גלגל השיניים 101: כיצד פועלים 4WD במשרה מלאה והנעה לכל הגלגלים

{h1}

ברוך שובך גלגל השיניים 101 - סדרה על יסודות האופן שבו מכוניות עובדות עבור הניאופיטים ברכב שם בחוץ.


בפעם הקודמת פירטנו כיצד עובדת 4WD במשרה חלקית ומדוע זה מועיל שיש את כל ארבעת הגלגלים המניעים את המכונית במצבי גרירה נמוכה. כיום אנו מתמודדים עם 4WD במשרה מלאה, כמו גם כונן לכל הגלגלים (המכונה AWD).

בשתי מערכות ההינע, כל ארבעת הגלגלים מפעילים את המכונית כל הזמן, וכפי שנראה, הם משיגים את ההישג הזה באמצעות סידור נסיעה דומה. אך ישנם גם הבדלים בין 4WD במשרה מלאה ל- AWD, אותם נסביר בהמשך.


בואו נתחיל!

היתרונות והחסרונות של 4WD ו- AWD במשרה מלאה

כפי שדנו בפירוט בפוסט שלנו אודות 4WD, אחד היתרונות שלה על פני 2WD הוא בכך שארבעה גלגלים נעים כל הזמן מגדילים באופן משמעותי את המשיכה במצבי גרירה נמוכה כמו שלג, בוץ ועפר רופף. אם, נגיד, הגלגלים האחוריים שלך פוגעים באזור משיכה נמוך במשטח הנהיגה, הגלגלים הקדמיים שלך עשויים להיות באזור המתיחה הגבוה. כשהם מקבלים כוח, הם יכולים לעזור לשמור על הרכב שלך במקום הגלגלים האחוריים שלך מסתובבים בזמן שהמכונית שלך נשארת נייחת.


הכל טוב ויפה, אבל למה שתרצו שכל ארבעת הגלגלים יקבלו כוח מהמנוע אפילו מתחת נוֹרמָלִי תנאי נהיגה? למה שתרצה 4WD דולק זמן מלא, במקום פשוט להפעיל אותו כשצריך?



הסיבה העיקרית היא שיפור הטיפול. לאחר שארבעת הגלגלים מניעים את המכונית מאפשרת לה לפנות טוב יותר לפינות ומספקת יציבות כיוונית טובה יותר כאשר המכונית נעה במצב יציב. טיפול משופר בתנאי נהיגה רגילים מביא לנסיעה בטוחה יותר. יתרון הטיפול המשופר הוא אחת הסיבות לכך שאתה רואה AWD על מכוניות ספורט ומכוניות יוקרה.


סיבה נוספת היא נוחות. נניח שאתה נוהג בכביש שיש בו קטעי קרח ושלג אך בעיקר יבש. במקום שתצטרך לעסוק ולנתק את 4WD במשרה חלקית שלך כשאתה פוגע ומשאיר את הנקודות החלקלקות האלה, כשארבעת הגלגלים פועלים כל הזמן, אתה לא צריך לחשוב על זה. אתה פשוט נוהג.

החיסרון הגדול של 4WD ו- AWD במשרה מלאה הוא שהם משתמשים בהרבה יותר דלק מאשר 4WD במשרה חלקית מכיוון שהמנוע צריך להעביר כוח לכל ארבעת הגלגלים, כל הזמן.


כיצד עובדים באופן מלא 4WD ו- AWD

אז 4WD ו- AWD במשרה מלאה כל ארבעת הגלגלים מניעים את המכונית כל הזמן. אך זו מעלה את השאלה: כיצד מערכות ההנעה הללו עושות זאת מבלי לנדוד את המכונית בעת נסיעה על משטחי נסיעה בעלי משיכה גבוהה?

כפי שדנו ב מאמר על 4WD במשרה חלקיתכאשר אתה מפעיל 4WD, מארז ההעברה נועל את פירי הכונן הקדמיים והאחוריים יחד. הם שולחים את אותה כמות כוח, או סל'ד, להפרש הקדמי והאחורי. בעת ביצוע סיבוב על מדרכה יבשה הגלגלים הקדמיים נאלצים על ידי משיכה טובה וגיאומטריה להסתובב מהר יותר מהגלגלים האחוריים. אך מכיוון שפיר ההנעה הקדמי הולך באותה מהירות כמו פיר ההנעה האחורי, נוצרת כמות גדולה של מתח שיכול בסופו של דבר להוביל למה שמכונה כריכת הנעה או כיבוי רוח. זה עלול לפגוע ברכב במכונית שלך.


