انجمن علمی مکانیک دانشگاه سمنان

انتقال گشتاور موتور به چهار چرخ به جاي دو چرخ باعث استفاده ي بهتر از اصطكاك در جهت حركت رو به جلوي خودرو مي شود. همانطور كه مي دانيد خودرو براي حركت از اصطكاك ايستايي استفاده مي كند (نقطه ي تماس چرخ با زمين يك لحظه ي ثابت است) و اگر خودرو از چهار چرخ براي انتقال نيرو به زمين استفاده كند در نتيجه حركت  پرقدرت تري هم در مقايسه با استفاده از دو چرخ براي حركت خواهد داشت. چون در حالت دوم دو چرخي كه هرز ميچرخند تنها اصطكاك جنبشي دارند وبر روي زمين كشيده مي شوندو اين تنها نيرويي در خلاف جهت حركت به خودرو وارد مي كند. در حال حاضر خودروهايي در حال وارد شدن به بازار هستند كه عملكرد بسيار بالايي دارند. در اين خودروها گشتاور بي وقفه و سريع بين چهار چرخ توزيع مي شوند.

بيشتر خودروهايي كه همه چرخهاي آنها عامل حركتند،و suv ها ازكنترل كامپيوتري استفاده ميكنند و از سيستم درگيركننده ذره ها بصورت پاره وقت براي صرفه جويي در مصرف سوخت استفاده ميكنند.

هنگاميكه كامپيوتر در مي يابد يك يا چند چرخ سريعتر از بقيه در حال چرخشند، و يا خودرو در حال پيچيدن باشد ، اين سيستم به خودرو كمك مي كند.

ابتدا اين سيستم محور ديگر را درگير مي كند ويك كسري از گشتاور موتور را به ان اختصاص مي دهد.

اگر چرخها به حركت اسپيني خود ادامه دادند، كامپيوتر گشتاور موتور را كم مي كند و يا با ترمز گيري روي اين چرخها سرعت انها را كم مي كند.

اخيرا اين سيستم ها پيشرفت چشمگيري داشته اند . سازندگان اتوموبيل ديفرانسيل هاي جلو وعقب را احيا كرده اند به طوري كه قدرت همانند سيستم هاي قديمي از جلو به عقب منتقل مي شود و سپس از يك گوشه به گوشه ي ديگر انتقال قدرت را خواهيم داشت. با اين تفاوت كه همه ي اين كارها بسيار بسيار سريع تر از مدل هاي قديمي انجام مي شود. اين مثل داشتن كنترل كامپيوتري و سرعت بالا اما لغزش محدود در هر محور دبفرانسيل مي باشد كه  نه تنها به معني استفاده بهينه از اصطكاك در هواي نا مساعد براي حركت رو به جلو مي باشد بلكه باعث عملكرد بسيار بالا در جاده هاي خشك هم مي شود.

براي مثال Acura سيستم Super Handling All-Wheel-Drive (SH-AWD) يا كنترل كارامد حركت با 4 چرخ را در سال هاي پيش ارائه داد. اين سيستم سرعت وسيله نقليه ، سرعت چرخ ها محل قرار گيري چرخ دنده ها و زاويه قرار گيري فرمان اتوموبيل ، سرعت حركت خودرو به پهلو و G forces جانبي و بقيه ي ورودي ها را در زماني كه سيستم به چرخ به اصطلاح بيروني گشتاور بيشتري را براي بهتر پيچيدن  وارد مي كند ، نشان مي دهد.

يك سري كلاج هاي الكترومغناطيس گشتاور را در طول محور ديفرانسيل از گوشه اي به گوشه ي ديگر منتقل مي كند.

سيستمي كه 90 درصد گشتاور را به محور جلو و 10 درصد آن را به محور عقب وارد مي كند به صورت ناگهاني اين مقدار را مي تواند به 50 / 50 در موقع شتاب گيري يا حركت در  پيچ تند برساند. همچنين اين سيستم مي تواند همه ي آن 50% را يكجا به چرخ عقب  بيروني وارد كند تا پيچيدن به خوبي انجام شود.

Mitsubishi از پيشتازان استفاده از اين سيستم از سيستمي مشابه به نام Active Yaw Control ( كنترل فعال حركت به پهلو)  در چرخ عقب استفاده مي كند . Mitsubishi اين سيستم را از اواخر دهه 90 در سواري هاي اسپورت تكميل شده   با عملكرد بالا  استفاده كرده است.

Audi, BMW و بقيه شركت ها ي اتوموبيل سازي  در حال پيشرفت هايي در اين سيستم هستند. در حالي كه SH-AWD تنها مطالعات خود را به استفاده از  چرخ عقب در حركت محدود مي كنند ، Ricardo از انگلستان و ZF  از آلمان مي توانند گشتاور را به 4 چرخ همزمان منتقل كنند.

سيستم Ricardo يا Cross-Axle Torque-Vectoring از كلاج هاي مرطوب و مجموعه ي خورشيدي به عنوان گيربكس استفاده مي كنند .كه هردوي اينها از سيستمهاي كنترلي الكتريكي ، الكترومكانيكي و الكتروهيدروليكي در ديفرانسيل جلو و عقب ، استفاده مي كنند .

سازندگان اين اتوموبيل ادعا مي كنند زمان پاسخگويي خودرو بعد از فشردن دكمه شتاب دهنده تا دريافت 90 % گشتاور قابل دسترسي ، تنها 0.1 ثانيه است.

كمپاني ZF ‌ هم از اين سيستم به نام Vector Drive استفاده مي كند و آماده توليد گسترده هم در سيستم استفاده از چرخ عقب و هم 4 چرخ است. در اين سيستم انتقال قدرت را به 4 چرخ را خواهيم داشت به طوري كه اين تقسيم نيرو هم باعث دور زدن  بهتر مي شود ، همچنين پايداري خودرو در حركت را در هر شرايطي از جاده افزايش مي دهد.

هنگامي كه حركت بصورت مستقيم است اين تقسيم نيرو بطور مساوي بين چرخها  خواهد بود. اين كار توسط ديسك هاي ترمز  چندگانه ي تحريك شده انجام مي شود.ZF  گشتاوري مستقل از گشتاور خروجي به ديفرانسيل توليد مي كند. هنگام پايين آمدن از يك گردنه چرخ بيروني از چرخ دروني گشتاور بيشتري دريافت مي كند، تا خودرو  بهتر حركت دايره اي داشته باشد.

  چرخ دنده هاي مجموعه ستاره اي در هنگام حركت مستقيم نمي چرخند.براي همين در مصرف سوخت صرفه جويي مي شود. اين سيستم در حركت در جاده هاي ناهموار و خشك با استفاده بهتر از اصطكاك ، مفيدتر از سيستم هاي معمولي عمل مي كند .

سيستم torque vectoring بدون شك اگر با سيستم هاي از پيش ساخته شده ايي مثل ترمز ABS  كنترل كشش روي سطح ، كنترل پايداري و سيستم rollover mitigation ضميمه شود خودرو هايي كه از مخلوط شدن اين سيستم ها بوجود مي آيند سريعتر ، هوشمند تر ، ايمن تر خواهند شد.چه بر روي جاده خيس باشد چه بر روي جاده برفي و چه بر روي پيست اتوموبيل راني.