainen takavedon tila. Jakolaatikko ei pyöritä etukardaaniakselia eli jaa voimaa etuakseliin. Sen lisäksi alipaineeseen perustuva mekanismi pitää oikean puolen vetoakselin irti tasauspyörästöstä. Näinpä pyörät pyörivät vapaasti, tai siis ovat tien pyöritettävänä. Vastuksia on vähemmän, joten polttoainetta kuluu vähemmän. Lisäksi voimansiirron osat ja renkaat kuluvat vähemmän, ja melu laskee.

4H on nopea neliveto. Jakolaatikko alkaa pyörittää myös etukardaaniakselia, ja oikeanpuolinen vetoakseli kytkeytyy tasauspyörästöön ja tulee siis osaksi voimansiirtoa. Mitsun nopea nelari ei kuitenkaan ole täysin samanlainen kuin useimmissa lava-autoissa. Super Selectin voimansiirtoon nimittäin kuuluu akselien välissä oleva tasauspyörästö ja siinä oleva viskokytkin.

Viskokytkimen tarkoitus on sama kuin tasauspyörästön luistonrajoittimen, eli se tarpeen tullen osittain lukittuu ja jakaa toiseen akseliin enemmän voimaa kuin toiseen. SS4:n toisessa sukupolvessahan tasauspyörästö jakaa voiman 33:67-suhteessa ja tarvittaessa fifty-fifty. Vaikka viskokytkin voikin lukittua, se kuitenkin sallii akselien välisen pyörimisen eron, jolloin auto ei ole kankea käsitellä ja voimansiirto ei rasitu.

Viskokytkimen heikkous on kuitenkin se, että se ei missään vaiheessa lukitu täydellisesti. Siis akselit eivät milloinkaan pyöri aina ja kaikkialla samalla nopeudella. Pidon ollessa riittävän heikko viskokytkin alkaa luistaa eikä se enää jaa akseleihin voimaa pitävällä pinnalla olevan akselien tarpeen mukaista määrää. Tästä syystä L200:ssa on myös ”lukittu” nopea neliveto, 4HLC. Siinä keskitasauspyörästö on lukossa, eli etu- ja taka-akseli pyörivät aina yhtä nopeasti. Toisin sanoen voimaa kulkeutuu niin paljon, että pitävällä pinnalla olevan akselienkin pyörät alkavat pyöriä ja auto edetä.

4LLC taas on tavanomainen hidas neliveto. Akselien keskellä oleva tasauspyörästö on lukittuna niin kuin 4HLC:ssä, ja jakolaatikossa oleva alennusvaihteisto muuttaa välityssuhteita maastoon paremmin sopiviksi.

super select oma l200 rannalla
Omassa L200:ssa oli ilmeisesti Easy Select -neliveto, eli akselien välisestä tasauspyörästöstä ei ollut tietoakaan. Kaksivetoa olikin pidettävä aina kuivilla pinnoilla.

Vaikka Mitsubishi esittelee uutta L200:a kätevällä nelivedolla, on se kaikessa hiljaisuudessa poistanut pick-upistaan jotain, mitä ehkä moni lava-autoilija arvostaisi kätevää nelivetoa enemmän – nimittäin tasauspyörästön lukon. Edes toisessa akselissa oleva lukko auttaisi niissä tilanteissa, joissa eteneminen kariutuu niinkin pieneen seikkaan kuin akselin toiseen pyörään.

Samaan aikaan kun Mitsubishi toi uudistuneen Äl-kaks-satasen rummuttaen edistyksellisintä nelivetoa, poisti se Invite-varustelun. Inviteä ei voi valita nettisivuilla eikä sitä ole hinnastossa. Nimenomaan Invite olisi tarjonnut tasauspyörästön lukon. Toisaalta Mitsu ei ole lukkoa siirtänyt nyt ainoastaan saatavilla olevaan Magnum-varusteluunkaan, joten, joo-o, lukko-pick-upien joukko on jälleen harventunut.

Niin se Kätevien & Suurelle yleisölle Sopivien pick-upien joukko vaan porskuttaa.

Ensimmäisenä olevan kuvan Mitsubishin L200:sta omistaa Comprador ja kuvaa saa käyttää lisenssin CC-BY-3.0 mukaisesti.

