أنت تعرف بالضبط ما تريده في سيارتك الجديدة. لقد اخترت محرك V8 قويًا، أو محركًا مفعمًا بالحيوية رباعي الأسطوانات، أو سيارة هجينة اقتصادية أو سيارة كهربائية متطورة، ولكن لا يزال هناك سؤال آخر مهم يجب أخذه في الاعتبار: ما نوع نظام القيادة الذي يجب أن يرتبط به هذا المحرك؟ الدفع بالعجلات الخلفية؟ نظام دفع بالعجلات الأمامية؟ دفع على جميع العجلات؟ 4X4؟ سواء كانت سيارتك مدفوعة بعجلاتها الأمامية أو العجلات الخلفية أو العجلات الأربع أو أي شيء بينهما، فهناك مزايا وعيوب لكل نظام.
أولاً، بعض الأساسيات: "نظام الدفع" هو مزيج من المحرك، أو في حالة السيارة الكهربائية ("EV")، "المحرك" الذي يقوم بتشغيل السيارة، و الانتقال، والذي يستخدم قوة المحرك لتدوير العجلات وتحريك السيارة. المحرك وناقل الحركة هما في الواقع نظامان ميكانيكيان منفصلان ومختلفان للغاية ومترابطان بشكل وثيق. معًا يشكلون سيارتك نظام الدفع، والتي يشار إليها أيضًا من قبل بعض الناس باسم "مجموعة نقل الحركة".
مقاطع الفيديو الموصى بها
تم تصميم هذه المقالة لإعطائك فكرة عامة عما يمكن توقعه مع كل تكوين محتمل لمجموعة نقل الحركة. انتبه إلى أن أداء السيارات الفردية يمكن أن يكون مختلفًا تمامًا اعتمادًا على كيفية تجهيزها وضبطها. تتميز سيارتي كورفيت ولينكولن تاون كار بالدفع الخلفي، لكن من الواضح أنهما لا يؤديان بنفس الطريقة. إليكم السبب.
القوة، محددة
كل تكوين لمجموعة نقل الحركة سنناقشه هنا يرسل قوة المحرك إلى العجلات بطريقة مختلفة، ولكن كيف يمكنك قياس قوة السيارة بالضبط؟ عندما يتعلق الأمر بالسيارات، يتم قياس القوة بشكل عام بطريقتين: القدرة الحصانية (المقاسة بوحدات القدرة الحصانية) وعزم الدوران (المقاس بالجنيه-القدم).
ونعم، القدرة الحصانية لها أصل حصاني. إنها في الواقع شخصية اعتباطية أن مخترع المحرك البخاري، المهندس الاسكتلندي جيمس وات في القرن الثامن عشر، تم ابتكاره عندما أراد مقارنة إنتاج آلته مع إنتاج خيول الجر. إنها تعادل 746 واط (وحدة قياس تحمل اسم نفس الشخص) من الطاقة الكهربائية.
القدرة الحصانية هي شكل من أشكال الطاقة. إنه ما يدفع السيارة على الطريق، وما الذي يجعل ذلك السرعات القصوى البطولية الممكنة. ومع ذلك، ليس هذا هو ما يجعل العجلات تدور فعليًا. ولهذا تحتاج إلى شيء يسمى "عزم الدوران".
عزم الدوران هو قوة ملتوية. إنها نفس القوة التي تستخدمها لفتح وعاء المخلل أو فك المسمار. وهو أيضًا ما يجعل السيارة تتحرك من حالة التوقف التام. لهذا السبب ستسمع في كثير من الأحيان رؤوس التروس تتفاخر حول "عزم الدوران المنخفض" لسياراتهم، وهذا هو السبب تمتلك الشاحنات الصغيرة الكثير منها: لتتمكن من التسارع بسرعة أو تحريك حمولة ثقيلة، فإن عزم الدوران هو ما تحتاجه يحتاج.
لذا فإن قدرة السيارة على الحركة تعتمد على القوة الحصانية وعزم الدوران، ولكن ماذا تفعل بها بمجرد حصولك عليها؟ هذا هو المكان الذي يأتي فيه نظام الدفع.
