پیش از این در مقالهای، یکی از انواع سیستمهای چهار چرخ محرک مرور کردیم اما وقتی نام خودرو دو دیفرانسیل یا خودرو آفرود به میان میآید، آنچه بیش از همه میبینیم، خودروهایی با سیستم 4WD هستند. این خودروها معمولا شاسی بلندهای بزرگ یا پیکاپهای با شاسی مستقل هستند که بهطور ویژه برای حرکت در بیراهه ساخته شدهاند. در این مطلب قصد داریم به سراغ 4WD یا 4Wheel Drive برویم و این سیستم را بررسی کنیم.
احتمالا وقتی به یک خودروی چهار چرخ محرک فکر میکنید در حقیقت آنچه در تصورتان میآید سیستم انتقال قدرت 4WD است. این سیستم که نام آن مخفف 4Wheel Drive است در اصل ابتداییترین شکل از خودروهای چهار چرخ محرک به شمار میرود. این سیستم سالها قبل در تمامی خودروها از جمله خودروهای اصیل جیپ مورد استفاده قرار گرفته است هرچند سابقه آن به سالها قبل از ساخت جیپ بازمیگردد.
وضعیت 2WD چیست؟
هرچند خودروهای 4WD توانایی رساندن نیرو به هر دو محور را دارند ولی در بسیاری مواقع اصلی نیازی به این کار نیست. بهطور کلی ارسال نیرو به هر چهار چرخ، باعث افزایش استهلاک قطعات، افزایش مصرف سوخت، فشار به محورها و … میشود. به همین دلیل حتی در این خودروها هم در بیشتر اوقات نیرو فقط به یک محور (دو چرخ) میرسد.
در خودروهای مجهز به سیستم 4WD و بهویژه انواعی که از آنها بهعنوان “4WD موقت” نام برده میشوند، نیروی موتور در حالت عادی به یکی از دو محور جلو یا عقب منتقل میشود و این وضعیت تا زمانی که راننده تغییری در آن ایجاد کند ادامه پیدا میکند. این حالت مناسب راندن در زمینهای آسفالته و یا راههای عادی خارج از حاده است و در این حالت خودرو بهصورت 2WD حرکت میکند. در این حالت 2WD به معنای دو چرخ محرک است.
چه زمان باید از سیستم چهار چرخ محرک استفاده کرد؟
رانندگی در وضعیت 2WD در زمینهای لغزنده، گل و لای و سربالاییهای تند کاربرد ندارد چراکه در این حالت احتمال از دست دادن اصطکاک یک محور و در نتیجه واماندن خودرو از حرکت وجود دارد. در این شرایط، راننده نیاز دارد نیرو. به هر چهار چرخ خودرو برسد و 4WD به کار میآید.
در اینجا بسته به نوع خودرو، راننده از طریق یک اهرم یا یک دسته دنده جداگانه، میتواند وضعیت چهار چرخ محرک را درگیر کند. در این حالت، نیرو به هر دو محور ارسال میشود و چهار چرخ خودرو حرکت خواهند کرد.
بهعلاوه راننده میتواند برای مواقع خاص، وضعیت Low و یا دنده کمک را نیز درگیر کند که عملا دندهها را سنگینتر میکند. با این کار توانایی خودرو برای عبور از شرایط سخت افزایش پیدا میکند. این سیستم سالها بر روی انواع خودروهای شاسی بلند و آفرود نصب میشد و تواناییهای خود را بهخوبی نشان داده است.
نحوه عملکرد 4WD چگونه است؟
اصول کارکرد 4WD ساده است؛ نیرو (گشتاور) موتور بهجای آنکه به یک محور برسد، در اختیار دو محور قرار میگیرد. به این ترتیب هم چرخهای جلو و هم چرخهای عقب نیروی موتور را دریافت میکنند. با این کار، توان خودرو برای عبور از شرایط دشوار بیشتر میشود.
در حالت عادی و وضعیت 2WD، نیرو تنها به یکی از محورها (عمدتا محور عقب) منتقل میشود. وقتی راننده از طریق دسته دنده کمک، وضعیت دو دیفرانسیل را انتخاب میکند، محور خروجی دیفرانسیل دوم هم درگیر میشود و به این ترتیب خودرو به وضعیت چهار چرخ محرک در میآید.
