توزیع بهینه گشتاور؛ تورک وکتورینگ چیست و چگونه عمل می کند؟

خودروهای امروزی برای حرکت هر چه بهتر در مسیر و بهره برداری حداکثری از نیروی تولیدی موتور به انبوهی از تکنولوژی های مختلف مجهز شده اند. فناوری تورک وکتورینگ یکی از این موارد نسبتا جدید است که این روزها به شکل فراگیری توسط خودرو سازان جهان مورد استفاده قرار می گیرد.

این فناوری را می توان سیستمی تعریف کرد که نیرو را بین چرخ ها به صورت متغیر توزیع می کند تا خودرو در هر شرایطی بهترین هندلینگ، پایداری و عملکرد را داشته باشد. به عبارت دیگر تورک وکتورینگ با کنترل گشتاور ارسال شده به هر اکسل یا چرخ، عملکرد کلی خودرو را بهبود می بخشد.

 

هنگام ترمزگیری قبل از رسیدن به یک پیچ، بیشتر وزن خودرو بر روی تایرهای جلو قرار گرفته و چسبندگی بهتری حاصل می شود که به واسطه آن خودرو با پایداری بالاتری از پیچ عبور می کند.

حال گهگاه خودرو در شرایطی قرار می گیرد که نیاز مند هدایت وزن و نیرو به بخشی خاص است تا پایداری و کنترل مطمئن تری داشته باشد. سیستم تورک وکتورینگ دقیقا با این هدف توسعه یافته است.

این سیستم در خودروهای گوناگون و محصولات شرکت های مختلف مکانیسم های متفاوتی دارد که در ادامه به این موضوع بیشتر خواهیم پرداخت.

خودروهای دیفرانسیل عقب

اتومبیل های محور متحرک عقب عموما به دیفرانسیل لغزش محدود مجهز هستند تا میزان گشتاور ارسالی به هر چرخ کنترل شود. این مساله به روش مکانیکی یا الکترونیکی صورت می گیرد.

برای مثال لکسس RC F با هر دو مکانیسم ارایه شده است. در روش مکانیکی دیفرانسیل لغزش محدود، همواره گشتاور بیشتری به چرخی که در بیرون از دایره پیچ قرار دارد، ارسال می شود؛ اما در روش الکترونیکی، یک کامپیوتر به موتورها و عملگرهای موجود دستور می دهد که به میزان لازم بر روی کلاچ های چند صفحه ای اعمال فشار کنند. بدیهی است که این روش به دلیل کنترل بهتر، مزیت بیشتری نسبت به روش مکانیکی دارد.

برخی از سازندگان برای دستیابی به این هدف از روش ترمزگیری استفاده می کنند. برای مثال خودروهای ساخت مرسدس بنز با سیستم ESP (کنترل پایداری الکترونیکی) عرضه می شوند.

این سامانه که وظیفه تشخیص لغزش، کم فرمانی و چسبندگی کم را بر عهده دارد، بجای ارسال گشتاور بیشتر به چرخ های بیرون پیچ، با اعمال ترمز بر روی چرخ های داخل پیچ از دریافت گشتاور زیاد جلوگیری نموده و باعث می شود آنها اصطکاک بهتری با سطح مسیر داشته باشند.

خودروهای دیفرانسیل جلو

این دسته از خودروها نیز به فناوری تورک وکتورینگ مجهز هستند تا از میزان کم فرمانی کاسته شود. در اکثر موارد – مثل فورد فوکوس یا مرسدس بنز CLA – ترمز چرخ جلویی که در داخل پیچ قرار دارد، فعال می گردد تا با ارسال گشتاور بیشتر به چرخ مخالف، خودرو گردش بهتری در پیچ داشته باشد.

مزدا نیز با استفاده از این فناوری، بیشتر وزن خودرو را به سمت اکسل جلو هدایت می کند تا فرمان پذیری و هندلینگ محصولات آن ارتقا یابد.

خودروهای چهار چرخ متحرک

تورک وکتورینگ برای خودروهای این دسته بیش از سایر دسته ها کاربرد دارد. قابلیت چهار چرخ متحرک برای افزایش پایداری و چسبندگی خودروها توسعه یافته است اما به دلیل تحمیل وزن اضافی و چرخ های متحرک بیشتر باعث بالا رفتن مصرف سوخت می شود.

بنابراین فناوری تورک وکتورینگ به عنوان یک عامل مهم و اساسی در جلوگیری از هدر رفتن گشتاور تولید شده توسط موتور برای این خودروها ضروری به نظر می رسد.

برای کاهش مصرف سوخت، اکثر خودروسازان در محصولات خود از سیستم چهارچرخ متحرک موقت بهره می برند؛ به این ترتیب که در شرایط عادی خودرو به صورت تک دیفرانسیل عمل می کند، اما در شرایط خاص – مثل لغزنده بودن مسیر – نیرو به هر چهار چرخ فرستاده می شود.

برخی مواقع این سیستم به واسطه تشخیص انحراف و عدم تبعیت خودرو از فرمان، فعال شده و با درگیر گردن گاردان اختصاصی بخشی از نیرو را به اکسل دیگر ارسال می کند.

