سیستم چهار چرخ محرک (4WD)بهتر است یا تمام چرخ محرک(AWD)+تفاوت ها

سیستم چهار چرخ متحرک چیست؟

ایده سیستم چهار چرخ متحرک از زمان همگانی شد که جیپ ویلز توانست طی دوران جنگ جهانی دوم در دهه های 50 و 60 میلادی کمک دست سربازان آمریکایی در منطق کوهستانی و صعب العبور باشد و ماموریت خود را با موفقیت به پایان ببرد .بعد از جنگ تولید این خودرو به منظور تامین نیاز بازار برای کسانی به آفرود سواری علاقه داشتند ادامه داشت.  قبل از دهه 80 میلادی نیز بیشتر خودروهای چهار چرخ متحرک 4WD پیکاپ ها بودند. اما قابلیت های منحصر به فرد این سیستم باعث شد که شاسی بلند ها به سیستم چهار چرخ متحرک مجهز گردند.

به طور کلی هر گاه نیرو و گشتاور موتور به هر نحوی به چهار چرخ منتقل شود به آن 4WD گفته می شود . این سیستم همانطور که اشاره شد باعث ایجاد کشش در هر چهار چرخ خودرو می گردد و باعث خواهد شد خودرو در زمین ها لغزنده و صعب العبور توان بیشتری برای ادامه حرکت داشته باشد.  سیستم های چرخ محرک 4WD بطور کلی دارای دو نوع قدیمی و مدرن هستند.

در خودروهای 4WD عموما نیرو موتور در حالت عادی به چرخهای عقب منتقل می گردد از همین رو در نسخه های قدیمی اهرمی در کنار اهرم تعویض دنده قرار داشت که به یک جعبه دنده فرعی متصل بود. این جعبه دنده که پس از جعبه دنده اصلی تعبیه شده است باعث خواهد شد با تعویض اهرم توسط راننده نیروی به چرخها جلو منتقل گردد . اما باز هم یک مشکل وجود داشت چرا که نیرو به طور مساوی بین محور  عقب و جلو تقسیم می گردید اما دیفرانسیل های محور های جلو و عقب با توجه به کشش هر چرخ نیرو را منتقل می کرند از این رو چرخی که به هر دلیل دارای اصطحکاک مناسب نبود نیرویی را دریافت نمی کرد و عملا در شرایط بحرانی مانند ماندن چرخ بر روی هوا این سیستم کارایی خود را از دست می داد . از همین رو بر روی هر دو محور قفل دیفرانسیل نصب گردید تا با فعال کردن دستی از روی هاب چرخها ،دیفرانسیل قفل گردد تا نیرو بطور مساوی و بدون توجه به اصطحکاک چرخ با زمین به  هر دو چرخ  ارسال گردد. این قابلیت باعث گردید که خودرو بتواند در بدترین شرایط به حرکت خود ادامه دهد . اما این سیستم در حالت حرکت دارای یک مشکل اساسی است. چرا که در این حالت سرعت گردش همه چرخها یکسان خواهد شد و در سرعت های بالا و مخصوصا سر پیچ باعث انحراف خودرو خواهد شد چرا که چرخهای خودرو برای گذر کردن از پیچ بدلیل شعاع گردش باید دارای سرعت ها مختلفی باشند که این عمل بر عهده دیفرانسیل است اما زمانی که دیفرانسیل قفل باشد عملا کارایی دیفرانسیل از بین خواهد رفت و چرخها با سرعت ثابتی گردش خواهند کرد. لذا  این سیستم باید فقط در سرعت های پایین و در مناطق صعب العبور و بیراهه باید مورد استفاده قرار بگیرد.

در نسخه مدرن امروزی کلیت کار حفظ شده است اما دیگر از اهرم تعویض دنده فرعی خبری نیست و جعبه دنده فرعی از طریق یک دکمه در درون کابین قابل فعال شدن است . همچنین در نسخه های جدید به مانند نسخه های قدیمی سیستم 4 چرخ محرک سنگین (4WD LOW)و چهار چرخ محرک  سبک(4WD HI) وجود دارد با این اختلاف که در نسخه جدید این امکان نیز با چرخاندن یک کلید قابل فعال شدن است. همچنین در خودروهای امروزی قفل دیفرانسیل با مانند دو مورد دیگر توسط یک کلید از درون کابین فعال خواهد شد. قابل ذکر است در سیستم چهار چرخ محرک سبک امکان رانندگی تا سرعت 80 الی 100 کیلومتر مهیا گردیده است هر چند توصیه نمی شود. اما در چهار چرخ محرک سنگین هیچ گاه نباید با سرعت زیاد رانندگی کرد چرا که مطمئنا علاوه بر فشار برخودرو باعث انحراف می گردد.

