دف عقب ، دف جلو و یا چهار چرخ محرک ؟ - قسمت دوم

 

همانگونه که در پست قبلی بیان گردید پس از تولید نیروی محرک توسط موتور و تغییر ، تبدیل و انتقال آن توسط بخش های مختلف سیستم انتقال قدرت این نیرو ، قبل از ورود به چرخ برای آخرین مرحله تغییرات گشتاور ، سرعت ، زاویه و توزیع بین چرخها به دیفرانسیل و سپس پلوس ( شفت گرداننده چرخ ) وارد می شود.

دیفرانسیل بسته به طراحی ماشین و سازنده آن ممکن است در امتداد اکسل جلو ماشین قرار گرفته و  نیروی محرک را به محور جلو منتقل کند و یا  در امتداد اکسل عقب قرار گرفته و نیروی محرک را به محور و چرخ های عقب منتقل کند در برخی خودروها نیز دو دیفرانسیل تعبیه شده که می توان توسط آن نیرو را به یکی و یا هر دو محور و چهار چرخ منتقل نمود.

اگر دیفرانسیل روی محور عقب واقع و محور عقب محرک باشد ماشین را اصطلاحا دف عقب یا  RWD   می گویند. در این اتومبیل ها چرخ جلو به نیروی تولیدی موتور متصل نبوده و تابع حرکت ماشین می باشد که اصطلاحا متحرک گفته می شود. تا اواسط دهه هفتاد میلادی تقریبا همه اتومبیل ها به جزء موارد خاص از این سبک پیروی می کردند.    

اگر دیفرانسیل و گیربکس مجتمع شده و نیروی خروجی مستقیما به چرخ های جلو منتقل گردد اصطلاحا به ماشین دف جلو یا FWD می گویند. در این اتومبیل ها محور عقب متحرک می باشد. بخش عمده ای از خودروهای ساخت سه دهه ی اخیر دنیا از این سبک بهره می برند. 

در برخی دیگر نیز نیرو به هر دو محور منتقل می گردد که ممکن است این انتقال همیشگی و یا یکی از محور ها اصلی و دیگر در مواقع لزوم بطور دستی محرک گردد که اصطلاحا به این نوع اتومبیل ،چهار چرخ محرک یا 4WD گفته می شود.   

در برخی از اتومبیل های امروزی نیز هر دو محور محرک می باشند اما میزان نیروی وارده به هر محور و یا قطع نیروی یکی از محورها بطور خودکار و توسط کنترلرهای سیستم بسته به شرایط حرکتی تنظیم می شود به این دسته چهار چرخ محرک هوشمند یا AWD گفته می شود.   

همانگونه که ذکر شد بسته به اینکه کدام محور اتومبیل محرک باشد و دیفرانسیل در کجا ماشین قرار گرفته باشد، بدلیل تاثیر بر مرکز ثقل ماشین ، محور کشش ، توزیع وزن ، تلفات انتقال قدرت، فرمان پذیری، طراحی خودرو و... می تواند مزایا و یا معایبی داشته باشد که در این نوشته بطور مختصر بررسی خواهیم کرد. 

دیفرانسیل جلو :

در حال حاضر این نوع سیستم انتقال قدرت ، فراگیرترین و پرکاربرترین سیستم انتقال قدرت در خودروها می باشد. اولین مزیت استفاده از دف جلو ادغام گیربکس و دیفرانسیل است که این امر سبب کاهش قطعات محرک سیستم انتقال قدرت و حذف قطعاتی مانند کاردان می شود. بهمین دلیل مونتاژ سیستم راحتر شده و هزینه های تولید کاهش می یابد. از طرف دیگر بدلیل کاهش قطعات محرک و کوتاه شدن مسیر انتقال ، افت انرژی محرک در فرایند انتقال از موتور تا چرخ  کاهش می یابد. یکی دیگر از محاسن کاهش قطعات ، کم شدن وزن ماشین و درنتیجه مصرف سوخت کمتر می باشد. بنابراین این سیستم در خودرو های ارزان و اقتصادی بسیار مناسب است.

شاید بتوان گفت مهمترین مزیت ماشین های دف جلو قابلیت شروع حرکت آرام در جاده های لغزنده است. در این خودرو ها بدلیل جمع شدن گیربکس ، موتور ، دیفرانسیل و پلوس در جلو ، قسمت اعظم وزن خودرو در جلو واقع شده که این وزن زیاد سبب چسبیدن ماشین به زمین و در نتیجه کشش مناسب تر نسبت به دف عقب ها در شروع حرکت در سطوح لغزنده می گردد.

اما افزایش وزن خودرو بر روی محور جلو که در بالا بعنوان مزیت شروع حرکت در شرایط لغزنده عنوان شد، سبب بزرگترین عیب این سیستم بدلیل عدم توزیع مناسب وزن ( 50-50) در خودرو شده بطوریکه این طراحی موجب بهم خوردن تعادل و عدم فرمانپذیری مناسب در سرعت های بالا و بویژه عدم فرمانگیری مطلوب در پیچها می شود.