الدفع بالعجلات الخلفية: الطريق الأصلي للمضي قدمًا
كان محرك Ford Model T في المقدمة بينما قام نظام الدفع بإدارة العجلات في الخلف. وفي ذلك الوقت، فعلت غالبية السيارات التي تلت ذلك الشيء نفسه، وذلك لسبب وجيه. "الدفع بالعجلات الخلفية" هو أبسط طريقة لتعبئة مجموعة نقل الحركة في السيارة منذ المكونات التي تتكون منها يمكن نشر النظام الذي ينقل قوة المحرك إلى العجلات على طول السيارة الجانب السفلي. إنه أيضًا أفضل أساس للتعامل الممتاز. في حين أن هذا يبدو وكأنه صفقة جيدة إلى حد ما، إلا أن هذه الفضائل نفسها يمكن أن تكون أيضًا عيوبًا.
لنبدأ بالإيجابيات: إن تشغيل العجلات الخلفية يترك العجلات الأمامية تتعامل مع التوجيه ومعظم عمليات الكبح. إن مطالبة العجلات الأمامية بتحريك السيارة أيضًا - للقيام بهذه الأمور الثلاثة - قد يكون أمرًا صعبًا للغاية، خاصة في السيارات القوية. وبالتالي، فإن الدفع بالعجلات الخلفية يميل إلى أن يكون النظام المفضل للسيارات الرياضية وسائقيها.
إن تقسيم العمل بين العجلات الأمامية والخلفية يجعل القيادة أكثر متعة. في السيارات القوية جدًا ذات الدفع الخلفي، يمكن للسائق المحترف استخدام دواسة الوقود للمساعدة في التوجيه خلال المنعطفات عن طريق تدوير العجلات الخلفية قليلاً! ويُعرف هذا باسم "التوجيه من الجزء الخلفي" للسيارة. يؤثر تعديل القوة بعناية باستخدام دواسة الوقود على قوة جر العجلات الخلفية، مما يسمح للسيارة بالدوران قليلاً في المنعطفات. يطلق عليه "الإفراط في التوجيه"، وهو السحر الكامن وراء "الانجراف" وكل الانزلاق الدخاني في مطاردات السيارات في هوليوود. لكن لا تحاول ذلك في المنزل.
يمكن أن تكون القدرة على تقليل قبضة العجلات مشكلة كبيرة إذا لم تكن سائقًا خطرًا في أحد أفلام هوليوود. نظرًا لوجود وزن أقل عادةً على المحور الخلفي للسيارة، فإن السيارات ذات الدفع الخلفي تتمتع بطبيعتها بقدرة جر أقل من غيرها (وبالتالي القدرة على تدوير العجلات). وهذا يعني أنه عندما تصبح الطرق زلقة، يمكن للعجلات في نظام الدفع الخلفي أن تدور بسهولة أكبر ويمكن أن تنزلق السيارة خارج نطاق السيطرة. تساعد أنظمة السلامة الحديثة مثل التحكم في الجر على تجنب هذه المشكلة، ولكن إذا كنت ترغب في تعلم تقنية القيادة المتقدمة هذه، فاحضر دروسًا احترافية في القيادة. قد يؤدي القيام بذلك بطريقة خاطئة إلى وقوع حادث أو اصطدام أو ما هو أسوأ.
بالطبع، قد يبدو أن وضع المحرك في الخلف، فوق المحور الخلفي، يمكن أن يحل مشكلة الجر هذه. لقد فعلت بورش ذلك منذ البداية، ويُنظر إلى 911 على نطاق واسع على أنها أفضل سيارة رياضية شاملة في العالم. إنها أيضًا السيارة ذات المحرك الخلفي السائدة الوحيدة التي يتم إنتاجها حاليًا، لأن هذا التصميم يخلق مشكلات خاصة بها في التعامل. هل تتذكر شيفروليه كورفير في الستينيات؟ إن ديناميكيات التحكم غير العادية التي أنشأها محركها الخلفي، من بين أمور أخرى، ألهمت حفيظة رالف نادر، الذي كتب الكتاب غير آمنة بأي سرعة وحكم على كورفير. لكن العديد من الأشخاص - بما في ذلك العديد من السائقين المهرة - شعروا بأن نادر أخطأ في الأمر، واليوم أصبحت سيارة كورفير سيارة كلاسيكية مرغوبة. من كان على حق؟ وكلاهما كانا كذلك إلى حد ما. إذا ارتكبت خطأً، فقد تكون السيارة ذات المحرك الخلفي أمرًا صعبًا للقيادة. إن القيام بذلك بشكل صحيح، كما أثبتت بورشه وفولكس واجن، يمكن أن يؤدي إلى سيارة ممتعة وآمنة للقيادة.
