سیستم چهارچرخ کنترل (۴Control) چیست ؟

سیستم چهار چرخ فرمان پذیر یکی از سیستم های پیشرفته ای است که امروز توسط برخی از خودروسازان بزرگ دنیا در محصولاتشان استفاده می شود. این سیستم پیشرفته در فرمان پذیری (هندلینگ) خودرو تاثیر فراوانی دارد. در این مقاله قصد داریم به معرفی این سیستم بپردازیم.

رنو چندی است در برخی از محصولات خود از تکنولوژی سیستم چهار چرخ فرمان پذیر یا 4control steering wheel استفاده می کند. این سیستم چابکی و چسبندگی بیشتری را برای خودرو به ارمغان می آورد. این در حالی است که قدرت مانور خودرو در سرعت های بالا به دلیل افزایش پایداری خود بیشتر شده و شعاع چرخش خودرو در سرعت های پایین نیز کاهش می یابد.

این سیستم چگونه کار می کند؟

در سالهای دهه ۸۰ میلادی سیستم چهر چرخ فرمان پذیر کاملاً مکانیکی بود. در اواخر دهه ۹۰ نیز برخی خودروسازان به دنبال استفاده از نوع برقی و حتی هیدرولیکی این سیستم رفتند.

شاسی ابداع شده توسط رنو و مرکز فناوری رنو اسپورت با سیستم چهار چرخ فرمان پذیر مزایا فراوانی را برای دنیا خودرو به همراه داشت. افزایش مانورپذیری خودرو، واکنش مناسب خودرو و فرمان پذیری دقیق ارائه شده به راننده که به او توانایی کنترل کامل خودرو در پیچ ها را می داد از جمله دستاوردهای این سیستم بود.

در سیستم چهارچرخ فرمان پذیر هر چهار چرخ خودرو به صورت همزمان با چرخاندن فرمان توسط راننده می چرخند. در اکثر این سیستم های به کار رفته در خودرو چرخ های عقب توسط کامپیوتر مرکزی خودرو حرکت می کنند. اما به طور کلی چرخ های عقب به اندازه چرخ های جلو نمی چرخند. همچنین در برخی از خودروها ممکن است کنترلی برای خاموش کردن چرخش چرخ های عقب یا امکانی برای چرخش چرخ های عقب مستقل از چرخ های جلو وجود داشته باشد.

در این سیستم چرخ های عقب در سرعت پایین همانند زمان پارک کردن خودرو برخلاف جهت چرخ های جلو می چرخند و با اینکار شعاع چرخش را کاهش می دهد. این سیستم برای خودرهای بزرگ مانند کامیون ها، تراکتورها و خودروهای کشنده بسیار حیاتی است. در سرعت های بالا نیز چرخ های عقب و جلو با کنترل توسط کامپیوتر خودرو به یک زاویه می چرخند بنابراین وسیله نقلیه می تواند با کمترین انحراف تغییر مکان دهد.

استفاده از سیستم چهار چرخ فرمان پذیر در ماشین های سنگین که مانورپذیری در محیط های کوچک از اهمیت بالایی برخوردار است بسیار رایج شده است؛ همچنین استفاده از این سیستم در خودروهای کشاوری و کامیون ها نیز افزایش یافته است. برخی از اتوبوس های داخل شهری مدرن اروپا نیز به منظور افزایش مانورپذیری در پایانه های اتوبوسرانی و همچنین تقویت پایداری در جاده به این سیستم مجهز شده اند. پژو ۴۰۵ توربو ۱۶ نیز اولین خودروی رالی بود که به این سیستم مجهز شد. این خودرو با استفاده از توانست در مسابقات سال ۱۹۸۸ رکورد ۱۰ دقیقه و ۴۷ ثانیه و ۷۷ صدم ثانیه را ثبت کند.

هوندا، مزدا و جنرال موتورز خودروسازان دیگری بودند که با استفاده از این سیستم در محصولات خود روی آوردند که با عدم استقبال مشتریان استفاده از آن را در خودروهای خود متوقف کردند.

اوایل سال ۲۰۰۰ بود که نسل جدید سیستم چهار چرخ فرمان پذیر به بازار معرفی شد. در ابتدا این شرکت خودروسازی BMW بود که این آپشن را در محصولات سری ۷ خود عرضه کرد. این سیستم اکنون در محصولات اخیر سری ۷، سری ۶ و سری ۵ این خودروساز آلمانی به عنوان آپشن وجود دارد.

سپس نوبت به خودروساز فرانسوی یعنی رنو رسید که این سیستم را در سال ۲۰۰۹ با نام ” 4Control” و در ابتدا بر روی مدل لاگونا GT معرفی کند. رنو هم اکنون از سیستم 4Control بر روی خودروهای تالیسمان، رنو مگان و رنو اسپس استفاده می کند. در ادامه دیگر خودروسازان مطح دنیا مانند پورشه، آئودی، اینفینیتی، لکسوس، فراری و لامبورگینی به استفاده از این سیستم در خودروهای خود روی آوردند.

