آشنایی با سیستم های چهارچرخ محرک (قسمت اول) + فیلم

عملکرد خودروهای چهارچرخ محرک در مسیر های صعب العبور و خارج جاده و یا در شرایطی همانند برفی بودن جاده بیش از آنکه نیازمند قدرت موتور بالا باشد به نوع عملکرد سیستم انتقال نیرو وابسته است. گاهی می‌بینیم که یک هیوندای توسان در مسیری گیر گرده و توان حرکت ندارد اما مثلا یک تویوتا پرادو به راحتی می تواند آن مسیر را پشت سر بگذارد.
چنین چیزی چندان ربطی به قدرت موتور بالاتر پرادو ندارد و کاملا مربوط به نوع عملکرد سیستم چهارچرخ محرک این خودرو است. برای همین تصمیم گرفتیم در این سلسله مقالات شما را با چند نوع از مطرح ترین سیستم های انتقال نیروی چهارچرخ محرک آشنا کنیم.
در بخش نخست این مقاله به معرفی سیستم چهارچرخ محرک کمپانی بی ام و که با نام تجاری xDrive یا ایکس درایو شناخته می شود خواهیم پرداخت. پس در ادامه با خودروبانک همراه باشید.

سیستم ایکس درایو در ابتدا تنها بر روی خودروهای شاسی بلند بی ام و یعنی مدل های X6، X5، X3 و X1 عرضه شد اما از سال ۲۰۱۰ به بعد به تدریج امکان سفارش آن برای خودروهای سواری بی ام و نیز امکان پذیر شده و دیگر تا سال ۲۰۱۵ می‌توان تمامی مدل‌های تولیدی بی ام و را همراه با این سیستم نیز خریداری کرد.
این سیستم در نوع اولیه ی خود مجهز به یک تقسیم کننده ی گشتاور بود که در خروجی گیربکس نصب شده و نیرو را بین محور عقب و جلو تنظیم می کرد. اما در مدل آپدیت شده و بروز تر این سیستم در داخل خود گیربکس از یک سری صفحات کلاچ از نوع غوطه ور در روغن استفاده شده است که میزان نیروی انتقالی به میل گاردان جلو را تایین می‌کنند. (تصویر 1 را نگاه کنید)

سیستم ایکس درایو در حالت عادی ۴۰ درصد نیرو موتور را به محور جلو و ۶۰ درصد آن را به محور عقب انتقال می دهد. اما اگر سیستم تشخیص دهد که چرخ و یا چرخ هایی در حال هرزگردی هستند می تواند ۱۰۰ درصد نیرو را به محوری که تماس بیشتری با زمین دارد انتقال دهد. نحوه ی تشخیص اینکه کدام چرخ در حال هرزگردی است از طریق سنسور سرعت سیستم ABS و DSC امکان پذیر است و اگر سرعت گردش یکی از چرخ ها اختلاف زیادی با سایر چرخ ها داشته باشد سیستم متوجه می شود که آن چرخ در حال هرزگردی است. (تصویر 2 را مشاهده نمایید) اگر فرض کنیم برای مثال چرخ های جلوی اتومبیل بر روی سطح یخی قرار گرفته اند و چرخ های عقب بر روی آسفالت به محض اینکه بخواهید حرکت کنید چرخ های جلو شروع به هرزگردی خواهند کرد و سیستم با تشخیص این هرزگردی می تواند تمام نیرو را به چرخ های عقبی انتقال دهد.

این کار با استفاده از یک الکتروموتور تعبیه شده در داخل گیربکس انجام می شود که کلاچ های مذکور را جابجا کرده و درصد تقسیم نیرو بین محور جلو و عقب را تغییر می دهد. لازم به ذکر است که در سیستم ایکس درایو چرخ های عقبی همواره نیروی موتور را دریافت می کنند و انتقال نیرو به آنها تنها زمانی قطع می شود که هر دو چرخ محور عقب دچار هرزگردی شوند و تماس خود را با زمین از دست دهند. در چنین حالتی سیستم تمام نیرو را به محور جلو انتقال خواهد داد.