Etuveto, takaveto, neliveto ja Ackermann

Vetotapa vaikuttaa auton käsiteltävyyteen, hintaan, rakenteeseen sekä matkustajien ja tavaran tilaan. Usein auton valmistaja miettii vetotavan ja varsinkin moottorin sijainnin vetäviin pyöriin nähden tarkasti sen mukaan, millaiseen käyttöön auto tulee.

Voimansiirtoa käsittelevän juttusarjan osat

  1. Voimansiirron rakenne
  2. Etuveto, takaveto, neliveto ja Ackermann
  3. Välityssuhteet
  4. Kytkimet ja momentinmuunnin
  5. Vaihteistot
  6. Akselit
  7. Tasauspyörästöt
Citroën Traction Avant. Kuva on vapaassa käytössä.
Citroën Traction Avant edesauttoi etuvedon suosion lisääntymistä. Vaihteisto sijaitsi etuakselin etupuolella, tasauspyörästö akselin kohdalla ja moottori hieman akselin takapuolella. Kuva on vapaassa käytössä.

Yleistä vetotavoista

Autopuheissa useimmiten puhutaan sujuvasti vain etuvedosta, takavedosta ja nelivedosta erittelemättä tarkemmin voimansiirron rakennetta. Jokaisesta vetotavasta on useita variaatioita, joiden välisinä eroina on lähinnä moottorin sijainti vetäviin pyöriin nähden. Nelivetoisissa autoissa eroja on lisäksi nelivedon tekniikassa.

  • Useimmissa etuvetoisissa autoissa moottori on auton etuosassa pitkittäin tai poikittain. Varsinkin ennen se oli joissain autoissa akselien välissä tai jopa auton takaosassa.
  • Takavetoisistakin autoista suurimmassa osassa moottori sijaitsee auton etuosassa. Varsinkin urheiluautoissa se on kuitenkin keskiosassa, ja muutamassa autossa kone on laitettu taka-akselin taakse.
  • Nelivetoisissa autoissa moottorin yleisin paikka on auton etuosa. Joissakin urheiluautoissa moottori on kuitenkin sijoitettu keskiosaan tai takaosaan.

Etuveto

Etuvetoa voisi kuvailla kompaktiksi perusvetotavaksi. Se soveltuu laajalle yleisölle, ja on ehkä siksi suosituimpia vetotapoja nykyaikana.

Etuvetoisessa autossa etuakselin pyörät vetävät ja taka-akselin pyörät pyörivät vain auton mukana. Moottori voi sijaita auton keskiosassa tai takaosassa, mutta nykyisin ylivoimaisesti useimmiten kone on etuakselin etupuolella pitkittäin tai poikittain. Koska moottori ja vaihteisto ovat aivan etuakselin tasauspyörästön lähellä, on vaihteisto ja tasauspyörästö hammaspyörin kosketuksissa toisiinsa. Näinpä koko voimansiirto muodostaa näppärän, tiiviin paketin auton etuosaan.

SteveBaker at the English language Wikipedia
British Motor Companyn Mini oli mullistuksellinen: etuakselin etupuolelle poikittain sijoitetun moottorin ansiosta matkustajilla ja tavaroilla saatiin rutkasti tilaa. Monessa nykyautossa on sama ratkaisu. Ministä sai myös pick-up-mallin – ei ehkä niin massiivisen jyhkeän kuin tämän päivän pick-upit. Kuvan omistaja on SteveBaker englanninkielisessä Wikipediassa, lisenssi CC-BY-3.0.

Kompaktista voimansiirrosta on paljon hyötyä. Ensinnäkin se on edullisempi, jolloin auto voidaan myydä uutena halvemmalla. Toiseksi auton käytön taloudellisuus paranee: kardaaniakselia eikä taka-akselin voimansiirron osia tarvita, joten auto on kevyempi. Lisäksi voimansiirrossa esiintyy vähemmän polttoaineen kulutusta lisääviä vastuksia. Huoltoa vaativia osiakin on vähemmän. Kolmanneksi voimansiirron osat eivät vie tilaa matkustajilta ja tavaroilta. Toisaalta kompaktius sulkee melkeinpä pois V6:n ja V8:n kaltaiset isot moottorit.

Etuvedon ajo-ominaisuudet eivät ole täysin kiistattomasti hyvät. Voimansiirron massa on etupyörien, eli vetävien pyörien, päällä, jolloin pyörien pito toki paranee. Etuvetoista voikin pitää turvallisempana vaihtoehtona liukkaalla kuin takavetoa – ainakin niin kauan, kun kiihdytykset eivät ole voimakkaita. Jos etuvetoisella autolla kiihdyttää voimakkaasti, painoa siirtyy auton takaosaan. Tällöin etupyörät kevenevät, ja auto saattaa alkaa ohjautua sivulle. Tehokkaissa ja tehokkaisiin kiihdytyksiin suunnitelluissa autoissa on siksi usein takaveto, jotta massa siirtyy kiihdytyksessä vetävien pyörien päälle.