אז איך 4WD ו- AWD במשרה מלאה נמנעים מבעיה זו?

על ידי הוספת דיפרנציאל שלישי באמצע ההינע.


בדיוק כמו ברכבי 4WD במשרה חלקית, 4WD ו- AWD במשרה מלאה יש גם דיפרנציאל קדמי ואחורי בציר הקדמי והאחורי המאפשר לגלגלים שמאליים וימניים לנוע במהירויות שונות בעת סיבוב. זה מונע דילוג על הגלגלים שיקרה כאשר ארבעת הגלגלים נעים.

איור תרשים 4WD במשרה מלאה.

כדי למנוע את קשירת ההינע שתתרחש עקב המהירויות השונות שצריכות לעבור הקדמי והגלגלים האחוריים בעת סיבוב, ממוקם דיפרנציאל מרכזי בין פירי ההנעה הקדמיים והאחוריים. זה מאפשר לפירי ההנעה הקדמיים והאחוריים להעביר כוח גם לגלגלים הקדמיים וגם לאחור, אך מאפשר להם לנוע במהירויות שונות בעת סיבוב. נפתרה בעיית כריכת הרכבת.

אז ההפרש המרכזי הוא זה שמאפשר 4WD ו- AWD במשרה מלאה לשלוח כוח לכל ארבעת הגלגלים בו זמנית, כל הזמן.

מה ההבדל אם כן בין 4WD במשרה מלאה ל- AWD?

מה הופך 4WD במשרה מלאה לא ל- AWD: דיפרנציאל של מרכז הנעילה

לרוב, 4WD במשרה מלאה עובד כמעט באותה צורה כמו AWD: ההפרש המרכזי שולח את כוח המנוע לגלגלים הקדמיים והאחוריים כל הזמן. ההפרש המרכזי מאפשר לפירי ההנעה הקדמיים והאחוריים לנוע במהירויות שונות, ומאפשר לרכב לפעול כרגיל, גם כאשר פונים במשטחי נהיגה רגילים.

אך על ידי מתן אפשרות לגלגלים לנוע במהירויות שונות, אתה מקריב קצת משיכה בתהליך, במיוחד בתנאי משיכה נמוכים כמו בוץ, שלג ולכלוך. זה במיוחד המקרה אם ההפרש המרכזי הוא דיפרנציאל פתוח. נזכר מ המאמר הקודם שלנו שזרם הכוח של דיפרנציאלים פתוחים הולך בדרך של פחות התנגדות. בהגדרות משיכה נמוכה, אין זה דבר. הנה למה.

משרה מלאה 4WD עם איור דיפרנציאלי במרכז פתוח.

נניח שאתה נמצא ברכב 4WD או AWD במשרה מלאה עם דיפרנציאל פתוח במרכז. אתה נוסע במעלה שבילך, והגלגלים הקדמיים פוגעים בכתם שלג קרח. אתה חושב 'יש לי AWD! זו לא אמורה להיות בעיה. ' אבל זה. לגלגלים הקדמיים יש הכי פחות כוח משיכה, וכתוצאה מכך הם מייצגים את הנתיב של הכי פחות התנגדות. כך שהדיפרנציאל המרכזי ישלח את כל הכוח לגלגלים הקדמיים, ויגרום להם להסתובב במקום בעוד הגלגלים האחוריים שלך פשוט יושבים שם על מדרכה יבשה ולא זזים בכלל. כדי לעלות בחניה, זה יהיה נחמד שהגלגלים האחוריים האלה מקבלים קצת כוח.

כדי לפתור בעיה זו, רוב כלי הרכב 4WD ו- AWD במשרה מלאה משתמשים בהפרש מרכזי מוגבל החלקה (LSD) או Torsen. דיפרנציאלים מסוג זה מעניקים לך את היתרון של הפרשי מרכז פתוח - המאפשרים לגלגלים הקדמיים והאחוריים לנוע במהירויות שונות בעת סיבוב על מדרכה יבשה - אך כאשר מערכת גלגלים אחת פוגעת בחלק חלקלק, במקום לשלוח את כל הכוח אל הגלגלים האלה, זה עדיין ישלח קצת כוח למי שנמצא על מדרכה יבשה.

