با انواع سیستمهای چهار چرخ محرک آشنا شوید
همه سیستمهای چهار چرخ محرک اصول کار یکسانی ندارند. ما تفاوت‌های اساسی این سیستم‌ها و چگونگی تفاوت آن‌ها روی رانندگی در داخل و خارج جاده را بررسی کرده و شرح داده‌ایم. چهار چرخ محرک. تمام چرخ محرک. سیستمهای تمام یا نیمه‌وقت… واژه‌شناسی ميتواند گیج کننده باشد مخصوصاً زمانی کــه شما نام‌های مخصوصی چون کواترو، 4Motion و 4Matic را به این داســتان اضافه ميکنید. اساساً یکی از اهداف مشترک تمامی این سیستم‌ها ارائه نیروی محرک (گشتاور) به تمامی چرخ‌ها به منظور افزایش کشش ميباشد. در ادامه تفاوت روش‌های انتقال گشتاور پیشرانه به چرخ‌ها را خدمت شما عزیزان شرح ميدهیم.
تاریخچه سیستم تمام چرخ محرک
اولین خودروی چهار چرخ محرکی کــه دارای پیشرانه احتراق داخلی نیز بود عنوان اولین خودروی هیبریدی را نیز یدک ميکشد. فردیناند پورشه خودروی لونر-پورشه خود را در سال 1899 و در وین برای لودویگ لونر طراحی کرد و ساخت و این خودرو دارای چهار پیشرانه الکتریکی بود کــه نیرو را به هر چرخ منتقل ميکرد و پیشرانه بنزینی نیز عملکرد ژنراتور را داشت. اولین خودروی چهار چرخ محرک با یک پیشرانه احتراق داخلی کــه وظیفه نیرورسانی به چرخ‌ها را بر عهده داشته باشد اسپایکر ساخت تا این خودرو در سال 1903 در مسابقه پاریس تا مادرید شرکت کند. اگرچه چندین خودروی نظامی چهار چرخ محرک نیز ساخته شده بود اما اولین خودروی تولید انبوه مجهز به این سیستم جیپ CJ-2A 1945 (جیپ غیرنظامی) نام داشت.
نصب سیستم چهار چرخ محرک در خودروهای سواری تولید انبوه زمان زیادی بود و این بار لئون سوبارو در سال 1972 بود کــه این عنوان را به خود اختصاص داد. در سال 1980 آئودی کواترو معرفی شد و این یک انقلاب در رالی محسوب ميشد. از اولین باری کــه خودروی مجهز به کواتروی آئودی در سال 1983 برنده شده هیچ خودروی تک دیفرانسیل نتوانسته اســت پیروز این میدان باشد.
اصول اساسی
گشتاور لحظه‌ای توسط پیشرانه احتراق داخلی و در میل‌لنگ ارائه ميشود. سپس این گشتاور از طریق گیربکس، جایی کــه دنده‌های سنگین به عنوان چند برابر کننده‌ها عمل ميکنند به چرخ‌ها فرستاده ميشود. حالا این گشتاور در شفت خروجی گیربکس و پیش از رسیدن به تمامی چرخ‌ها در دسترس اســت. این موضوع به نوعی به ارتباط تمامی چرخ‌ها به خروجی گیربکس دلالت دارد اما این مورد را بعدها توضیح خواهیم داد.
مشکل این اســت کــه تمامی چرخ‌ها با یک سرعت نميچرخند مخصوصاً زمانی کــه خودرو در حال عبور از پیچ بوده و چرخ‌های داخل پیچ فاصله کمتری را نسبت به چرخ‌های بیرونی طی ميکنند. این مؤلفه در اکسل‌های جلو و عقب به منظور هماهنگی با تغییر سرعت طراحی شده و ما آن را به نام دیفرانسیل ميشناسیم؛ بنابراین تمامی خودروهای چهار چرخ محرک نیازمند حداقل دو دیفرانسیل هستند، یکی برای جلو و یکی برای عقب.
نهایتاً دو میل لنگی کــه این گشتاور را به اکسل‌های جلو و عقب ميفرستند بسته به سرعت متوسط چرخ‌ها در هر اکسل شاید با سرعت‌های متفاوتی بچرخند؛ بنابراین یک دستگاه دیگر به منظور پوشش این تفاوت موردنیاز اســت. البته زمانی کــه خودرو تنها در زمان لغزش و پیشگیری از آسیب نیز به دستگاه یاد شده نیاز خواهد داشت.