اگر اتومبیل به لغزش خود ادامه دهد، سیستم موجود برای مدیریت بهتر گشتاور، در صورت لزوم بصورت جداگانه ترمز هر یک از چرخ ها را درگیر می کند تا چسبندگی لازم حاصل شود.

از میتسوبیشی به عنوان یکی از اولین کمپانی هایی که در محصولات خود از فناوری تورک وکتورینگ استفاده نمود، یاد می شود. در اوایل دهه 90 میلادی، این شرکت ژاپنی لنسر اولوشن را به سیستمی به نام S-AWC مجهز کرده بود که می توانست نیرو را بین چرخ ها تقسیم کند.

برای تعیین میزان نیروی ارسالی به اکسل جلو و عقب، میتسوبیشی از دیفرانسیل مرکزی بهره می برد. مکمل این سیستم هم سامانه کنترل پایداری بود که در مواقع ضروری ترمزها را فعال می نمود.

امروزه و در اوتلندر GT S-AWC، سیستم مورد نظر از یک دیفرانسیل جلوی فعال استفاده نموده و دیفرانسیل عقب را به صورت الکترونیکی کنترل می کند.

در حالیکه لنسر اولوشن یک خودروی رالی برای حرکت سریع در مسیرهای آفرود بود، اوتلندر یک کراس اوور خانوادگی محسوب شده و سیستم آن بیشتر برای پایداری در مسیرهای ناهموار توسعه یافته است.

این کراس اوور دارای قابلیت اکو نیز بوده و با فعال شدن آن به یک خودروی دیفرانسیل جلو تبدیل می شود که در این حالت مصرف سوخت بهینه تری خواهد داشت.

آکیورا برند لوکس هوندا، از سیستم مشابهی استفاده می کند که به صورت اختصاری SH-AWD نامگذاری شده است. این سیستم که برای اولین بار در آکیورا RL 2005 به کار گرفته شد، همیشه فعال بوده و فاکتورهایی مثل سرعت خودرو، سرعت چرخ، زاویه فرمان، زاویه حرکت و نیروی G جانبی را کنترل می نماید و در صورت نیاز میزان گشتاور متفاوتی را به هر یک از چرخ ها ارسال می کند.

برای مثال در MDX که محبوب ترین مدل ساخته شده توسط آکیورا است، در حالت عادی سیستم مورد نظر 90 درصد از نیرو را به محور جلو می فرستد؛ اما در شتابگیری های سریع که بیشتر وزن خودرو به سمت عقب متمایل می شود، برای چسبندگی بهتر محور عقب 45 درصد از نیرو را دریافت می کند.

هنگام شتابگیری در پیچ نیز این سیستم 70 درصد از گشتاور را به محور عقب هدایت کند، جالب اینکه امکان ارسال کل گشتاور به چرخ عقب حاضر در بیرون از دایره پیچ که متحمل وزن بیشتر و داری چسبندگی بهتری است، وجود دارد.

بر خلاف سیستم S-AWC میتسوبیشی، سیستم SH-AWD دیفرانسیل مرکزی نداشته و همواره نیرو را به هر چرخی که دارای وزن و چسبندگی بیشتری باشد، ارسال می کند.

خودروهای هیبریدی

چنانچه به خودروهای چهار چرخ متحرک اما با مصرف سوخت بهینه علاقه مند باشید، اتومبیل های هیبریدی گزینه مناسبی هستند. این دسته از خودروها نیز به فناوری تورک وکتورینگ مجهز بوده و شاید بتوان گفت که پیشرفته ترین نوع این فناوری در اتومبیل های هیبریدی به کار گرفته شده است.

در برخی از اتومبیل ها مثل آکیورا MDX Sport Hybrid SH-AWD که دارای سه موتور الکتریکی است، دو موتور نیرو بخش محور عقب بوده و در واقع هر کدام از چرخ های عقب بصورت مستقل نیرو را از یک موتور جداگانه دریافت می کنند.

در نتیجه هنگام پیچیدن خودرو، سیستم هوشمند خودرو به صورت آنی می تواند نیروی موتور هر یک از چرخ ها را کم و زیاد کند؛ همچنین با فعال شدن ترمز چرخ داخل پیچ، انرژی موجود بازیابی شده و برای شارژ باتری استفاده می شود.

جمع بندی

امروزه فناوری تورک وکتورینگ را می توان بر روی انواع مختلفی از خودروها از اتومبیل های کامپکت گرفته تا کراس اوورها و خودروهای اسپرت مشاهده کرد. این فناوری مکانیسم های مختلفی داشته و هر خودروسازی برای دستیابی به حداکثر چسبندگی ممکن از روش متفاوتی استفاده می کند.

فناوری تورک وکتورینگ با وجود مکانیسم های متفاوت یک هدف بسیار مهم دارد و آن چیزی نیست جز جابجا کردن گشتاور در چهار گوشه خودرو به منظور بهره برداری حداکثری از نیروی موتور، رانندگی امن و هندلینگ بهتر که می تواند به بهبود ایمنی و افزایش قابل توجه لذت رانندگی منجر شود، چیزی که هر راننده ای طالب آن است و ارمغان دوست داشتنی از توسعه تکنولوژی های الکترومکانیکی دنیای ما به شمار می اید.