برای تغییر وضعیت از دنده سبک به سنگین نیز یک دنده کمکی در خروجی گیربکس درگیر میشود که ضریب تمامی دندهها را به میزان مشخصی سنگینتر میکند. به این ترتیب خودرو میتواند با گشتاور بیشتری که به چرخها میرسد از موقعیتهای دشوار عبور کند.
علت این که این سیستم را به نام “4WD موقت” نامگذاری کردهاند نیز دقیقا همین موضع است چون خودرو بهطور معمول دو چرخ محرک است و تنها در مواقع نیاز و به خواست راننده به وضعیت چهار چرخ محرک وارد میشود.
اصول رانندگی با شاسی بلند دو دیفرانسیل
رانندگی در وضعیت چهار چرخ محرک با این خودروها باعث فشار مضاعف به سیستم انتقال قدرت میشود. به همین دلیل بهمحض خارج شدن از وضعیت لغزنده، باید بار دیگر به وضعیت 2WD بازگشت. در این خودروها معمولا تبدیل وضعیت از دنده سبک به سنگین باید در حالت ایست کامل انجام شود. البته در بعضی از خودروهای جدیدتر، میتوان این کار را در سرعتهای پایین هم انجام داد.
ماشینهای 4WD در ایران
کاربرد این سیستم بیشتر بر روی خودروهای آفرود است، خودروهایی که ساخته شده داند تا در زمینهای ناهموار حرکت کنند. به همین دلیل میتوان آن را بر روی وانتهای دو دیفرانسیل و آفرودهایی مانند جیپ رانگلر، تویوتا FJ Cruser و انواعی از تویوتا لندکروز دید.
در مقابل بسیاری از خودروهای شاسی بلند و کراساوورها، از سیستم AWD استفاده میکنند که قبلا بهطور مفصل آن را معرفی کردهایم. در این سیستم وضعیت سنگین وجود ندارد و کنترل انتقال نیرو بر عهده سیستم مرکزی خودرو است. بهعنوان مثال تیگو ۸ پرو مکس از این سیستم حرکتی استفاده میکند.
کنترل انتقال قدرت در خودرو دو دیفرانسیل
امروزه در بسیاری از خودروهای 4WD کامپیوترها بخش عمدهای کار کنترل خودرو را بر عهده گرفتهاند و حتی گاهی دسته دنده کمکی نیز حذف میشود. در مقابل جای آن را یک سوییچ گردان میگیرد که به راننده اجازه میدهد وضعیت مورد نظر خود را از طریق چرخاندن آن انتخاب کند. البته در نهایت اصول کلی کارکرد این سیستم همچنان مانند گذشته است.
وضعیت 4WD Lock؛ قفل دیفرانسیل چیست؟
دیفرانسیل خودرو به شکلی طراحی شده است که اگر یکی از چرخها (مثلا در اثر گیر کردن در گل یا بلند شدن از زمین) اصطکاک خود را از دست بدهد، تمام گشتاور به آن چرخ منتقل میشود. این مسئله در یک رانندگی شهری بهندرت پیش میآید ولی در آفرود امری عادی است.
در این حالت، با بلند شدن یکی از چرخهای خودرو از زمین، همه گشتاور به آن چرخ میرسد و سایر چرخها نمیتوانند خودرو را حرکت دهند. برای جلوگیری از این مسئله، وضعیتی به نام 4WD Lock یا Locking Differential یا قفل دیفرانسیل در خودرو وجود دارد.
با فعال کردن قفل دیفرانسیل، نیرو بهطور مساوی میان محور جلو و عقب تقسیم میشود. به این ترتیب حتی اگر یکی از چرخهای یک محور از زمین بلند شود، نیرو همچنان به چرخهای محور دیگر میرسد. در این حالت، خودرو میتواند به حرکت خود ادامه دهد. البته باید در نظر داشت استفاده از این وضعیت موقتی است و نباید بهطور دائمی استفاده شود.
در زمینه سیستم 4WD و قفل دیفرانسیل و دیفرانسیل مرکزی و … موارد دیگری نیز وجود دارد که در آینده بیشتر به آنها خواهیم پرداخت.
دیدگاه شما چیست؟