אז בתרחיש החניה המושלג שלנו, רכב 4WD או AWD במשרה מלאה עם LSD מרכזי ישלח חלק מכוח המנוע לגלגלים האחוריים שיש להם משיכה במקום לכולם רק לגלגלים הקדמיים שאין להם אחיזה, ומאפשרים לך כדי להעלות את המכונית שלך בחניה.

הפרשי החלקה מוגבלת בהחלט משפרים את המשיכה בהשוואה להפרשים פתוחים. ברוב התרחישים של 4WD, LSD הם כל מה שאתה צריך כדי להשיג מתיחה נאותה. אבל LSD עדיין לא מספקים אוֹפְּטִימָלִי משיכה מכיוון שרוב הכוח עדיין הולך לגלגלים עם פחות משיכה. יש עדיין סיכוי להחלקת גלגלים.

זה המקום בו 4WD במשרה מלאה מפריד עצמו מ- AWD. לרכבי 4WD במשרה מלאה הפרש מרכז נעילה המובנה בתיק ההעברה. כאשר נהג מתקשר אליו, ההפרש המרכזי נועל את פירי ההנעה הקדמיים והאחוריים יחד כך שהם מסתובבים באותה מהירות ובכך מעניקים מומנט שווה לגלגלים האחוריים והקדמיים. בעיקרון, רכב 4WD במשרה מלאה עם הדיפרנציאל המרכזי נעול מתנהג כמו רכב 4WD במשרה חלקית כאשר 4WD מופעל.

משרה מלאה 4WD עם איור נעול דיפרנציאלי.

בתרחיש החניה המושלג שלנו, רכב 4WD במשרה מלאה עם הדיפרנציאל המרכזי נעול ישלח כמויות כוח זהות גם לגלגלים הקדמיים וגם לאחור. במקום שהגלגלים האחוריים לא יזוזו כלל (כמו על דיפרנציאל מרכז פתוח), או רק קצת (כמו על LSD מרכזי), הגלגלים האחוריים ינועו בקליפ טוב, מה שיאפשר לך להעלות את הרכב שלך בבטחה שביל הגישה.

כמה רכבי 4WD במשרה מלאה מגדילים את יכולות המשיכה בהגדרות אחיזה נמוכות על ידי אפשרות לנעול את הדיפרנציאל האחורי, או אפילו את ההפרש הקדמי וגם את ההפרש האחורי, מה שהופך את הרכב ל נָכוֹן 4 × 4.

לרכבי 4WD במשרה מלאה יש גם אפשרות לעבור ל Lo-gear, מה שמאפשר לספק יותר כוח לגלגלים תוך כדי מהירויות נמוכות יותר.

בדיוק כמו שלא תרצו שיהיו גם פירי כונן קדמיים וגם אחוריים נעים באותה מהירות ברכב 4WD במשרה חלקית כאשר הם נמצאים על משטחי נהיגה רגילים, אתם לא רוצים שהם ינועו באותה מהירות במשרה מלאה 4WD רכב גם על משטחי נהיגה רגילים. אתה רוצה לנתק את הדיפרנציאל המרכזי הנעול כשאתה נמצא על משטחים בעלי מתיחה גבוהה.

לרכבי AWD אין אפשרות להפרש של מרכז נעילה, ולכן הם לא מספקים משיכה רבה בתרחישים חלקלקים כמו רכבי 4WD. בעוד ש- AWD יכול לעזור בשיפור הטיפול במשטחי נהיגה רגילים, ויכול לשפר את המשיכה בכבישים גשומים וקצת בכבישים מכוסים שלג, לא הייתם רוצים לקחת רכב AWD לשטח. לשם כך נועד 4WD אמין.

ובכן, הנה לך. היסודות של אופן העבודה של 4WD ו- AWD במשרה מלאה. עם זאת, די כיסינו את ההינע על מכונית. הבא בהמשך שלנו סדרת הילוך 101: השידור.