♣::♣ نظام الدفع الرباعي 4x4 ♣::♣

♣::♣ نظام الدفع الرباعي 4x4 ♣::♣


Four Wheel Drive .. الدفع الرباعي





نظام 4x4 هو تجهيز في المركبات يمنح السائق إمكانية دفعها بالعجلات الأربع، حيث تنتقل القوة من المحرك إلى ناقل الحركة وثم العجلات للتحرك، وعادة ما تندفع المركبات العادية بدون هذا النظام بعجلاتها الأمامية أو الخلفية فقط.

وفي بعض الحالات تحتاج المركبة إلى دفع رباعي وذلك في حالات الطرق الوعرة أو الرملية أو الجبلية، وربما فقط للإنطلاق بشكل أفضل أو للتحكم بالمركبة.

وهناك نوعان من الدفع الرباعي، الأول يسمى 4WD والآخر AWD، والفرق بينهما أن الأول يمنح للسائق التحكم بالدفع الرباعي ويختار ما بين الدفع العادي بالعجلات الأمامية أو أو الخلفية وما بين الدفع بالعجلات الأربع، أما النوع الثاني فهو لا يمنح السائق حرية الاختيار فالمركبة تسير دائما بالعجلات الأربع All-Wheel Drive، وهذا النظام يستخدم عادة في سيارات الدفع الرباعي الخفيفة (SUV - Sport Utility Vehicle) أي مركبة بتجهيزات رياضية.

وأضيفت تقنية DEF Lock فيما بعد على سيارات الدفع الرباعي، وهي تقنية تسمح للسائق بدوران العجلات الأربع في كل الأحوال، حتى لو كان أحدهم مغلقا بسبب عائق ما، وهي التقنية عادة ما تكون متوفرة في سيارات الدفع الرباعي 4WD.

وسيارات الدفع الرباعي 4WD تحتوي على نظام دفع عادي بعجلتين بالإضافة إلى 4H وهو ما يسمح باستخدام العجلات الأربع بشكل اعتيادي وبنفس السرعة والعزم للمركبة، ونظام 4L وهو نظام دفع رباعي فقط للاستخدام القاسي أو عند الضرورة وقت وجود عائق كبير أو دخول السيارة في وحل أو وسط الصخور، وهو يضع كل عزم السيارة وقوتها في العجلات بينما تكون السرعة بطيئة.

تاريخيا يعود الفضل بفكرة الدفع الرباعي للمهندس الإنجليزي بريمه جوزيف ديبلوك، عندما صمم هذا النظام لمحرك جرار خاص بالمزارع، لكن الألماني فيرديناند بورشه - مؤسس شركة بورشه - استخدم هذا النظام بسيارة كهربائية عرضت في معرض للسيارات في باريس عام 1900.

على عكس المشاع بحداثة هذا النظام ، يرجع تاريخ أنظمة الدفع الرباعى إلى السنوات الأولى لعالم السيارات ، وتحديداً عام 1893 حيث ابتكر " براماه جوزيف ديبلوك " – مخترع العجلات المجنزرة البريطانى الجنسية – نظام دفع رباعى لقاطرة أثقال جديدة فى محاولة لتحسين تماسكها اثر الانزلاق المستمر على الأسطح الطينية نتيجة قطرها لحمولات كبيرة .

واستمر التطوير على هذا النظام جارياً بعد أن اثبت نجاحاً ملحوظاً ، ليتبع انطلاقة قاطرة " براماه " تجربة جديدة بأول سيارة كهربائية فى التاريخ التى صممها وبناها " فريدناند بورشه " لصالح إحدى الشركات الأوروبية عام 1899 ، حيث استعان المهندس المبدع " بورشه " بأربعة محركات كهربائية كل على عجلة مستقلة لتنطلق السيارة بأداء مذهل فى ذلك الوقت مكنها من تحطيم أرقام قياسية عدة لتثبت للمرة الثانية جدوى نظام الدفع الرباعى .

تجاريا كانت سيارة "سبايكر" أول سيارة بنظام الدفع الرباعي صنعها الأخوان الهولنديان جاكوبز و هينريك سبايكر في أمستردام وكانت في عام 1906.