Kiihdytettäessä rajusti etuvetoisella autolla sen ratti saattaa alkaa puoltaa jompaankumpaan suuntaan. Tehokasta etuvetoista autoa ajettaessa autoa voi alkaa vaivata myös aliohjautuminen. Tällöin auto ei käänny niin paljon, kuin ratin tietyssä asennossa sen pitäisi kääntyä. Kun etuvetoiseen autoon kytketään vielä perävaunu – oli auto tehokas tai ei – vähenee etupyörien päällä oleva massa entisestään. Näinpä etuvetoiseen autoon ei välttämättä saa kovin raskasta perävaunua kytkettyä.

Etuvetoisen auton kompaktiuskin saattaa kääntyä kuljettajaa vastaan. Poikittain asennettu moottori rajoittaa etupyörien kääntyvyyttä, minkä seurauksena auton kääntöympyrän halkaisija suurenee. Ylipäätään etuvetoisten autojen renkaatkin joutuvat muita autoja kovemmille: ohjauksen ja jarrutusten välittämisen lisäksi rengasparat joutuvat siirtämään kiihdytykset tien pintaan.

Takaveto

Takavetoa kuvaa ehkäpä parhaiten alttius perän sivuluisuun mutta kätevyys tehokkaissa autoissa. Takaveto oli suosituin vetotapa henkilöautoissa aina 1970-luvulle asti, mutta menetti ykkössijan etuvedolle.

Porsche 911 on monen muu urheiluauton tapaan takavetoinen, koska tehokkaissa kiihdytyksissä painoa siirtyy taka-akselille. Melko omalaatuista 911:ssä on kuitenkin se, että moottori sijaitsee aivan auton takana.

Vedon välittäminen taka-akseliin vaatii osia, jotka saattavat viedä tilaa matkustamosta ja tavaratilasta. Samoin takavetoisella autolla on massaa enemmän. Toisaalta voiman taakse siirtävät osat tuovat painoa, ja usein moottorikin sijaitsee keskiosassa tai takana. Näinpä vetävien pyörien päällä on suuri massa, mikä parantaa pitoa liukkaalla. Kiihdytyksissäkin massaa siirtyy entisestään taakse vetävien pyörien päälle.

Takavetoinen auto alkaa herkästi yliohjautua. Tällöin auto kääntyykin enemmän, kuin sen tietyssä ratin asennossa pitäisi. Tätä esiintyy varsinkin lumessa, jäässä ja hiekassa. Lava-autot ovat liukkailla pinnoilla erityisen innokkaita viskailemaan perää, kun niissä on kaksiveto kytkettynä.

Takavetoiset saattavat maksaa enemmän kuin samankaltaiset etuvetoiset autot, koska osia on enemmän. Toisaalta koska voimansiirron osat eivät ole niin tiiviissä paketissa, niitä on helpompi huoltaa. Osat myös sitten ovat kalliimpia, mikä saattaa lisätä uuden auton hintaa.

Neliveto

Neliveto on kallis mutta varma. Se tunnetaan off-road-ajossa välttämättömänä apuvälineenä mutta myös liukkaiden maanteiden taltuttajana. Nelivedossa yksinkertaisesti neljä pyörää vetää, vaikka useimmiten ei läheskään koko ajan.

Kykyä edetä nelivedolla on tietysti melkein tuplasti enemmän kuin etuvedolla tai takavedolla. Nelivetoisella autolla pystyy varmemmin kiihdyttämään ja etenemään liukkaalla pinnalla, koska vetäviä pyöriä on enemmän. Lisäksi jos voimansiirron tasauspyörästöihin kuuluu luistonrajoittimia tai lukkoja tai jos tietokone jakaa voimaa älykkäästi, on kiihdytyksen ykkössijan saaminen vielä varmempaa. Tien pinnan ja renkaiden välistä pitoahan neliveto ei kuitenkaan lisää, eli jos pitoa ei renkaiden alla ole, voi auto karata käsistä.