يأتي الدفع بالعجلات الخلفية أيضًا مع بعض مشكلات التغليف. لإعطاء عمود الإدارة والترس التفاضلي الخلفي (آلية تروس تنقل الطاقة من عمود الإدارة إلى العجلات) ما يكفي الخلوص، من الضروري وجود نفق ناقل حركة طويل يمتد في منتصف السيارة، وهو يلتهم بعض الجزء الداخلي والجذع فضاء. ومن هنا تأتي تلك الحدبة الموجودة في منتصف الجزء الداخلي للسيارة ذات الدفع الخلفي.
في جوهر الأمر، يعد الدفع بالعجلات الخلفية الطريقة الأكثر متعة ولكن الأقل عملية. قد يؤدي الافتقار إلى الجر إلى جعل القيادة صعبة إذا كنت تعيش في منطقة بها الكثير من المطر أو الثلج أو الجليد، ولكن معظم أفضل السيارات التي يقودها السائق هي ذات دفع خلفي. من الصعب الجدال مع شياطين السرعة مثل فيراري 458 إيطاليا وبي إم دبليو M5، وكلاهما يعملان بالدفع الخلفي.
الدفع بالعجلات الأمامية: الخيار السائد
دفعت حدود نظام الدفع الخلفي شركات صناعة السيارات إلى البحث عن بديل، وتوصلوا إلى التكوين الأكثر شيوعًا في السوق اليوم: الدفع بالعجلات الأمامية. إن الإعداد المفضل لدى هوندا سيفيك وتويوتا كامري هو عكس نظام الدفع الخلفي، وليس فقط بالطريقة الواضحة. في حين أن الدفع الخلفي يوفر متعة القيادة للعديد من السيارات عالية الأداء على حساب التطبيق العملي، فإن الدفع الأمامي يضع التطبيق العملي في المقام الأول، والمتعة في المرتبة الثانية.
من المزايا الواضحة للدفع بالعجلات الأمامية هو الجر الأفضل: نظرًا لأن المحرك يوضع فوق العجلات المدفوعة، فهناك وزن أكبر يدفعها إلى أسفل على الطريق. وهذا يجعل قيادة السيارات ذات الدفع الأمامي أسهل في الشتاء أو في الظروف الصعبة.
يعتبر الدفع بالعجلات الأمامية أكثر تسامحًا أيضًا. ومن سمات التعامل المميزة معها هي عدم القدرة على الانعطاف، والشعور بأن العجلات الأمامية لا تدور عندما تسير السيارة في المنعطف. عندما يشعر معظم الناس أنهم يفقدون السيطرة على سيارتهم، فإنهم بشكل غريزي يطلقون العنان للوقود ويتجهون. يعمل رد الفعل غير المحسوب هذا بشكل أفضل مع نظام الدفع بالعجلات الأمامية، ولكنه قد يتسبب في دوران السيارة ذات الدفع الخلفي بشكل مفرط.
قد يكون تشغيل العجلات الأمامية أكثر أمانًا، ولكنه أيضًا أقل متعة. إن مطالبة العجلات الأمامية بالقيام بالقيادة والفرملة والتوجيه أمر صعب. فالناس لا يجيدون القيام بمهام متعددة، وكذلك الأمر بالنسبة للسيارات. تتمتع السيارات القوية ذات الدفع الأمامي بما يسمى "توجيه عزم الدوران"، حيث يتم سحب العجلات فعليًا في اتجاهات مختلفة بواسطة قوة المحرك أثناء تسارع السيارة. هذا بالتأكيد ليس ممتعًا، ولهذا السبب فإن معظم السيارات الرياضية ذات الدفع الأمامي هي سيارات هاتشباك صغيرة وقوية إلى حد ما مثل Ford Focus ST وMazdaspeed3 وVolkswagen GTI.
