سیستم انتقال قدرت خودرو از اصلی‌ترین سیستم‌ها در انواع مختلف اتومبیل می‌باشد و بدون وجود آن خودرو قادر به حرکت نخواهد بود. همانطور که می‌دانید قدرت تولید شده توسط موتور برای حرکت دادن ماشین مستقیما روی چرخ‌ها اعمال نمی‌شود و باید یکسری مکانیزم نیرو را طی کند. در واقع عملکرد اصلی این سیستم، انتقال نیرو از موتور به چرخ‌های محرک می‌باشد. در تشریح سیستم انتقال دهنده قدرت اتومبیل بیایید با با عملکرد این سیستم، اجزا و انواع آن آشنا شویم.

سیستم انتقال قدرت خودرو چیست؟

به مجموعه‌ای از قطعات یا مکانیزم‌ها که طی آن میزان معینی دور موتور از طریق چرخ‌ دنده‌های مختلف در سرعت‌ها و قدرت‌های متفاوت به چرخ‌های محرک خودرو منتقل می‌شود، “سیستم انتقال قدرت” گفته می‌شود. با وجود این سیستم نیرو و سرعت موتور اتومبیل قابل کنترل خواهد بود و این امکان برای راننده فراهم می‌شود تا بدون نیاز به بالا بردن بیش از حد دور موتور، قادر باشد موتور را در حالت عملکرد بهینه قرار دهد.

در تشریح این سیستم دو عبارت توان و گشتاور استفاده می‌شود که “توان” به نرخ یا سرعت انجام کار و “گشتاور یا تورک” به زمان ساده گردش نیرو است.

اجزای تشکیل دهنده سیستم انتقال قدرت

سیستم انتقال دهنده قدرت برای اتنتقال توان موتور به چرخ‌های محرک نیاز به اجزا و وظایفی دارد، که به شرح زیر می‌باشند:

اجزای تشکیل دهنده سیستم انتقال قدرت

جعبه دنده (گیربکس)

تغییر دور و گشتاور خروجی موتور متناسب با شرایط رانندگی

سیستم دیفرانسیل

چرخ‌های اتومبیل با توجه به دور یکسان وارد شده به آنها باید بتواند با توجه به شرایط اصطکاک جاده و حرکت در مسیر پیچ جاده، دورهای متفاوتی داشته باشند. توان خروجی از طریق موتور ابتدا از کلاچ عبور کرده و بعد از تغیر گشتاور و سرعت توسط گیربکس، نیرو از طریق شفت انتقال به درایو نهایی ارسال می‌شود و در پایان نیرو توسط دیفرانسیل به چرخ‌های محرک انتقال داده می‌شود.

سیستم کلاچ

وظیفه اصلی سیستم کلاچ، قطع و وصل انتقال توان بین موتور و جعبه دنده می‌باشد و این عمل می‌تواند به صورت اتوماتیک یا با دخالت راننده انجام شود.

انواع سیستم انتقال قدرت خودرو

برخی افراد تصور دارند حجم پیشرانه و توان تولیدی تنها عواملی هستند که در قدرتمند بودن یک خودرو نقش دارند. در حالیکه این تصور کاملا درست نیست و یکی از مهم‌ترین مسائلی که باید در مشخصات خودرو در نظر گرفته شوند، نحوه انتقال قدرت می‌باشد. در حالت کلی و باتوجه به اینکه توان موتور به کدام چرخ اتومبیل منتقل می‌شود به چهار دسته تقسیم می‌شود که در ادامه به معرفی هریک می‌پردازیم:

سیستم انتقال قدرت محرک جلو (Front Wheels Drive (FWD

در سیستم انتقال قدرت محرک جلو، همه توان موتور به چرخ‌های جلو خودرو منتقل می‌شود. در این سیستم محورهای انتقال قدرت، گیربکس(جعبه دنده) و جعبه فرمان در بخش جلویی خودرو قرار می‌گیرند. در این سیستم فضای کمتری از کابین اشغال می‌شود. خودروهایی که با سیستم انتقال قدرت خودرو جلو تولید می‌شوند، دیفرانسیل جلو می‌گویند.

در این سیستم، موتور خودرو در حالت عمود بر طول خودرو قرار می‌گیرد و جعبه دنده مستقیما به آن متصل می‌شود. محورهای محرک از درون جعبه دنده می‌گذرند و به چرخ‌ها نیرو می‌فرستند.

مزایای FWD

دارای فضای کابین بیشتر

وزن کمتر به دلیل عدم وجود گاردان

مصرف سوخت بهینه‌تر

دارای ایمنی بیشتر در شرایط لغزنده

معایب FWD

در این نوع، جلوی خودرو سنگین‌تر بوده و موجب ایجاد کم فرمانی (understeer) شدید می‌گردد.