Toisaalta varsinkin neljän pyörän vetäessä jatkuvasti varmuus alkaa tietyissä olosuhteissa olla jo rasite: kun liukkaalla tiellä neliveto on järkevämpi kuin kaksiveto, kuivalla tiellä tilanne on päinvastainen. Neljä vetävää pyörää on turhan paljon, ja ylimääräiset pyörät vain lisäävät voimansiirron vastuksia ja sitä kautta polttoaineen kulutusta. Osat myös rasittuvat turhaan. Älykäs neliveto tietenkin korjaa tämän ongelman, sillä se jakaa voimaa pyöriin olosuhteiden mukaan.

Audi-Q5-public-domain
Audi Q5:ssa on tietokoneen kontrolloima neliveto, ja moottori sijaitsee Audin tapaan edessä pitkittäin. Kuva on vapaassa käytössä.

Ackermann

Alla olevassa kuvassa on kuva auton pyöristä kaartamassa vasempaan. Kunkin pyörän voidaan ajatella piirtävän alustaan ympyrän. Vihreät viivat kuvaavat ympyröiden säteitä.

Ackermann-ympyran-ajoPyörän 1 kulma on suurempi kuin pyörän 2 kulma, minkä seurauksena pyörien säteet kohtaavat samassa pisteessä. Jos pyörien kulmat olisivat yhtä suuret, joutuisi sisempi pyörä luisumaan sivusuunnassa. Ackermann-ohjauksessa sisempi pyörä kääntyy siis aina enemmän kuin ulompi. Rudolf Ackermann patentoi ratkaisun vuonna 1818 hevosten vetämiä vankkureita varten, mutta sittemmin ratkaisun mukainen ohjaus on ollut varsin suosittu autoissa.

Autoissa ohjaus on toteutettu siten, että raidetanko on lyhyempi kuin pyörien välinen etäisyys. Periaate selviää oheisesta videosta:

Yllä olevasta kuvasta selviää toinenkin käännöksissä esiintyvä oikku. Kunkin pyörän muodostaman ympyrän säde poikkeaa muiden pyörien ympyröiden säteestä. Toisin sanoen pyörät kulkevat eri mittaisen matkan samassa ajassa, eli ne pyörivät eri nopeudella. Pyörä 3 pyörii hitaimmin ja pyörä 2 taas nopeimmin. Lisäksi etuakselin pyörät pyörivät nopeammin kuin taka-akselin pyörät.

Tasauspyörästön ansiosta saman akselin pyörät pääsevät pyörimään eri nopeudella. Nelivetoisissa autoissa ongelmallista on kuitenkin sekin, että etu- ja taka-akseli pyörivät eri nopeudella. Tästä syystä nelivetoon usein kuuluu akselien välinen tasauspyörästökin. Jos tasauspyörästöä ei ole, rasittuu voimansiirto aina kaarrettaessa pitävällä alustalla.

Näin toimivat jakolaatikko ja alennusvaihteisto

Valinnaisesti nelivetoisissa autoissa kuljettaja päättää sen, milloin vetäviä pyöriä on kaksi ja milloin neljä. Sen lisäksi kuljettajalla on mahdollisuus valita tarvittaessa hidas välitys, jolloin pyöriin tulee enemmän voimaa alhaisessa vauhdissa. Moottorista tulevan voiman etu- ja taka-akseliin jakaa jakolaatikko, ja hitaasta välityksestä huolehtii jakolaatikossa oleva alennusvaihteisto.

Jakolaatikon rakenne

Moottorin tuottama voima on siirtynyt joko kytkimen tai momentinmuuntimen kautta vaihteistoon, ja vaihteistosta voima pitää saada eteen ja taakse. Näinpä voimansiirrossa jakolaatikon paikka on vaihteiston jälkeen. Akseleihin voima siirtyy kardaaniakseleita pitkin, eli valinnaisesti nelivetoisessa autossa voidaan katsoa olevan etu- ja takakardaaniakselit. Taakse kardaaniakseli kulkee suoraan kutakuinkin samassa tasossa kuin kaikki edeltävät voimansiirron akselit. Eteen menevä kardaani ei kuitenkaan voi olla samassa tasossa, koska silloinhan sen pitäisi lävistää vaihteisto, kytkin ja moottori.

Siispä jakolaatikko ulottuu vaihteiston ja moottorin ääriviivojen ulkopuolelle. Tällöin osa voimasta täytyy saada siirtymään kohtisuorasti taka-akseliin menevään linjaan nähden. Usein tähän tarkoitukseen käytetään ketjua, koska se on kevyt, pienikokoinen ja varsin kestävä sovellus. Ketjun vaihtoehto ovat hammaspyörät.