4Control در محصولات رنو چگونه کار می کند؟

سیستم 4Control به کار رفته در خودروهای رنو به این صورت کار می کند که در سرعت پایین تا سرعت متوسط باعث افزایش چابکی خودرو می شود و در سرعت های بالاتر این سیستم نوعی رانندگی دقیق و چرخش هایی که فقط در ماشین های اسپرت دیده می شود را برای خودرو به ارمغان می آورد.

به طور مثال عملکرد این سیستم بر روی رنو تالیسمان به این صورت است که تا حداکثر سرعت ۵۰ مایل بر ساعت چرخ های عقب را مخالف با جهت چرخ های جلو تا حدود ۲.۷ درجه می چرخاند تا شما بتوانید با شعاش گردش بهتری دور بزنید.

اما با سرعت بالای ۵۰ مایل، این اتفاق برعکس می افتد و چرخ های عقب هم سو با چرخ ها جلو و تا حداکثر ۱ درجه می پیچند. این گردش باعث می شود که شما قابلیت مانور بهتری داشته باشید و در سرعت های بالا بتوانید کنترل بیشتری روی خودرو داشته باشید.

انتقال قدرت در بین چرخ های خودرو با استفاده از دیفرانسیل انجام می شود! اما منظور از چرخ های محرک چیست؟ خودروهای چهار چرخ متحرک نیز یکی از همین مدل ها دیفرانسیل ها می باشد که باعث می شود قدرت در بین تمامی چرخ ها توزیع شود. ماشین چهار چرخ در مدل های خاصی تولید می شوند که در ادامه به آنها اشاره می شود و عملکرد سیستم چهار چرخ محرک نیز بر اساس همین مدل خودروها می باشد. تفاوت دو دیفرانسیل و چهار چرخ متحرک در مطالب بعدی شرح داده خواهد شد. در این مطلب به بررسی عملکرد ۴WD  و نیرویی که از این سیستم حاصل می شود مورد بررسی قرار می گیرد.
منظور از چرخ های محرک چیست؟ (سیستم چهار چرخ محرک ۴WD)

سیستم محرک یا متحرک خودرو، همانطور که می دانید وظیفه انتقال قدرت به چرخ ها را دارند و  قطعا تا به حال شنیده اید که برخی خودروها دارای سیستم محرک یا دیفرانسیل جلو و یا دیفرانسیل عقب هستند! وظیفه هریک از این دیفرانسیل ها در مطالب قبلی از سایت ۲۲ شرقی شرح داده شد که می توانید از طریق همین صفحه اطلاعات بسیار مفیدی به دست آورید.

• عملکرد سیستم چهار چرخ محرک یا ۴WD 
• نیروی گشتاور در خودروها چگونه عمل می کند؟
• چه عواملی بر قدرت کشش تاثیرگذار است؟

عملکرد سیستم چهار چرخ محرک یا ۴WD 

در ابتدا لازم است گفته شود که سیستم چهار چرخ محرک هم مدل های مختلفی دارد و هر کمپانی تولید کننده خودرو نیز برای اینکه نیروی لازم را بین همه چرخ های خودرو توزیع کند از طراحی های متفاوت این سیستم استفاده می کند. البته بهتر است بدانید که منظور از سیستم چهار چرخ محرک این است که به سیستم موقتی آن اشاره می کنند و در همان شرایطی که ذکر شد، (کاهش چسبندگی تایرها) مورد استفاده قرار می گیرند مثلا در خودروهای آفرودی و شرایط برفی یا بارانی. اما در مقابل نیز نوعی سیستم، به نام سیستم تمام چرخ محرک نیز داریم که به شکل دائمی در خودروها قرار می گیرد.

زمانی که از سیستم چهار چرخ محرک در خودروهایی که بیشتر آفرودی هستند و برای مسیرهای سخت تولید می شوند، قرار میگیرد دیگر امکان تعویض این نوع سیستم در این مدل خودروها وجود ندارد. در نوع بهترین این سیستم ها می توان به موردی اشاره کرد که مدیریت بهتری برای توزیع نیرو بین هریک از چرخ ها داشته باشند و نهایت گشتاوری که در نظر گرفته می شود باعث می شود لاستیک ها لغزشی نداشته باشند.
نیروی گشتاور در خودروها چگونه عمل می کند؟

پیشرانه نیرویی تولید می کند که در واقع یک نیروی چرخشی به شمار می رود و این نیرو باعث می شود که خودرو حرکت کند. وجود چرخ دنده های متنوع باعث می شوند که نیروی گشتاور بالا برود و بتواند بین چرخ ها تقسیم شود. چرخ دنده ای وجود دارد که از بقیه بزرگتر است و در اصل بیشترین نیروی گشتاور را این چرخ دنده تولید کرده و به چرخ ها انتقال می دهد.