پایداری کمتر در زمان شتاب‌گیری سریع

به علت قرارگیری سیستم انتقال قدرت خودرو، سیستم تعلیق و گیربکس در فضای محدود، شعاع گردش بیشتر شده و در زمان پیچیدن، حداکثر زاویه چرخ‌ها محدود می‌شود.

در سیستم به دلیل سنگین بودن جلوی خودرو در زمان ترمزگیری، اصطکاک بیشتری روی ترمزهای جلو خواهد بود.

سیستم انتقال قدرت محرک عقب (Rear Wheels Drive (RWD

در این سیستم نیرو توسط میل گردانی که جعبه دنده خارج می‌شود، از طریق دیفرانسیل به چرخ‌های عقب انتقال داده می‌شود. در این سیستم انتقال قدرت خودرو موتور به صورت موازی با محور طولی خودرو قرار گرفته و گاردان مستقیما به دیفرانسیل عقب منتقل می‌شود.

مزایای RWD

توزیع وزن تقریبا برابر بین محورهای جلو و عقب

اصطکاک بهینه در زمان ترمزگیری، شتاب‌گیری و پیچیدن

شعاع گردش بیشتر نسبت به سیستم انتقال قدرت خودرو FWD و 4WD

تعمیر و سرویس راحت‌تر به علت فشردگی کمتر انتقال قدرت

دارا بودن مقاومت بیشتر در برابر ضربه به دلیلی سادگی ساختار

معایب RWD

وزن بیشتر

راندمان کمتر انتقال قدرت نسبت به FWD

به وجود گیربکس و تونل برای گاردان در زیر خودرو، فضای داخلی کمتری دارد.

ایجاد بیش فرمانی (oversteer) در شرایط لغزنده و کنترل دشوار خودرو

سیستم انتقال قدرت چهار چرخ محرک (4Wheels Drive (4WD

سیستم انتقال قدرت چهار چرخ محرک (4WD) قدیمی‌ترین سیستم انتقال نیروی چهار چرخ خودرو می‌باشد. در این سیستم توان تولیدی و قدرت موتور به واسطه دو جعبه دنده و دو دیفرانسیل به چهار چرخ اتومبیل منتقل می‌شود. در حالت معمولی و رانندگی در شهر و اتوبان، موتور چرخ‌های عقب را به چرخش در می‌آورد و در شرایط خاص مثل رانندگی در جاده ناهموار، جعبه دنده دوم نیز درگیر شده و قدرت به چهار چرخ انتقال داده می‌شود. این سیستم در خودروهای قدرتمند نظیر آفرود، جیپ و تویوتا استفاده می‌شود.

در سیستم انتقال قدرت خودرو چهار چرخ محرک، اتومبیل این توانایی را دارد که به تنهایی از دیفرانسیل عقب استفاده کند و دیفرانسیل جلو در حالت کمک می‌باشد. در این اتومبیل‌ها اهرم قفل روی پلوس‌های جلو نصب می‌شود و بعد از درگیر شدن آنها خودرو از دو دیفرانسیل جلو و عقب همزمان استفاده می‌کند. با وجود سیستم 4DW در شرایط دشوار رانندگی کنترل خودرو به دلیل توزیع بار بین چرخ‌ها و استفاده از آن در نیروی کشش همه چرخ‌ها، بسیار راحت خواهد بود.

مزایای 4WD

پایداری بیشتر برای شرایط ناهموار

معایب 4WD

سنگینی سیستم انتقال قدرت خودرو

عدم کاربرد در شرایط عادی

مصرف سوخت بیشتر به دلیل وزن بیشتر

سیستم انتقال قدرت تمام چرخ محرک (All Wheels Drive (AWD

یزخلاف سیستم 4WD که تماما مکانیکی است، سیستم انتقال قدرت خودرو تمام چرخ محرک (AWD) از طریق سه دیفرانسیل الکترونیکی برای کنترل متغیر قدرت وارد شده به محور جلو و عقب استفاده می‌کند. در سیستم AWD انتقال قدرت همزمان به چهار چرخ خودرو انجام شده و تمام چرخ‌های اتومبیل را به حرکت در می‌آورند اما از نظر عملکردی شبیه به سیستم 4WD می‌باشد. در AWD انتقال گشتاور به محورهای عقب و جلو از طریق دیفرانسیل مرکزی تعیین می‌شود و دیفرانسیل هر محور تعیین کننده قدرت انتقالی به هر چرخ می‌باشد.

سیستم AWD برای افزایش پایداری و هندلینگ خودرو در شرایط معمولی جاده‌ای بسیار مفید بوده و برای خودروهای اسپرت خیابانی استفاده می‌شود.

مزایای AWD

پایداری تقریبا دو برابر نسبت به انواع دیگر

امکان ایجاد torque vectoring و ایجاد شرایط ایده آل برای هندلینگ خودرو

معایب AWD

پیچیدگی بیشتر

تعمیرات سخت‌تر

وزن بیشتر

هزینه ساخت بیشتر