ومن بعد محاولة " بورشه " وما خلفته من دعاية مدوية ، خرجت أولى سيارات الركاب العاملة بمحرك احتراق داخلى ومزودة بنظام دفع رباعى عام 1903 ، وهى سيارة سباقات من شركة سبايكر تسمى " 60 H.P " فى إشارة إلى قوة محركها سداسى الاسطوانات الرياضى ذو الـ 60 حصاناً .

واستمرت رحلة نظام الدفع الرباعى من ذلك الوقت مقتحماً السوق الأمريكية ومتسللاً إلى المعدات العسكرية أثناء الحرب العالمية الأولى بعد أن وجد قادة الحرب انه أكثر الأنظمة فعالية فى ميادين المعركة ، ومن بعد الحرب بدأت مرحلة التطور لنظام الدفع الرباعى تبلغ منحنى جديد اثر بداية صراع العمالقة الكبار على تطوير النظام واستغلاله فى السيارات بشكل مكثف .

فقبيل الحرب العالمية الثانية أمرت الحكومة الألمانية شركات السيارات الوطنية لديها بتصنيع سيارة عسكرية خفيفة ذات دفع رباعى ، مما نتج عنه سيارتين تعتبرا من بذور عالم الدفع الرباعى الحديث وهما مرسيدس – بنز G5 ، و BMW 325 واللتان تمتعتا ليس فقط بدفع رباعى دائم بل أيضاً بمنظومة توجيه رباعى لترقيه قدراتهم على المناورة فى ميدان المعركة.

وتلت تلك المحاولة ظهور أول سيارة دفع رباعى تجاريه من إنتاج شركة جيب عام 1945، ومن ثم تبعتها لاندروفر فى السبعينيات بالجيل الأول من سيارة رانج روفر والتى تمتعت وقتها بقدرات استثنائية على السير فى الطرق الوعرة ، واستمرت سيارات الدفع الرباعى تتوالى بالتركيبة الرئيسية لهذا النظام والتى توزع القوة بشكل متساوى بين محورى العجلات ، حتى جاءت سيارة جينسين FF ( شركة بريطانية مفلسة ) وأعادت تطوير النظام ليعتمد نسب مختلفة من القوة على محاور العجلات عن طريق تعديل مجموعات التروس التفاضلية للمحاور وتغيير نسب الدوران ليصل إلى العجلات الأمامية 40% من القوة مقابل 60% من القوة إلى الخلف .

وبهذا التعديل أطلقت جينسين العنان لشركات السيارات للإبداع ، حيث اعتمدت سوبارو نظام دفع رباعى يمكن تفعيله أو إيقافه فى سيارتها ليونى عام 1972 ، تبعه عدة تعديلات على النظام من قبل شركات السيارات حتى وصل أسطورة عالم الدفع الرباعى " كواترو " ، وهو النظام الذى أطلقته أودى عام 1980 فى سيارتها التى تحمل نفس الاسم واثبت تفوق كبير على كافة الأنظمة المتوفرة فى ذلك الوقت مدعوماً بما حققته أودى من انتصارات فى رياضة الرالى ، وهو النظام الذى يعد حجر الأساس فى أنظمة الدفع الرباعى المتوفرة فى عالم السيارات حتى اليوم.


لكى تتعرف على الفرق بين مسميات الدفع الرباعى وما معنى كل منهم ،عليك أولا أن تتعرف بشكل عام على طريقة عمل نظام الدفع الرباعى .

فعلى عكس أنظمة الدفع الثنائية يعمل نظام الدفع الرباعى على إرسال القوة لجهتين مختلفين أيا كان موضع تثبيت المحرك ، سواء كان فى الأمام أو المنتصف أو حتى الخلف ، فعلى سبيل المثال إن كان المحرك مثبت فى الأمام فالقوة تنتقل إلى ناقل الحركة ومنه عن طريق عمود نقل الحركة إلى منظومة الدفع الخلفية ، وفى نفس الوقت يعمل ناقل الحركة على تزويد العجلات الأمامية بالقوة .