انواع سیستمهای تمام چرخ محرک
سیستم چهار چرخ محرک دائمی
زمانی کــه سیستم موردنظر به‌طور دائمی گشتاور را به تمامی چرخ‌ها برساند باید یک قفل دیفرانسیل به منظور پوشش تفاوت سرعت بین دو اکسل وجود داشته باشد. این به خاطر عدم وجود گزینه قطع سیستم تمام چرخ محرک در زمان حضور در سطوحی همچون قیرپاشی شده ميباشد.
اجزای اصلی: سه دیفرانسیل کــه دوتا روی اکسل‌ها بوده و یکی نیز به‌صورت مرکزی ميباشد. پیشرانه ميتواند به‌صورت عرضی یا طولی نصب شود.
اســتفاده در سطح قیرپاشی شده: تا زمانی کــه هر سه دیفرانسیل باز بوده و قفل نشده باشند ميتوان از این سیستم اســتفاده کرد.
آپشن ها: قفل‌های دیفرانسیل ميتوانند در هر سه دیفرانسیل وجود داشته باشد. دنده‌سنگین احتمالاً برای خودروهای آفرود وجود خواهد داشت.
نمونه‌ها: سوبارو به خاطر سیستم چهار چرخ محرک symmetrical کوپل شده با پیشرانه‌های بوکسوری و میل‌لنگ‌های هم طول خود شناخته ميشود. یکی از نمونه‌های آفرود مشهور دنیای خودرو لندروور دیفندر اســت کــه دارای سه دیفرانسیل و دنده‌سنگین ميباشد. موضوع جالب اینکــه دیفندر تنها به‌صورت اســتاندارد دارای قفل دیفرانسیل مرکزی بوده هرچند بسیاری از مالکان این خودرو را با دیفرانسیل لغزش محدود یا قفل‌های دیفرانسیل جلو و عقب سفارش ميدهند.
سیستم چهار چرخ محرک قابل انتخاب
این نوع سیستم بیشتر مناسب اســتفاده سنگین آفرود بوده و یک جعبه انتقال مرکزی مکانیکی و دنده‌سنگین گشتاور را در حالت‌های چهار چرخ محرک به‌صورت مساوی به اکسل‌های جلو و عقب ميفرستد.
اجزای اصلی: معمولاً تنها دو دیفرانسیل (یک دیفرانسیل در هر اکسل) وجود دارد. پیشرانه به‌صورت طولی نصب شده و خودرو دارای جعبه انتقال و دنده‌سنگین اســت. زمانی کــه حالت چهار چرخ محرک انتخاب نشده باشد حالت پیش‌فرض به‌صورت دیفرانسیل عقب خواهد بود. مصرف سوخت در حالت دیفرانسیل عقب و به دلیل اصطکاک کمتر کاهش ميیابد.
اســتفاده در سطح قیرپاشی شده: در حالت‌های چهار چرخ محرک توصیه نميشود به جز زمانی کــه خودرو دارای دیفرانسیل مرکزی باز باشد.
آپشن ها: قفل‌های دیفرانسیل در اکسل‌های جلو و عقب. دنده‌سنگین نیز معمولاً به‌صورت اســتاندارد در این سیستم‌ها وجود دارد.
نمونه‌ها: تویوتا هایلوکس یک مثال خوب از خودروی مجهز به جعبه انتقال و دنده‌سنگین کــه فاقد دیفرانسیل مرکزی اســت ميباشد. یک اســتثنا در این کلاس میتسوبیشی تریتون اســت کــه دارای دیفرانسیل مرکزی تورسن باز در حالت 4H سیستم چهار چرخ محرک بوده و بنابراین ميتوان آن را در سطح قیرپاشی شده نیز با همین حالت راند. زمانی کــه دیفرانسیل مرکزی قفل بوده و در حالت 4HLc اســت خودرو را در سطح قیرپاشی شده نرانید.
سیستم چهار چرخ محرک مبتنی بر نیاز راننده
این سیستم در بسیاری از خودروهای پرفورمنس جاده‌ای و شاسی بلندهای شهری دیده ميشود. ایده خلق این سیستم انتقال نیروی پیشرانه به چرخ‌های جلو در اکثر موارد بوده و تنها در زمانی کــه نیاز باشد سیستم چهار چرخ محرک به‌صورت خودکار درگیر ميشود.