اما موضوعی که وجود دارد این است که در زمان وجود اصطکاک کم آیا قدرت کشش را میزان نیروی گشتاور تعیین می کند یا دور پیشرانه؟؟

در جواب این سوال باید گفته شود که نیروی گشتاور را میزان قدرت کشش در مواقع اصطکاک کم ایجاد می کند!

چه عواملی بر قدرت کشش تاثیرگذار است؟

موارد مختلفی بر روی میزان قدرت کشش در نیروی گشتاور تاثیرگذار هستند که در ادامه به ذکر آنها پرداخته می شود.
نیروی جانبی مرکز:

در واقع این نیروی جانبی زمانی ایجاد می شود که خودرو در مسیر پیچ قرار گرفته باشد و باعث می شود که بدنه خودرو از پیچ عبور کند و وظیفه اصلی تولید این نیرو نیز لاستیک ها و زمین است.
تاثیر ضریب اصطکاک بر قدرت کشش

ضریب اصطکاک فرمان خود را از لاستیک ها می گیرد و البته نوعی از مسیری که خودرو طی می کند مشخص کننده ضریب اصطکاک است.
وزن لاستیک ها و قدرت کشش خودرو

زمانی که وزن لاستیک ها بالا باشد طبیعتا قدرت کشش بیشتری دارد و این وزن در زمان رانندگی تغییر می کند. برای مثال: در مواقعی که خودرو دور می زند وزن به چرخ های بیرونی منتقل می شود و مواقعی که شتاب خودرو بالا می رود وزن خودرو به چرخ های عقبی انتقال پیدا میکند.

لغزش چرخ ها و تاثیر آن بر روی قدرت کشش

لاستیک ها به دو دسته کلی در زمان تماس با سطح جاده قرار میگیرند و به نوع ایستایی و جنبشی تقسیم بندی می شود.

در نوع تماس ایستایی لاستیک ها با سطح جاده و زمین هیچ یک از به یکدیگر لغزش ندارند و باید گفت که ضریب اصطکاک در این مدل بیشر است و قدرت کشش بیشتری هم تولید میکند. در نوع تماس جنبشی لاستیک ها و زمین نسبت به همدیگر لغزنده هستند و ضریب اصطکاک نیز پایین است.
سیستم تعلیق خودرو چیست و چه کمکی به بهبود سواری میکند!؟

نیروی طولی و تاثیر آن بر قدرت کشش لاستیک ها

این نیرودر اصل از یک نیروی گشتاور تولید می شود که به وسیله پیشرانه یا ترمز ها به لاستیک ها انتقال پیدا می کند و باعث می شود که شتاب خودرو بالا یا پایین شود.

سخن پایانی:

از سیستم های چهار چرخ و تمام چرخ معمولا در مسیرهای سخت مانند: تپه های لغزنده و دارای شیب، جاده هایی با مسیرهای برفی و یخی استفاده می کنند که قدرت کشش و مقدار چسبندگی پایین است مورد استفاده قرار میگیرند.

زمانی که از سیستم چهار محرک استفاده می شود این قدرت وجود دارد که مقدار نیروی طولی یا همان نیرویی که خودرو را به حرکت در می آورد دو برابر کنید.

مثلا در شرایط برفی، چنانچه خودرویی دو دیفرانسیله باشد و اندازه برف بر روی جاده هم بیشتر از ۳ سانتی متر باشد اغلب این خودروها نمی توانند حرکت کنند چون قدرت کشش چرخ ها در خودروهای دو دیفرانسیل پایین است اما در خودروهای چهار چرخ محرک این قدرت کشش بالاتر است و به راحتی از مسیرهای برفی و سخت عبور می کند.

همچنین مسیرهای دارای تپه و ناهموار که اصطلاحا به آنها مسیرهای آفرودی نیز گفته می شود، معمولا دو لاستیک از لاستیک های دیگر قدرت کشش کمتری دارند و برای اینکه از چنین مسیرهای عبوری کنند از سیستم چهار چرخ محرک استفاده می کنند و تنها قدرت کشش دو لاستیک کافی است.

در نهایت می توان مثال دیگری از مسیرهای دارای تپه لغزنده نیز عنوان کرد که در چنین مسیرهایی باید قدرت کشش بسیار بالایی وجود داشته باشد تا خودرو بتواند به سمت بالا حرکت کند و در اینجا وجود سیستم چهار چرخ محرک بسیار احساس می شود که بتواند از قدرت کشش بین تمامی چرخ ها بهره مند شده تا تپه را بالا برود.

در مطالب بعدی به انواع سیستم چهار چرخ محرک و به بررسی اینکه معایب سیستم چهارچرخ محرک چیست؟  می پردازیم همچنین به معرفی اجزای مختلف سیستم چهار چرخ هم مورد بررسی قرار میگیرد. برای اطلاع از قطعات دیگری که در خودروها به کار رفته است می توانید دیگر مقالات فنی خودرو را مطالعه کنید.