بعد كل شيء، يتعلق نظام الدفع بالعجلات الأمامية بالتعبئة أكثر من الأداء. تحتوي معظم السيارات ذات الدفع بالعجلات الأمامية على "محور ناقل الحركة"، الذي يجمع بين ناقل الحركة والمحور الأمامي في قطعة واحدة (ومن هنا الاسم)، ولكنه يعمل بنفس وظيفة نظام الدفع الخلفي العادي. بالإضافة إلى كونه أكثر إحكاما من ناقل الحركة والمحور المنفصلين، يسمح ناقل الحركة أيضًا للسيارات ذات الدفع الأمامي بتثبيت محركاتها بشكل جانبي. وهذا يسمح بمساحة أصغر للمحرك، مما يترك مساحة أكبر لمقصورة الركاب. كما يؤدي عدم وجود نفق ناقل الحركة والترس التفاضلي الخلفي إلى زيادة المساحة الداخلية ومساحة صندوق السيارة - فلا يوجد حدبة في منتصف الجزء الداخلي للسيارة.
الدفع الرباعي: أفضل ما في العالمين؟
من الواضح أن تشغيل عجلتين فقط، سواء في الأمام أو الخلف، له حدود بالإضافة إلى مزاياه. فماذا عن تشغيل الأربعة؟
هناك أكثر من طريقة للقيام بذلك. يشير صانعو السيارات بشكل عام إلى "الدفع الرباعي" و"الدفع الرباعي" كشيئين مختلفين، وهناك في الواقع نظامان مختلفان. يتضمن النظام الأول والأصلي، الدفع الرباعي، والمعروف على نطاق واسع باسم "4X4"، إعادة توجيه الطاقة من ناقل الحركة إلى العجلات الخلفية والأمامية عبر جهاز ميكانيكي يسمى "حالة النقل". وهذا هو النظام المفضل لمركبات الطرق الوعرة، مثل سيارات الجيب، وهو النوع الذي يأتي عادةً بـ “4×4” الشارات. هذا ما يتحدث عنه الناس عادةً عندما يستخدمون عبارة "الدفع الرباعي".
من مقعد السائق، تبدو مركبات الدفع الرباعي وكأنها مدرسة قديمة بلا شك. تتطلب معظم المركبات التي تعمل بنظام الدفع الرباعي من السائقين التحول إلى نظام الدفع الرباعي يدويًا باستخدام رافعة مثبتة بجوار ناقل الحركة، أو في المركبات الفاخرة للطرق الوعرة، يوجد زر خاص للضغط. في معظم الأحيان، تستخدم المركبات المزودة بنظام الدفع الرباعي فقط الدفع بعجلتين للتنقل، حتى تصبح الأمور صعبة. نظرًا لأنها مصممة بشكل أساسي للقيادة على الطرق الوعرة، تعتمد سيارات الدفع الرباعي أيضًا على التروس المنخفضة لتحسين وإدارة الجر. إذا سبق لك أن ركبت دراجة جبلية على تضاريس مختلفة، فأنت تعلم أن القدرة على تغيير التروس يمكن أن تجعل الأمور أسهل حقًا. إنه نفس الشيء مع سيارات الدفع الرباعي: يمكن أن يؤدي انخفاض تروسها إلى الحد من التسارع والتعامل الباهت، ولكنها أيضًا قادرة على التغلب على العوائق التي من شأنها أن تعطل المركبات دون نظام الدفع الرباعي.
بمجرد الخروج من الأراضي الوعرة، يمكن لمعظم المركبات ذات الدفع الرباعي العودة إلى نظام الدفع الثنائي والقيادة بشكل طبيعي. وإليك بعض الإجراءات 4X4 في سيارة جيب ورينج روفر:
الخيار الثاني والأكثر شيوعًا هو الاختلاف في نظام الدفع الرباعي الذي تتم إدارته بواسطة إلكترونيات يشار إليه عادةً باسم "الدفع الرباعي" أو AWD. مرة أخرى، يقوم ناقل الحركة بتشغيل العجلات الأمامية باستخدام عمود إخراج ثانٍ يرسل الطاقة إلى العجلات الخلفية. نظرًا لأنه لا يتطلب ترسًا تفاضليًا أماميًا منخفضًا، فهذا هو الإعداد المفضل للسيارات التي تسير على الطريق وسيارات الكروس أوفر مثل سوبارو فورستر.