Moottorin vauhtipyörän keskipisteestä taka-akselin tasauspyörästön keskikohtaan voiman voimme kuvitella kulkevan kutakuinkin yhtä viivasuoraa, mutta ei katkotonta, akselia pitkin. Kutsutaan selkeyden vuoksi jakolaatikon sisässä olevaa osaa tuosta akselista pääakseliksi. Jakolaatikon ulkoseinästä tasauspyörästöön asti sama akseli on takakardaani. Toisen ulkoseinän ja moottorin välillä akseli on vain moottorista tuleva akseli.

2WD:n ja 4WD:n kytkentä

Voimans, jakolaatikko 2WD-4WDKaksivedossa voiman kulku etuakseliin on poikki ja nelivedossa se taas ei ole. Voima katkeaa varsin odotetusti ketjun ja pääakselin liitoskohdassa, eli kaksivedossa moottori ei pyöritä mitään etuakseliin menevistä osista.

Yksinkertaistetusti etukardaanin päässä on hammaspyörä, ja ketju on sen ympärillä. Yhtä lailla pääakselissakin on hammaspyörä, ja ketju menee senkin hammaspyörän ympäri. Tämä hammaspyörä ei kuitenkaan pyöri pääakselin mukana. Sen sijaan vähän matkan päässä oleva toinen hammaspyörä pyörii pääakselin mukana. Näiden kahden hammaspyörän välissä on kytkentäholkki.

Kun kuljettaja on valinnut kaksivedon, kytkentäholkki on irti pääakselin mukana pyörivästä hammaspyörästä. Toisin sanoen kun moottori ja vaihteisto pyörittävät pääakselia ja siirtävät näin voimaa taka-akseliin, ei ketjun hammaspyörä pääse pyörimään mukana. Etuakseliin ei mene voimaa lainkaan.

Kun kuljettaja valitsee nelivedon, kytkeytyy ketjun hammaspyörän kytkentäholkki pääakselin mukana pyörivään hammaspyörään. Tällöin moottori ja vaihteisto alkavat pyörittää siis ketjun välityksellä etukardaania, jolloin veto siirtyy etuakseliinkin ja sitä kautta etupyöriin.

Nopea ja hidas välitys

Voimans, jakolaatikko 4H-4LAlennusvaihteistokin on osa pääakselia. Pääakselilla on nimittäin lähellä toisiaan kaksi hammaspyörää ja niiden välissä kytkentäholkki. Nelivedon valitsimella kuljettaja liikuttaa kytkentäholkkia. Kaksi hammaspyörää ovat kosketuksissa kumpikin yhteen hammaspyörään, ja näiden hammaspyörien välissä on kiinteä akseli. Hammaspyörä B ei pyöri pääakselin mukana. Hammaspyörä A sen sijaan pyörii moottorista tulevan akselin mukana. Pääakseli ja moottorista tuleva akseli ovat nekin toisistaan irrallaan.

Kun välitys on nopea, eli voima kulkee moottorista normaalisti pyöriin, holkki on kiinni hammaspyörässä A. Koska holkki on kiinteästi pääakselissa kiinni ja koska hammaspyörä A pyörittää holkkia, pyörii koko pääakselikin. Tässä tilanteessa hammaspyörillä ei ole oikeastaan mitään merkitystä, koska ne eivät vaikuta voima kulkuun. Voimaa kulkee sellaisenaan moottorista ja vaihteistosta eteenpäin.

Kun kuljettaja asettaa valitsimen hitaan välityksen asentoon, siirtyy holkki kiinni hammaspyörään B. Nyt voima moottorista ei kulje enää yhtä suoraa linjaa pitkin, vaan siirtyykin hammaspyörästä A siinä kiinni olevaan hammaspyörään, sitten poikkiakselin kautta viereiseen hammaspyörään ja sen välityksellä hammaspyörä B:hen. Koska B on kiinni holkissa ja koska holkki taas on kiinteästi pääakselissa, pyörii pääakselikin.

Ero onkin nyt se, että neljä hammaspyörää ovat muuttaneet voiman suhdetta. Pääakseli pyörii esimerkiksi kolme kertaa hitaammin kuin moottorista tuleva akseli, mutta vääntöä on enemmän. Käytössä on siis hidas välitys.