Por que pickups e SUVs grandes usam 4x4 e geralmente não AWD?

Em quase todos os casos em que consigo pensar, os veículos maiores com potência nas quatro rodas são 4x4 e os menores, AWD. No que diz respeito à minha experiência, o AWD é muito mais conveniente e também funciona tanto no gelo quanto em 4x4 (pelo menos 4h) e permite uma diferença de rotação entre os eixos dianteiro e traseiro, o que o 4x4 não. Estou falando principalmente de AWD permanente, mas suponho que essa pergunta possa se aplicar também ao AWD controlado por driver.

Então, qual é o raciocínio por trás disso?

Eu realmente acho que é mais um problema de convenção de nomenclatura, mas há uma diferença marcante entre 4x4 e AWD.

Em 4x4, todas as rodas têm potência "garantida". A energia é enviada do motor para a caixa de transferência e, em seguida, a caixa de transferência envia para o eixo dianteiro e o eixo traseiro. A razão pela qual eu coloquei garantido entre aspas é porque existe algo como 4x4 em tempo integral, em que a caixa de transferência tem um diferencial interno que permite deslizar entre a frente e a traseira. Se você amarrasse um 4x4 a um toco e puxasse até as rodas se soltarem, logo antes de a roda começar a girar, o eixo dianteiro recebe 50% da carga e a traseira, 50% da carga. Quando as rodas começam a girar, pelo menos uma roda na frente e uma roda na parte traseira começam a girar ao mesmo tempo. Isso ocorre devido a diferenciais abertos.

No AWD, apenas um eixo tem potência garantida enquanto as rodas não estão escorregando. Esses sistemas tendem a ter uma embreagem de algum tipo que separa os eixos. A embreagem pode ser viscus, Subaru tende a usá-los. Quando a velocidade do eixo dianteiro não coincide com a traseira, a embreagem gira internamente e aquece. Quando está quente o suficiente, ele bloqueia os eixos dianteiro e traseiro. Quando está frio o suficiente, ele desbloqueia novamente. A embreagem pode ser eletromecânica, usada pela Mazda. Se AWD for permitido, um solenóide eletromagnético liga metade da embreagem. Quando a velocidade dos eixos não coincide, a segunda metade da embreagem é acionada para travar os eixos. A embreagem pode ser incorporada em um diferencial, a Audi os utiliza. A força é dividida em 60:40 e, quando um conjunto de rodas começa a deslizar, as embreagens redirecionam a força para o outro eixo. Se você amarrar um AWD a um toco e puxar até que as rodas se soltem, logo antes de as rodas se soltarem, um eixo transportará 100% da carga. Quando as rodas começarem a girar, o eixo com 100% da potência girará por um curto período de tempo até que os eixos dianteiro e traseiro estejam amarrados. Quando os eixos são amarrados, as rodas que estavam girando diminuem a velocidade ou param e é necessária energia adicional para soltar todas as rodas.

Os caminhões precisam da capacidade de enviar energia para os dois eixos ao mesmo tempo. Essa necessidade vem do fato de que o verdadeiro objetivo dos caminhões é fazer o trabalho. Para citar um comediante "se você precisar transportar um avião ao lado de uma montanha", usaria um caminhão. A divisão 50:50 garantida distribui a energia uniformemente o tempo todo e não precisa ser ligada e desligada. A divisão 50:50 também garante que a tensão seja distribuída, que nem o eixo dianteiro nem o traseiro apresentem mais tensão que o outro. Há uma enorme desvantagem no 4x4. 4x4 verdadeiro não podeser conduzido em uma superfície dura e seca por muito tempo. Ao dirigir, há uma pequena diferença de velocidade entre o eixo dianteiro e traseiro, especialmente em curvas. Essa diferença de velocidade aumenta e faz com que os eixos lutem entre si, causando a esfregar dos pneus e sacudir o volante. Como mencionado acima, alguns veículos 4x4 imitam o AWD por ter também um diferencial no caso de transferência. Esse diferencial pode ser bloqueado e desbloqueado para ir de 4x4 em tempo parcial e 4x4 em tempo integral. Uma vantagem importante do 4x4 é que ele pode tolerar um ciclo de trabalho de 100%. Isso significa que o veículo pode ser conduzido com rodas constantemente escorregadias indefinidamente. O estojo de transferência não gera calor adicional ou detecta desgaste adicional quando comparado à operação normal.

Alguns sistemas AWD podem imitar a verdadeira ação 4x4 travando positivamente o elo entre os eixos dianteiro e traseiro. Se esse link não estiver bloqueado positivamente, é necessário que ocorra um mínimo de escorregamento antes que o sistema reaja. A literatura de marketing geralmente diz que eles reagem instantaneamente. Não existe instantaneamente, apenas muito rápido. "Muito rápido" significa que, por algum tempo, por menor que seja, um eixo é favorecido em relação ao outro. Os sistemas AWD também não podem tolerar 100% do ciclo de trabalho. Como os sistemas quase sempre empregam algum tipo de mecanismo de embreagem, um aumento de calor e desgaste resultará do uso contínuo.

Uma das coisas que as outras respostas não mencionaram e provavelmente é o ponto principal entre o AWD e o 4x4 é que os casos de transferência AWD quase sempre serão um único diferencial de velocidade. O 4x4 quase sempre terá faixas altas e baixas de quatro rodas e é selecionável . Isso fornece mais torque se o motorista considerar a situação necessária. O 4x4 também pode ter um recurso "4x4 automático" que liga os cubos ao diferencial, mas não aplica força à frente, a menos que haja derrapagem nas rodas traseiras.

Com isso em mente, é fácil ver por que existe a diferença entre os dois e como eles são aplicados pelo fabricante. Tudo se resume ao uso . Caminhões e veículos maiores são usados ​​mais para fins utilitários: reboques / reboques; puxando tocos. Às vezes, eles exigem o torque extra necessário para executar essas tarefas. Veículos menores com AWD são quase sempre usados ​​para conforto e segurança dos passageiros e não exigem torque extra. Eles têm o AWD principalmente para maior tração .

NOTA: Como a maioria das coisas, observe que o acima não é um raciocínio absoluto, mas geral. Alguns veículos grandes têm AWD (ou seja: Hummer H2). Tenho certeza de que existem veículos menores com 4WD selecionáveis ​​também.

O 4WD tem a melhor tração em condições fora da estrada, que é principalmente para o que os veículos maiores são usados. Além disso, o 4WD oferece melhor economia de combustível, o que geralmente é mais favorável em um veículo maior, pois eles já terão um maior consumo de combustível devido ao seu peso adicionado.

Você está certo sobre o AWD ser pelo menos tão bom em condições como gelo. Na verdade, é o melhor desempenho dos 2 em todas as condições da estrada, devido à maior aderência e tração. Para responder à sua pergunta sobre carros menores geralmente com sistemas AWD. Você verá que essas são geralmente versões esportivas e um sistema AWD fornece melhor manuseio. O AWD também tem um consumo de combustível mais alto, que não está realmente preocupado com um carro esportivo, pois seu principal ponto de venda é ser rápido, não ter o melhor MPG.

Você pode ler mais sobre as diferenças aqui: http://www.digitaltrends.com/cars/whats-the-difference-between-four-wheel-drive-and-all-wheel-drive/