بیشتر خودروهایی که در اطرافمان میبینیم به صورت تک محور محرک عمل میکنند؛ یعنی نیروی موتور یا به دو چرخ جلو میرسد و خودرو را به حرکت درمیآورد و یا در نقطه مقابل، قدرت موتور راهی محور عقب میشود تا وسیله نقلیه را به راه بیندازد.
اما خودروهای تک محور یا تک دیفرانسیل برای استفاده در تمام مسیرها مناسب نیستند؛ خصوصا در جادههای ناهموار طبیعی و اصطلاحا آفرود، خودروهای تک دیفرانسیل عملکرد مطلوبی ندارند و معمولا نمیتوانند از این گونه مسیرها به نحو مناسب عبور کنند.
از آنجا که بعضی خودروهای خاص به ویژه ماشینهای نظامی یا خدماتی نیاز دارند تا در مسیرهای ناهموار طبیعی رفتوآمد کنند، مهندسان سیستمهای چهار چرخ محرک را برای این گونه وسایل نقلیه طراحی کردند. در این مطلب به معرفی انواع مختلف سیستم چهار چرخ محرک و بررسی تفاوتهای سیستمهای انتقال قدرت دو دیفرانسیل با یکدیگر میپردازیم.
سیستم چهار چرخ محرک چیست؟
پیش از معرفی انواع سیستمهای چهار چرخ محرک خودرو بهتر است در مورد این سیستم و نحوه عملکرد کلی آن کمی توضیح دهیم. همانطور که اشاره شد اکثر خودروهای موجود در بازار به صورت تک محور یا تک دیفرانسیل عرضه میشوند. این خودروها نیروی موتور را از طریق گیربکس و سپس دیفرانسیل به چرخهای جلو و یا عقب ارسال میکنند. بدین ترتیب تنها دو چرخ محرک در این نوع از ماشینها وجود دارد.
خودروهای تک دیفرانسیل برای مصارف شهری و جادههای آسفالت مناسب هستند اما وقتی کار به عبور از مسیرهای ناهموار آفرود و گذرگاههای طبیعی میرسد، دیگر کارایی چندانی ندارند. برای رفع این مشکل مهندسان تصمیم گرفتند تا چرخهای دیگر خودرو را نیز به حالت محرک درآورند، یعنی نیروی موتور را مستقیما به آنها ارسال کنند.
به این نوع سامانه انتقال قدرت، سیستم چهار چرخ محرک یا دو دیفرانسیل گفته میشود که در آن هر چهار چرخ خودرو نیروی موتور را دریافت میکنند تا ماشین بتواند در مسیرهای سخت و ناهموار عملکرد بهتری داشته باشد. به خودروهای چهار چرخ محرک معمولا دو دیفرانسیل نیز گفته میشود؛ چراکه دارای یک دیفرانسیل در جلو و یک دیفرانسیل در عقب هستند.
انواع سیستم چهار چرخ محرک خودروانواع سیستم چهار چرخ محرک خودرو
سیستم چهار چرخ محرک سالها پیش ابداع شد تا روی محصولات نظامی یا خدماتی نظیر وانت و خودروهای سنگین نصب شود. طی این سالها انواع مختلفی از این نوع سامانه به بازار آمده که در ادامه هر کدام را معرفی کردهایم.
سیستم چهار چرخ محرک موقت یا پارت تایم
همانطور که از اسم این سیستم چهار چرخ محرک مشخص است، صرفا برای پارهای از موارد میتوان هر چهار چرخ خودرو را به حالت محرک درآورد. به عنوان مثال برای زمانی که میخواهید با خودرو از روی مسیرهای لغزنده گلآلود یا برفی خصوصا دارای شیب عبور کنید، میتوانید سیستم را به صورت دستی توسط اهرم دنده کمکی و یا کلید برقی، تغییر وضعیت داده و به حالت چهار چرخ محرک درآورید.