ويختلف تركيب تلك المنظومة ومكوناتها بحسب النظام المعتمد ، ففى حالة نظام الدفع الرباعى ، وهو المسمى الذى يطلق عادة على أنظمة الدفع الرباعى الجزئية التى يمكن تفعيلها أو إيقافها بتحكم من السائق ، تعمل السيارة بكامل عجلاتها فقط وقت الحاجة ، أما أثناء القيادة العادية تستعين السيارة فقط بمحور واحد للعجلات ، وليتحقق ذلك ، يتم تزويد السيارة بمنظومة دفع للمحور الخلفى لا تكاد تختلف عن منظومة الدفع الخلفية العادية ، مع استخدام عمود نقل حركة آخر للمحور الأمامى يتصل هو الآخر بترس تفاضلى للعجلات الأمامية ، وعن طريق ذراع تعشيق داخل المقصورة أو أزرار للتحكم الالكترونى يمكن للسائق فصل وتشغيل الدفع الأمامى بجانب الخلفى للاستفادة من كامل قدرات السيارة .

أما النظام التالى والمسمى بنظام الدفع الكلى ، فهو نظام دفع رباعى يعمل طوال الوقت دون توفر إمكانية التحول للدفع الثنائى ، وهو نظام يستخدم فى عدة فئات من السيارات ، بداية من سيارات الدفع الرباعى المتوسطة والصغيرة ومروراً بسيارات السيدان وحتى الوصول إلى السيارات فائقة الأداء ، ويعتمد هذا النظام على إيصال القوة عن طريق منظومة تشبه إلى حد كبير منظومة الدفع الأمامى العادية ، حيث تعمل اذرع توصيل للحركة منبثقة من ناقل الحركة على توصيل القوة إلى العجلات الأمامية ، إضافة إلى المنظومة المعتادة للدفع الخلفى .

وعلى الرغم من ثبوت القواعد والمكونات الأساسية لأنظمة الدفع الرباعية والكلية ، إلا أن كل شركة سيارات تعتمد على منظومة خاصة بها تختلف باختلاف الاحتياجات الخاصة بالسيارة العاملة بالنظام وكذلك حسب ما لدى الشركة من فكر هندسى خاص ، إلا أن كافة الأنظمة تعمل فى محيط التصميم الذى تم توضيحه .

وتشترك كافة أنظمة الدفع الخلفية والرباعية بجزء جوهرى يعمل على إدارة حركة العجلات على المحاور الخلفية والأمامية فى بعض الأحيان ، وهو الترس التفاضلى الذى ينقل الحركة الدائرية لعمود نقل الحركة الواصل بين صندوق السرعات فى الأمام والمحور الخلفى ، ويحولها من الاتجاه الطولى للاتجاه العرضى لتصل إلى العجلات على جانبى السيارة ، وهو جزء هام من منظومة دفع السيارة


الدفع الرباعى ( 4WD / 4X4 )





يعمل نظام الدفع الرباعى على تسخير كامل قوى المحرك بين يديك لعبور أصعب الحواجز واجتياز الأسطح الوعرة بنجاح ، فكلما استطاعت سيارتك أن تلتحم بمزيد من الطريق زادت فرصتك فى إيجاد الثبات والتماسك الكافى لاجتياز العوائق كالرمال والوحل والحصى ، وكذلك بقدرة سيارتك على دفع كافة العجلات أصبح من السهل أن تتسلق الصخور وما شابه بفضل دفع اى من المحورين المرتكز على سطح أكثر استواء لباقى السيارة .

ولكن بسبب استنفاذ هذا النظام لكامل قوى المحرك لدفع العجلات الأربعة ، يستهلك نظام الدفع الرباعى معدلات مرتفعة من الوقود ويحد من سرعة السيارة اثر توزيع القوة على العجلات الأربعة بدلاً من محور واحد يستفاد من كامل قوة المحرك ، لذا ظهرت فكرة التعشيق الجزئى التى تتيح للسائق تفعيل النظام فقط فى حالة الحاجة إليه ، والاستغناء عنه أثناء القيادة على الطرق الممهدة توفيراً للوقود وللاستفادة من سرعة السيارة .