اجزای اصلی: پیشرانه معمولاً به‌صورت عرضی نصب شده اســت. دارای دو دیفرانسیل (در هر اکسل یک دیفرانسیل). این خودروها معمولاً دارای کلاچ چندصفحه‌ای هستند. از آنجایی کــه سیستم چهار چرخ محرک این خودروها تنها در زمان نیاز فعال اســت بنابراین در مصرف سوخت صرفه‌جویی ميشود. دنده‌سنگین به ندرت در این‌گونه خودروها دیده ميشود.
اســتفاده در سطح قیرپاشی شده: این سیستم مشکلی در این‌گونه سطوح نداشته زیرا زمانی کــه هرزگردی در چرخ‌ها (اکثراً چرخ‌های جلو) تشخیص داده شود سیستم چهار چرخ محرک درگیر ميشود. زمانی کــه سیستم درگیر شد کلاچ هنوز ميتواند تفاوت سرعت کوچک بین اکسل‌ها را پوشش دهد. این کار با لغزش کم چرخ‌ها صورت ميگیرد.
آپشن ها: قفل دیفرانسیل معمولاً در این خودروها ارائه نميشود و راننده کنترل کمی روی اســتفاده از سیستم چهار چرخ محرک دارد.
نمونه‌ها: مرسدس-ای ام جی A45 دارای کلاچ چند صفحه مرکزی هالدکس به منظور درگیر کردن چرخ‌های عقب به منظور افزایش کشش اســت. نیسان ایکس تریل نیز دارای تنظیمات مناسبی بوده اما به راننده اجازه ميدهد بین حالت‌های دیفرانسیل جلو (کلاچ باز)، اتوماتیک (کلاچ توسط ECU کنترل ميشود)، 4×4 (کلاچ به‌صورت دائمی درگیر اســت) یکی را انتخاب کند.
قفل دیفرانسیل چیست؟
یک دیفرانسیل از مجموعه دنده‌های سیاره‌ای تشکیل شده کــه به عنوان نسبت کاهشی نهایی به منظور چند برابر کردن ارزش گشتاور و در عین حال کاهش سرعت ورودی چرخشی به چرخ‌ها عمل ميکند. یک دیفرانسیل باز اجازه ایجاد تفاوت سرعت بدون محدود بین دو چرخ را به منظور بهبود عبور از پیچ‌ها ميدهد. این امر ميتواند باعث ایجاد اختلال در کشش شود مخصوصاً اگر یک‌طرف خودرو در جاده و طرف دیگر از گل‌ولای باشد. قفل دیفرانسیل دو چرخ را مجبور به چرخش با یک سرعت برابر ميکند و کشش را بهبود ميبخشد اما روی دینامیک خودرو تأثیر منفی ميگذارد. رانندگی با قفل دیفرانسیل درگیر شده در سطح قیرپاشی شده ميتواند باعث آسیب به قوای محرکــه شود. یک دیفرانسیل لغزش محدود باعث ميشود تفاوت سرعت معینی بین چرخ‌ها وجود داشته باشد و به این ترتیب کشش خودرو بهبود ميیابد.دیفرانسیل لغزش محدود باعث تفاوت سرعت چرخش چرخ‌ها در هر اکسل ميشود.
سیستم تمام چرخ محرک الکتریکی
مهندسی سیستم چهار چرخ محرک در خودروهای الکتریکی بسیار آسان‌تر از آن چیزی اســت کــه از نظر گذراندید. اگر چهار پیشرانه الکتریکی در خودرو نصب شود (یک پیشرانه برای هر چرخ)، دیگر نیازی به گیربکس، دیفرانسیل و جعبه انتقال نخواهد بود. این تکنولوژی مدت‌های زیادی اســت کــه به کار ميرود و کامیون‌های بزرگ دارای پیشرانه الکتریکی در هر اکسل هستند. این کامیون‌ها ميتوانند از پیشرانه احتراق داخلی به عنوان یک ژنراتور اســتفاده کنند. این ایده مشابه محصول لونر-پورشه اســت.
امروزه بسیاری از خودروهای الکتریکی پرفورمنس همچون تسلا مدل S از یک پیشرانه الکتریکی در هر اکسل اســتفاده ميکنند تا سیستم چهار چرخ دائمی داشته باشند.
دیدگاه خود را ثبت کنید