در این سیستم خودرو دارای دو دیفرانسیل است که هر کدام روی یکی از محورهای ماشین نصب میشود. نیروی موتور بعد از عبور از گیربکس، وارد ترانسفرکیس یا جعبه دنده کمکی میشود. در حالت استاندارد یعنی زمانی که راننده سیستم چهار چرخ محرک را فعال نکرده است، نیروی موتور به همان صورتی که به ترانسفرکیس وارد شده بود، از آن خارج شده و به سمت محور محرک که معمولا چرخهای عقب هستند، ارسال میشود. در این شرایط ترانسفرکیس یا جعبه دنده کمکی در حالت خلاص قرار دارد و هیچگونه تغییری در مسیر انتقال نیروی موتور به سمت محور محرک اصلی ایجاد نمیکند.
اما اگر راننده تشخیص بدهد که باید هر چهار چرخ خودرو را به حالت محرک درآورد، میتواند این کار را در خودروهای قدیمیتر بهوسیله اهرم دنده کمکی و در محصولات جدید بهوسیله کلید برقی تعبیه شده در کابین انجام دهد. دو حالت 4H یا چهار چرخ محرک سبک و 4L یا چهار چرخ محرک سنگین معمولا در این گونه خودروها وجود دارد.
حالت 4H برای مسیرهای نهچندان سخت و صرفا لغزنده با شیب کم مناسب است اما حالت 4L برای مسیرهای آفرودی سنگین و کاملا دشوار تناسب دارد. به هر حال راننده زمانی که هر یک از این دو وضعیت چهار چرخ محرک را انتخاب کند، ترانسفر کیس فعال میشود و نیروی موتور را بعد از دریافت به سمت محور محرک موقت ارسال میکند. مابقی نیرو نیز به سمت محور اصلی ارسال میشود.
این نوع از سیستمهای چهار چرخ محرک صرفا به صورت موقت قابل استفاده هستند؛ زیرا روی سطح جاده آسفالت فشار زیادی به چرخها و موتور وارد میکند و در سرعتهای بالا هندلینگ و پایداری خودرو به ویژه در هنگام دور زدن برهم میزند. بنابراین زمانی که راننده از مسیر آفرود خارج شد و روی آسفالت برگشت، باید سیستم را به حالت تک دیفرانسیل درآورد تا خودرو بتواند عملکرد طبیعی و عادی خود را در مسیرهای شهری انجام دهد.
عبور پرسرعت از مسیرهای آسفالت به ویژه مسیرهای منحنی شکل در زمانی که سیستم انتقال قدرت چهار چرخ محرک فعال است، میتواند پایداری خودرو را بر هم بزند و فشار نسبتاً زیادی هم به موتور وارد کند. چراکه این سیستم فاقد دیفرانسیل مرکزی است، بنابراین چرخهای جلو و عقب با سرعت یکسان با هم میچرخند و پایداری خودرو هنگام دور زدن را بر هم میزنند.
سیستم چهار چرخ محرک سیستم چهار چرخ محرک فول تایم
این نوع سیستم چهار چرخ محرک درواقع مدل پیشرفتهتر سامانه چهار چرخ محرک موقت است. در این سیستم از یک دیفرانسیل مرکزی بعد از گیربکس استفاده میشود و نیروی موتور به صورت دائمی به سمت تمام چرخها انتقال مییابد. با توجه به حضور یک دیفرانسیل بیشتر در این سیستم میتوان از خودرو در مسیرهای شهری بدون مشکل استفاده کرد؛ چراکه وجود دیفرانسیل اضافه باعث میشود تا سرعت چرخها در حالت چهار چرخ محرک با یکدیگر متفاوت باشد و ضمن ارائه کشش و گشتاور بیشتر در مسیرهای ناهموار، اجازه حرکت مناسب و عادی خودرو در مسیرهای آسفالت و شهری را نیز بدهد.
در این سیستم حالت دوچرخ محرک یا 2H وجود ندارد و همیشه سیستم 4H فعال است. مگر اینکه راننده نیاز داشته باشد تا آن را به صورت 4L درآورد تا از مسیرهای آفرودی صعبالعبور به راحتی بگذرد.
سیستم تمام چرخ محرک یا AWD
سیستم تمام چرخ محرک درواقع نوع پیشرفتهتر چهار چرخ محرک است با این تفاوت که در اینجا نیروی وارد بر هر چرخ توسط سنسورهای مربوطه به طور دائم سنجیده میشود و اگر نیاز به کم یا زیاد کردن آن بود، کامپیوتر مرکزی خودرو یا همان ایسیو میتواند این کار را انجام دهد. در نتیجه ماشین در هنگام دور زدن عملکرد پایدارتری از خود نشان میدهد.