ويتميز نظام الدفع الرباعى بقدرته الرائعة على التعامل مع كافة الأسطح والأجواء ، بداية من رمال والوحل وحتى الطرق الاسفلتية المبتلة ، وكذلك صعود المرتفعات وقطر الأوزان الثقيلة ، وهى مميزات ينفرد بها وسط أنظمة الدفع الأخرى .

إلا أن هذا النظام يعانى من عدة مشكلات ، أهمها السعر المرتفع للسيارات المجهزة لهذا النظام بفضل مكوناته الأكثر تعقيداً والتى تعادل منظومتى دفع مختلفتين ، إضافة إلى صعوبة صيانته وتكلفتها المرتفعة ، وكذلك استهلاكه المرتفع للوقود بفعل الوزن المكتسب من مكونات النظام والذى يزيد من وزن السيارة بشكل ملحوظ مقارنة بأنظمة الدفع الثنائية ، وهو ما يجعل هذا النظام حل عملى مكلف يمكن تجاهل عيوبه فى حالة الحاجة إليه ولا يرشح اختياره فى حالة ندرة استخدامه .


الدفع الكلى ( AWD )




يعتبر نظام الدفع الكلى احد أكثر أنظمة الدفع تشعباً وإثارة للإعجاب فى عالم السيارات ، فهو نظام لا يمكن وصفه بكلمات محددة أو وضعه تحت تصنيف واحد ، فما بين السيارات الرياضية والعائلية والفاخرة ومتعددة المهام يجد هذا النظام مكانه المناسب ليعمل بكفاءة ملبياً كافة الاحتياجات .

ففى السيارات العائلية والفاخرة يوفر هذا النظام تحكم معزز فى السيارة أثناء القيادة الحادة وعلى الأسطح الزلقة ليضيف مزيد من الأمان والتحكم إلى تجربة القيادة ، فهو يعمل على إرسال القوة إلى العجلة الأكثر تماسكاً فى تناغم هندسى رائع مع أنظمة الثبات الالكترونية ، مما يجعله اختيار الكثيرين من سائقى السيارات حول العالم طمعاً فى تلك المميزات خاصة فى بعض المناطق الشهيرة بالأمطار والثلوج والتى يصعب القيادة فيها بدون هذا النظام .

وفى السيارات الرياضية يأتى نظام الدفع الكلى بعقلية محترفة تعمل على إرسال القدر الكافى من القوة إلى العجلات الخلفية كى يحظى السائق بمتعة تراقص مؤخرة السيارة ، إضافة إلى تعزيز السيارة فى المنعطفات وعلى السرعات المرتفعة لتحسين قدراتها وتماسكها على الطريق مما يمنح تلك السيارات تفوقاً واضح على المنافسين ، وإضافة إلى ذلك يعتبر هذا النظام هو الأفضل فى عملية التسارع من الثبات فى السيارات المزودة بمحركات قوية مما يجعله بعدما وصل إليه من تطور كبير الخيار الأول لمحبى السيارات الرياضية .

وأخيرا فى السيارات المتعددة المهام ، حيث السائقين محبى التحكم الالكترونى والذين لا يشغلون بالاً لكيفية التعامل مع أنظمة الدفع الرباعى ويفضلون نظام أوتوماتيكى يتحكم فى كل شئ ، وهو ما يوفره نظام الدفع الكلى الذى يعمل على إرسال القوة إلى العجلات المناسبة مساعدتك فى الوصول إلى غايتك دون أن يشغل بالك باتخاذ أيه قرارات .

وتظل عيوب منظومة الدفع الكلى متماثلة مع عيوب منظومة الدفع الرباعى من حيث تكلفة الشراء والتشغيل وزيادة وزن السيارة ورفع معدلات استهلاك الوقود .

نظام الدفع الرباعي حاليا أصبح متطورا بشكل كبير عما بدأ عليه، حيث أصبحت معظم مركبات الدفع الرباعي الحديثة مزودة بأجهزة تحكم إلكترونية تجعل من استخدامها سهلا وممتعا.