تتيح أنظمة الدفع الرباعي التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر في السيارات الجديدة وسيارات الدفع الرباعي قيادتها مثل أي سيارة أخرى: ما عليك سوى الدخول والانطلاق. عادة لا توجد أزرار للضغط أو رافعات للسحب، ونظام الدفع الرباعي "قيد التشغيل" طوال الوقت. تراقب أجهزة الكمبيوتر سرعات العجلات ويمكنها إرسال الطاقة إلى العجلات التي تتمتع بأكبر قدر من الثبات أثناء الحركة. ونتيجة لذلك، تميل سيارات الدفع الرباعي وسيارات الدفع الرباعي إلى التعامل مع نظيراتها ذات الدفع الثنائي على الطريق. يمكن للمهندسين تغيير توزيع الطاقة بين الأمام والخلف، مما يوفر خصائص مختلفة لمواقف القيادة المختلفة. قد تفضل القيادة على الطرق المفتوحة المزيد من القوة للعجلات الأمامية لتسهيل الإبحار وزيادة عدد الكيلومترات المقطوعة بالوقود، بينما القيادة في الثلج ستعمل جميع العجلات على الحفاظ على الجر، كل ذلك دون إجراء أي تغييرات من قبل سائق. تستخدم السيارات المختلفة أنظمة الدفع بجميع العجلات (AWD) بطرق مختلفة. قد تكون سيارة الدفع الرباعي العائلية كروس أوفر جيدة في إرسال معظم قوتها إلى العجلات الأمامية، ولكن ل السيارات الفخمة مثل Audi R8 أو Lamborghini Gallardo، فإن المزيد من القوة للعجلات الخلفية يؤدي إلى نتائج أفضل التسريع. إنه نوع مرن من النظام.
هل هناك أي عيوب في الدفع الرباعي؟ تضيف أنظمة الدفع الرباعي وزنًا وتعقيدًا للسيارة، ويحتاج المحرك إلى بذل جهد أكبر لتشغيل العجلات الأربع حسب الحاجة. وهذا يعني أن الاقتصاد في استهلاك الوقود يتعرض لضربة قوية، وأن الأسعار الأساسية لإصدارات الدفع الرباعي من السيارات التي تتوفر بها كخيار أعلى من إصدارات الدفع الثنائي. يجب على المشترين أيضًا أن يتواجدوا في السوق لشراء النوع المناسب من السيارات: بخلاف سيارات الدفع الرباعي وبعض سيارات السيدان الفاخرة ومعظم سيارات سوبارو، فإن الخيارات محدودة أيضًا ولكن قد تتفاجأ عندما ترى أي نوع من السيارات أنت تستطيع احصل الآن على الدفع الرباعي.
ولكن انتظر هناك المزيد.
المحركات الكهربائية ونهج أكثر بساطة
تقدم السيارات الهجينة والكهربائية (EVs) نوعًا جديدًا من سيارات الدفع الرباعي إلى السوق: حيث يمكنها استخدام المحركات الكهربائية لتشغيل العجلات الفردية مباشرة داخل العجلة نفسها، لا حاجة إلى أعمدة القيادة أو حالات النقل أو عمليات النقل المعقدة.
ال محرك مرسيدس بنز SLS AMG الكهربائي هي نسخة تعمل بالبطارية من أفضل سيارات مرسيدس الرياضية. إنه يحل محل محرك V8 الفردي في نسخة البنزين ونظام الدفع التقليدي بأربعة محركات كهربائية. فهي لا تمنح هذه السيارة الرياضية المكهربة التوازن والقبضة التي يتمتع بها نظام الدفع الرباعي، أي نظام الدفع الرباعي يمكن أيضًا استخدام المحركات لفرملة العجلات الفردية في الزوايا، وسحب السيارة إلى المنعطفات المناسبة خط. إليك مقطع فيديو لسيارة SLS AMG EV وهي تعمل يوضح ما هو ممكن مع المحركات الكهربائية في كل عجلة.