سیستم تمام چرخ محرک برای خودروهای شهری شاسی بلند مناسبتر بوده و قابلیت آن در آفرود نسبت به سیستم چهار چرخ محرک پایینتر است. از این سیستم در خودروهای نسبتا لوکس و یا کراس اوورهای جدید استفاده میشود تا هم در مسیرهای لغزنده و هم در هنگام دور زدن عملکرد بهتری داشته باشد. ضمن آنکه قابلیت آفرود سبک قابل قبولی به خانوادهها و طبیعت گردان غیرحرفهای میدهد.
سیستم تمام چرخ محرک سیمتریک فول تایم
این نوع سیستم تمام چرخ محرک از لحاظ عملکردی تقریبا شبیه به سامانه چهار چرخ محرک فول تایم است و نمیتوان آن را به حالت دوچرخ محرک درآورد. البته این نوع سیستم تمام چرخ محرک قابلیت انجام عملیاتهای آفرودی سنگین همچون سامانه چهار چرخ محرک فول تایم را ندارد و بیشتر جهت افزایش ایمنی و چسبندگی خودرو در مسیرهای آسفالت و شهری طراحی شده است.
سیستم تمام چرخ محرک آسیمتریک
سیستم تمام چرخ محرک نامتقارن درواقع نوعی سیستم تمام چرخ محرک است که روی یک خودروی تک دیفرانسیل نصب میشود؛ به نحوی که خودرو در شرایط عادی مثلا به صورت محرک عقب در حال حرکت است تا اینکه در یک مسیر لغزنده یا یک پیچ خطرناک قرار میگیرد، به نحوی که هندلینگ و پایداری آن در حال از دست رفتن است. در این شرایط سیستم تمام چرخ محرک آسیمتریک چرخهای دیگر را هم وارد مدار میکند و با انتقال نیروی موتور به آنها، هندلینگ و پایداری و چسبندگی ماشین را بیشتر میکند. به نحوی که خودرو بتواند از انحراف نجات پیدا کند و به مسیر مستقیم و اصلی برگردد.
پس از آن سیستم دوباره غیر فعال میشود و خودرو به صورت تک محور محرک به کار خود ادامه میدهد. درواقع این نوع سیستم حالتی شبیه به سامانه کنترل پایداری دارد و جهت افزایش هندلینگ و چسبندگی خودرو طراحی شده است. مسلما از این نوع سیستم نمیتوان در مسیرهای آفرودی و طبیعی دشوار استفاده کرد.
سیستم چهار چرخ محرک 4WD بهتر است یا تمام چرخ محرک AWD؟ سیستم چهار چرخ محرک 4WD بهتر است یا تمام چرخ محرک AWD؟
سیستم چهار چرخ محرک ابداع شد تا خودروها بتوانند در مسیرهای آفرودی ناهموار راحتتر حرکت کنند. همچنین در مسیرهای نسبتا هموار اما لغزنده هم با انتخاب حالت 4H میتوان تا حدودی از مزایای این سیستم بهره برد. اما سیستم چهار چرخ محرک برای خودروهای شهری و نسبتا لوکس که با مسیرهای آفرود چندان سر و کار ندارند، خیلی مناسب نیست. با این حال گاهی مواقع نیاز است تا خودرو از تمام چرخهای خود برای گذر از مسیرهای لغزنده یا برفی استفاده کند؛ پس سامانه تمام چرخ محرک ابداع شد تا خودروهای شهری هم بتوانند از مزایای یک سیستم چهار چرخ محرک نسبتا سبکتر برای افزایش ایمنی و پایداری استفاده کنند. بنابراین اگر خودرو برای مصارف آفرود و عبور از مسیرهای طبیعی دشوار کاربرد دارد باید دارای سیستم چهار چرخ محرک باشد اما برای خودروهای شهری نظیر کراس اوورهای خانوادگی، سامانه تمام چرخ محرک مناسبتر است.
نویسنده: حسین باباپور