حال که به سیستم چهار چرخ محرک (4WD) آشنا شیدم باید بدانیم که این سیستم خود دارای چند نوع مختلف است که بسته به انواع خودروهای می توانند متفاوت عمل کند.

سیستم چهار چرخ محرک موقت(Part Time 4WD)

در سیستم چهار چرخ محرک موقت در حالت نرمال قدرت به چرخها  عقب منتقل می گردد و زمانی که راننده احساس نیاز کند می تواند توسط دکمه های موجود در کابین قدرت را به چرخهای جلو منتقل کند.  چنین خودروهایی، دیفرانسیل مرکزی ندارند؛ ازاین رو هنگامی که حالت چهار چرخ فعال می شود، محورهای جلو و عقب به یکدیگر قفل می شوند و گردش آن ها با سرعت یکسان است. این نوع سیستم 4WD برای ایجاد قدرت کشش بیشتر در وسائط نقلیه برای حمل بارهای سنگین‌تر و یا حرکت در شرایط نامساعد جاده‌ای ساخته شده است. از این سیستم، فقط می‌توان در شرایط نامساعد جاده‌ای و نه در جاده‌های مسطح و خشک بهره‌برداری کرد، لذا واضح است که این سیستم برای انجام کارهای سخت و سنگین ساخته شده است. در جاده‌های هموار، می‌توان وسیله نقلیه را در حالت 4WD قرار داد. حالات قرار گرفتن دنده عبارتند از: 4WD Hi, 2WD و 4WD LO. این سیستم برای استفاده در مکان‌های بدون جاده عالی است و هنگامی که همزمان با قفل دیفرانسیل به‌کار گرفته شود، بیشترین کارایی را خواهد داشت .  بیشتر شاسی بلند های امروزی به این نوع سیستم مجهز هستند .قابل ذکر است در نسخه های مدرن  قابلیت انتخاب بین حالت‌های محور عقب، چهار چرخ محرک و خودکار را دارد. در حالت خودکار، فقط در صورت تشخیص حسگرهای موجود در خودرو،  چرخ‌های جلو هم نیرو می‌گیرند.

سیستم چهار چرخ محرک دائمی(Full Time 4WD)

این سیستم باید نوع پیشرفته سیستم بالا دانست چرا که در خودروهای مجهز به سیستم چهار چرخ محرک دائمی دیگر خبری از 2WD یا همان محور عقب محرک نیست و نیروی موتور دائما به هر چهار چرخ منتقل می گردد. این امکان از طریق یک دیفراسیل مرکزی که بعنوان دیفرانسیل سوم نیز نام برده می شود مهیا شده است. در حقیقت در این مدل از سیستم چهار چرخ متحرک جعبه دنده فرعی که وظیفه انتقال قدرت به چرخ های عقب در مواقع لزوم را بر عهده داشت حذف گردیده و به جای آن دیفرانسیل بکار گرفته شده که بصورت دائم قدرت به هر چهار چرخ منتقل می نماید. از همین رو این امکان  چرخش چرخ های جلو و عقب را با سرعت های متفاوت فراهم می آورد. لذا دیگر مشکل مدل های موقت رفع خواهد شد و می تواند در تمامی جاده ها اعم از بیراهه  و آسفالت با هر سرعتی که تمایل داشتید رانندگی نمایید چرا که چرخها با توجه به نیازشان می توانند از سرعت های مختلفی بهره ببرند.قابل ذکر توزیع نیرو بین چرخها با توجه شرایط خودرو متفاوت است.

معایب و مزایا سیستم چهار چرخ محرک (4WD)

مزیت های ۴WD:

• نیروی جلو برنده عالی در جاده های خاکی، صخره‌ای و ناهموار ( Off-road)
• می‌تواند غیرفعال شود تا در مصرف سوخت صرفه‌جویی کند
• تکنولوژی قوی و اثبات‌شده

معایب ۴WD:

• اضافه کردن وزن و پیچیدگی به خودرو
• نمی‌توان از این سیستم در تمامی شرایط استفاده کرد
• هزینه بسیار زیاد نسبت به خودرو تک دیفرانسیل