يمكن أيضًا أن يعمل نهج المحركات المتعددة بشكل جيد مع السيارة الهجينة. ال بورش 918 سبايدر هو بالتأكيد أكثر السيارات الهجينة فظاعة على الإطلاق، ويستخدم محركين كهربائيين؛ أحدهما لقيادة العجلات الأمامية والآخر متصل بمحرك V8 سعة 4.6 لتر في الجزء الخلفي من السيارة. يتم التحكم بالمحركات الكهربائية عن طريق الكمبيوتر وتسمح أيضًا بقيادة السيارة بالكهرباء فقط، مما يمنح سيارة 918 مسافة مذهلة من الغاز لمثل هذه السيارة عالية الأداء. القادم أكيورا إن إس إكس (أدناه) تستخدم ثلاثة محركات: واحد لكل عجلة أمامية، وواحد يربط العجلات الخلفية بمحرك بنزين V6 سعة 3.5 لتر. المستقبل مفتوح على مصراعيه عندما يتعلق الأمر بعدد الطرق التي يمكن بها استخدام المحركات الكهربائية في السيارات.
في الشعبية سيارة تيسلا موديل S الكهربائية، يوجد محرك كهربائي واحد بحجم البطيخة بين العجلات الخلفية. نظرًا لأن المحركات الكهربائية تنتج الطاقة على نطاق أكبر بكثير من محركات الغاز، فإن معظم السيارات الكهربائية لا تحتوي على ناقل حركة بالمعنى المعتاد. أي أنه لا توجد تروس يمكن تغييرها لأن المحرك الكهربائي متصل بعجلات القيادة بشكل مباشر تقريبًا، مع وجود ترس تخفيض بسيط بين المحرك والعجلة. للتحرك بسرعة، يدور المحرك الكهربائي بشكل أسرع، ولا حاجة إلى تروس إضافية. إن القدرة على إنتاج سيارات بدون ناقل حركة معقد تقلل من الوزن والتكلفة والتعقيد صانعي السيارات ويؤدي أيضًا إلى قيادة هادئة وسلسة للغاية، وهو ما تعرفه معظم السيارات الكهربائية ل. إن نظام الدفع في معظم السيارات الكهربائية بسيط جدًا مقارنةً بالسيارات التي تعمل بالغاز ويمكن أن يؤدي إلى تعزيز الموثوقية وتقليل تكاليف الإصلاح للمالكين.
وهذا يطرح السؤال التالي: مع وجود العديد من المحركات والمحركات محشورة في سيارة واحدة، كيف يمكنك معرفة القدرة الحصانية للسيارة الهجينة أو الكهربائية؟ أسهل طريقة هي إضافة ناتج المحرك وكل من المحركات الكهربائية؛ يطلق صانعو السيارات على هذا اسم "إجمالي إنتاج النظام". خذ على سبيل المثال سيارة بورش 918 سبايدر المذكورة أعلاه: إنها تعمل بالبنزين ينتج المحرك 608 حصانًا، ومحركها الكهربائي الأمامي ينتج 127 حصانًا، والمحرك الخلفي ينتج 154 حصانًا. وبذلك يصل المجموع الكلي إلى 887 حصانًا مذهلاً!
وبطبيعة الحال، عادة ما يتم قياس قدرة المحركات الكهربائية بالكيلووات (كيلوواط)، وليس القدرة الحصانية. كيف يمكنك تحويل كيلووات إلى حصان؟ ما عليك سوى ضرب عدد الكيلووات في 1.341 (أي: 100 كيلووات × 1.341 = 134 حصانًا).
تجدر الإشارة أيضًا إلى أنه في السيارات الهجينة، لا يمكن للمحركات الكهربائية توفير الطاقة إلا عندما تكون بطارياتها مشحونة، لذلك قد لا تكون كل هذه الطاقة متاحة في جميع الأوقات. غالبًا ما تتمتع السيارات الهجينة بأوضاع قيادة مختلفة تعطي الأولوية للقيادة الكهربائية بالكامل، أو الاقتصاد في استهلاك الوقود، أو الأداء من خلال تغيير مزيج البنزين والطاقة الكهربائية التي يتم تغذيتها للعجلات. وتختلف هذه الأنظمة من نموذج إلى آخر.
إذا كان لديك سؤال حول محركات الأقراص، فأخبرنا بذلك في التعليقات.