از طرفی با توجه به کنترل اکثر خودرو ها بوسیله چرخهای جلو نصب سیستم کنترل فرمان ، پلوسها، سیستم تعادل و تعلیق و .... بر روی چرخها جلو سبب تعدد قطعات چرخ جلو و در نتیجه محدودیت های انتقال قدرت می شود در این گونه خودروها معمولا قدرت موتور زیر 300 اسب بخار در نظر گرفته می شود.

تجمیع موتور ، گیربکس و دیفرانسیل در جلوی ماشین سبب فشردگی و شلوغی فضای موتور شده که این امر عیب یابی ، باز و بست قطعات و رفع مشکلات سیستم را سخت و زمانبرتر خواهد کرد.  

 

دیفرانسیل عقب :

بدلیل نصب قطعات سیستم انتقال قدرت در طول ماشین توزیع وزن بهتری در این خودروها صورت می گیرد که این توزیع وزن بهتر ، هندلینگ و فرمانپذیری راحتری را برای ماشین به ارمغان می آورد. این ویژگی سبب محبوبیت دف عقب نزد طرفداران ماشین های اسپرت و سریع و همچنین علاقه سازندگان خودروهای لوکس مانند بنز و بی ام و به آن گردیده است.

بدلیل آزاد بودن چرخ های جلو و عدم درگیری با نیروی محرک موتور ، فرمانگیری و حفظ تعادل حتی در پیچ های تند نیز در این خودروها راحتر از خودورهای دف جلو خواهد بود.

این خودورها برای حرکت در روی سطوح معمولی ( غیر لغزنده ) چسبیدگی بهتری داشته و شروع حرکت با صلابتی خواهند داشت .

بلند شدن سر خودرو در هنگام تیک اف ( بدلیل شرایط دینامیکی حرکت ، کمی جلوی خودرو بلند شده و عقب خودرو پایین می آیید.) وزن خودرو به سمت عقب متمایل خواهد شد این تغییر مرکز ثقل در خودروهای محور جلو سبب کم شدن بار روی هرزگردهای دیفرانسیل و در نتیجه کمی بکسوات و به حدر رفتن بخشی از توان ماشین خواهد شد در حالی که در ماشینهای محور عقب سبب بار بیشتر بروی محور عقب و در نتیجه حرکت بهتر خواهد شد بنابراین ماشین های دف عقب اسپرت تر بود و در شرایط عادی تیک اف و شتاب حرکت اولیه انتقال قدرت بهتری خواهند داشت.

همانگونه که بیان شد بدلیل قرارگیری موتور در طول ماشین فضای موتور کشیده تر و در نتیجه فضای اتاق محدودتر می شود که این مسئله باعث کشیده تر شدن طول ماشین می گردد. بنابراین استفاده از این طراحی در ماشین های لوکس و اسپرت به نسبت ماشین های شهری و جمع وجور بسیار شایع تر است.

از معایب دیگر این نوع انتقال قدرت افزایش تلفات سیستم انتقال قدرت می باشد در طراحی دف جلو معمولا افت انرژی زیر ده درصد بوده در حالی که در این طرح ، افت تا 20 درصد هم متصور است.

در برخی از خودروهای دف عقب نیز بدلیل عبور کاردان از فضای طولی زیر اتاق ، وسط اتاق برآمده شده و فضای پای سرنشیان عقب را کوچک و نامناسب می سازد که در ماشین های کوچک این برآمدگی سبب آزار سرنشینان عقب خواهد شد.  

چهار چرخ محرک :

در خودروهای چهار چرخ محرک تقریبا تمام مزایا دف عقب و جلو مانند حرکت بهتر در سطوح لغزنده ، حرکت با شتاب بالا ، فرمان پذیری مناسب ، پایداری و کنترل مناسب و.... وجود دارد.

اما مهمترین عیب این سیستم قطعات بسیار زیاد در نتیجه وزن سنگین ماشین ، مصرف سوخت بیشتر و البته هزینه خرید بالاتر می باشد.

در خودورهای چهار چرخ محرک هوشمند یا AWD ممکن است محور عقب محور اصلی بوده و محور جلو بطور هوشمند جهت کمک به محور عقب در مدار قرار گیرد ( بنز های کلاس E) و یا ممکن است محور جلو محور اصلی بوده و محور عقب جهت کمک اضافه شده باشد ( مرسدس بنز CLA). دسته اول ویژگی های اسپرت بیشتری دارند ولی دسته دوم در جهت ایجاد پایداری بهتر طراحی شده اند.

سخن آخر اینکه هر کدام از طراحی های فوق مزایا و معایب خواص خود را دارند که ترجیح و انتخاب آن بسته به سبک رانندگی ، شرایط محیطی ، هزینه های نگهداری و... خواهد بود. و نیز اینکه عیوب ذکر شده برای طرحهای مختلف سیستم انتقال قدرت را خودروسازان مطرح دنیا در محصولات روز خود با بهره گیری از تکنولوژی مدرن ، حسگرها و کنترل الکترونیکی به کمترین مقدار ممکن تقلیل داده اند بنحوی که برای رانندگان غیر حرفه ای تمیز  تفاوت بین دو خودرو دف عقب و جلو بسیار مشکل خواهد بود.