سیستم تمام چرخ محرک (AWD)چیست

سیستم تمام چرخ محرک یا All Wheel Drive که به اختصار "AWD"نامیده می شود یکی دیگر از روش های انتقال قدرت به هر چهار چرخ خودرو است. این سیستم در حقیقت نسخه پیشرفته تر چهار چرخ محرک دائم است و از کلید های بیشمار برای تغییر مسیر انتقال نیرو خبری نیست چرا که در همه حال و بصورت استاندارد نیروی موتور به هر چهار چرخ خودرو منتقل می گردد.در سیستم تمام چرخ محرک نیرویی که به هر چرخ منتقل می گردد توسط سیستم الکترونیک کاملا در حال کنترل است و با توجه به نیاز هر چرخ قدرت را به چرخ ها ارسال می کند از همین رو همیشه در بهترین حالت ممکنه نیروی جهت پیشبرد بهینه خودرو مورد استفاده قرار می گیرد. سیستم الکترونیکی خودور توسط سنسور ها تعبیه شده، در تمامی لحظات وضعیت چرخها را مورد کنترل قرار می دهد و نیرو را تنها به چرخهایی ارسال می نماید که بیشتر Traction داشته باشد. برخی سیستم‌های تمام چرخ محرک، با استفاده از فناوری گشتاور برداری، هندلینگ خودرو را بهتر کرده و سرعت پیچیدن را افزایش می‌دهند. علاوه بر این، سیستم‌های تمام چرخ محرک، مشکلات همیشگی سیستم‌های محور جلو و محور عقب را برطرف می‌کنند. خودروهای محور عقب معمولا مستعد بیش فرمانی و انحراف بخش عقب خودرو هستند، از طرفی خودروهای محور جلو با مشکل انحراف فرمان ناشی از گشتاور دست و پنجه نرم می‌کنند.

معایب و مزایای سیستم تمام چرخ محرک (AWD)

مزیت های AWD :

• افزایش چسبندگی خودرو به جاده و کنترل بهتر آن تحت شرایط مختلف
• فرمان پذیری و هندلینگ مناسب برای انواع نیرو های کششی
• در تمامی اوقات فعال است

معایب  AWD :

• مصرف سوخت بیشتر
• افزایش وزن خودرو و پیچیده شدن مکانیزم عملکردی
• برای جاده های خاکی، صخره‌ای و ناهموار( Off-road)خیلی مناسب نیست

تفاوت سیستم چهار چرخ محرک (4WD) و تمام چرخ متحرک(AWD)

پس از آشنایی کامل با سیستم های ارسال قدرت به هر چهار چرخ به  سئوال اصلی که همان تفاوت سیستم چهار چرخ محرک (4WD) و تمام چرخ محرک(AWD) خواهیم رسید. همانطور که اشاره شده در سیستم های چهار چرخ محرک نیرو بنا به شرایط چرخها منتقل نمی گردد بلکه این راننده است که در زمان مناسب تشخیص می دهد که قدرت را بصورت مساوی بین محورهای جلو و عقب و منتقل نماید . همچنین در حالت چهار چرخ متحرک هم همیشه نیرو بصورت مساوی به محور عقب و جلو منتقل خواهد شد و فقط دیفرانسیل باعث خواهد شد سرعت چرخش چرخها متفاوت باشد.اما در سیستم های تمام چرخ محرک (AWD)یا همان AWD نیرو با توجه به نیاز چرخ  و بدون دخالت راننده به هر چرخ ارسال می گردد و این کامپیتور مرکزی (ECU) خواهد بود که تصمیم می گیرد هر چرخ چه مقدار نیرو نیاز دارد. بطور کلیAWD خودروهای دیفرانسیل جلویی محسوب می گردد که بنا به شرایطی نیرو به چرخها عقب نیر منتقل می گردد و از جعبه دنده فرعی یا دیفرانسیل سوم خبری نیست.

همچنین در سیستم های چهار چرخ محرک (4WD)بدلیل وجود دنده های سبک و سنگین در جعبه دنده فرعی میزان گشتاور زیادی به چرخها  منتقل می گردد اما در سیستم های تمام چرخ محرک(AWD) دنده های سبک و سنگین وجود ندارد و نمی توان از آن انتظار آفرود های سنگین داشت.

بطور کلی سیستم چهار چرخ محرک (4WD) برای خودروهای شاسی بلند قدرتمند که قابلیت آفرود دارند مورد استفاده قرار می گیرد چرا که این سیستم برای بیراهه نوری و عبور از مناطق صعب العبور قدرت زیادی را در اختیار اننده قرار می دهد اما این سیستم فقط جهت بیراهه ها کاربرد دارد و در جاده صاف و آسفالت عملا بی مصرف است . اما سیستم تمام چرخ محرک(AWD) نمی تواند گشتاور زیادی را به چرخها منتقل نمایند و بیشتر برای مصرف جاده مورد استفاده قرار می گیرد. البته این سیستم باعث ایجاد کشش بیشتر در لاستیک ها خواهد شد و در زمین های بارانی و لغزنده بسیار کمک حال راننده خواهد بود چرا که از انحراف و هرزگردی چرخها جلوگیری می کند در صورتی که در سیستم های چهار چرخ محرک همواره امکان هرزگردی چرخها وجود دارد چرا نیرو بدون توجه به نیروی ترکشن به لاستیک ارسال می گردد.قابل ذکر است سیستم AWD بیشتر بر روی کراس اوور ها و سدان های اسپرت مودر استفاده قرار می گیرد.