سیستم ایکس درایو با سامانه های ABS و کنترل پایداری خودرو نیز در ارتباط است و به صورت یکپارچه با آن‌ها عمل می کند. به طوری که سیستم DSC می تواند با استفاده از فرامین دریافتی از ایکس درایو اقدام به فعال کردن ترمز چرخ در حال هرزگردی کند تا از اتلاف انرژی در ان چرخ جلوگیری شده و در عوض نیرو به سمت سایر چرخ ها که تماس بیشتری با زمین دارند انتقال پیدا کند. (تصویر 3 را مشاهده نمایید)
بطور ساده وظیفه ی سیستم کنترل کشش جلو گیری از هرزگردی و بکسواد چرخ هاست. این سیستم هنگام تشخیص هرزگردی با فعال کردن ترمز چرخ هرزگرد سبب انتقال نیرو به چرخ سمت مقابل می شود.
این سیستم برای تشخیص هرزگردی از همان سنسور های ABS استفاده میکند و زمانی که اختلاف سرعت دوران بین دو چرخ یک محور افزایش بیش از حد نشان دهد سیستم هرزگردی را تشخیص می دهد.
ترکشن کنترل ها دارای یک Respond time یا زمان پاسخ گویی هستند که این زمان از لحظه ی شروع هرزگردی تا لحظه ی وارد عمل شدن سامانه ی کنترل کشش را شامل می شود. هرچه این زمان کمتر باشد یعنی سیستم ما دارای عملکرد بهتری است. در سیستم XDrive سعی شده این زمان به حداقل برسد بطوری که معمولا به چرخ هرزگرد کمتر از یک دور کامل اجازه ی هرزگردی می دهد و فورا با فعال کردن ترمز ها از هدر رفتن نیرو و سوخت جلوگیری میکند. بگذارید یکی از شرایطی را که در آن وجود ترکشن کنترل کمک بسزایی به قابلیت خودرو می کند را مثال بزنم.

فرض کنید خودرو در هنگام حرکت در مسیر سنگلاخی در شیبی قرار بگیرد که حالت الاکلنگی پیدا کرده و یکی از چرخ ها از روی زمین بلند شود (همانند تصویر 4) بالطبع با توجه با طبیعت دیفرانسیل تمام نیرو به چرخی که در هوا قرار گرفته و هیچ اصطکاکی ندارد میرود. در این وضعیت خودرو کاملا از حرکت باز می ایستد. وجود ترکشن کنترل سبب می شود که ترمز چرخی که با زمین تماسی ندارد فعال شده و خودرو از مهلکه نجات یابد.
یا فرض کنید چرخ های یک سمت اتومبیل روی یخ قرار گرفته باشند. در این حالت نیز حرکت اتومبیل تقریبا غیر ممکن می شود. اما ترکشن کنترل با درگیر نمودن ترمز های چرخ هایی که روی یخ هستند سبب انتقال نیرو به چرخ های سمت مقابل می شود.
از سال ۲۰۱۵ که نسل جدید بی ام و X1 عرضه شد بی ام و اقدام به عرضه ی نوع جدید از سیستم ایکس درایو بر روی این خودرو کرد. بی ام و ایکس ۱ برخلاف سایر محصولات بی ام و که نیرو موتور را در محور عقب به طور دایم دریافت می کنند نیروی موتور دایمی را در محور جلو دارد و به همین خاطر بی ام و در این خودرو نسخه ی دیگری از سیستم ایکس درایو را عرضه کرده است که به صورت دیفرانسیل جلو است و در صورت نیاز این میزان نیروی انتقالی به محور عقب است که کم و زیاد می شود.
اما عملکرد کلی آن تفاوتی با سایر ایکس درایوها ندارد و به همان صورت ذکر شده عمل می کند. سیستم ایکس درایو یکی از بهترین و هوشمندترین سیستم های چهارچرخ محرک موجود در بازار است و به راحتی می توان بر روی قابلیت های آن حساب باز کرد.
در انتها شما را به تماشای ویدئوی زیر که توضیحی مختصر از عملکرد سیستم ایکس درایو می دهد جلب می کنیم.

ادامه دارد...