مواصفات سيارات الدفع الرباعي

تمتاز سيارات الدفع الرباعي عن السيارات العادية بقدرتها على السير في الطرق الوعرة مما يضفي على السائق المتعة والمغامرة كما توفر له الخصوصية بالابتعاد عن ألاماكن المزدحمة بالناس وأصبح حب وامتلاك سيارات الدفع الرباعي غاية عند كثير من الناس لقضاء نهاية أسبوع جميلة في البروالجبال


ومهما كانت قوة وكفاءة بعض سيارات الدفع الرباعي فلا تزال سيارات ولها قدرات معينة يجب الإلمام بها بحكم التجربة والخبرة في القيادة على الطرق الوعرة

أهم شيئ يجب الإلمام به هو معرفة قدرات السيارة وعيوبها لتتمكن من المحافظة عليها فكسر قطعة في الجيربكس أو الدفرنشات تجربة سيئة للسائق خصوصا إذا كان وحيدا في مكان بعيد عن منطقة الإسعاف والنجدة.

الفروقات التي قي سيارات الدفع الرباعي تقريبا الكل يعرفها ففيها دفرنشين في ألمقدمه للعجلات الأمامية وفي الخلف للعجلات الخلفية كلمة دفرنش خطأ والصواب هو محورين لان معنى كلمة دفرنش تعني البطيخة التي في وسط المحور، فيبعض السيارات يوجد ثلاثة دفرنشات التي تراها في الأمام والخلف وأخر لا تراه في وسطالسيارة في علبة التروس مهمته توزيع القوة بين المحور الأمامي والخلفي.

مهمة الدفرنش التالي تخيل انك قمت بالسير في دائرة بالسيارة سترسم عجلات السيارة دائرتين دائرة صغيرة تحيط بها دائرة كبيرة ستلاحظ بالطبع انخطوط الدائرة الكبيرة أطول من الدائرة الصغيرة هذا يعني ان العجلات التي رسمت الدائرة الكبير مشت أكثر من العجلات التي رسمت الدائرة الصغيرة هذا هو دور الدفرنش يمكن عجلة للسير بسرعة تختلف عن العجلة الأخرى التي تقابله لذلك تستطيع السيارة انتلف يمين وشمال بسهولة ألان تخيل ان المحور لا يوجد به دفرنش وانه متصل ببعض مباشرة وحاولت تلف ، لن تلف السيارة لعدم توفر تفاوت في السرعة بين العجلات.

الدفرنش

هذا هو عمل الدفرنش توزيع القوة بين العجلات فإذا كانت القوة مثلا 100 % يستطيع الدفرنش ان يوزع هذه القوة بين العجلات على سبيل المثال اليمين 60% واليسار 40% إذا كانت السيارة تلف إلى اليسار وهكذا تختلف النسبة بمقدارقوة اللفه وإذا سارت السيارة في خط مستقيم تكون القوة موزعة بالتساوي بين العجلات 50% لكل عجلة.

إذا كانت السيارة دفع رباعي فيوجد احتمال كبير ان يكون هناك دفرنش في الوسط لنفس الغرض توزيع القوة بين الأمام والخلف 50% لكل طرف من السيارةهذا يعني ان القوة موزعة بين العجلات إذا كانت السيارة تسير في خط مستقيم بدون عوائق 25% لكل عجلة.

الدفرنش المحدود الانزلاق

افرض انك تقود سيارة عادية وغرزت ستلاحظ ان احد العجلتين هى التي غرزت وهي التي تدور بينما الأخرى لا تدور ماذا حدث ؟ الجهة التي لا تدور على ارض صلبة نوعا ما بينما الأخرى على ارض زلقة بسبب الرمل أو الطين أو أي شيئ أخر ،ما يجعل العجلة تدور على الفاضي و الاخرى لا تدور هو الدفرنش فقد حول القوة إلى اخف عبأ يقع علية إلى العجلة السهلة التدوير التي تنزلق بالتراب أو الطين أو الثلج

لعلاج هذه الحالة قام المهندسين بتصميم الدفرنش بطريقة تجعله اصلب شوية عند توزيع القوة بين العجلات وليس بالسهولة المعتادة في محاولة لجعل القوة بين العجلات متساوية 50% لكل إطار حتى لو غرز إطار يحاول الثاني إخراج السيارة هذا الدفرنش اسمه أو بالأحرى صفته دفرنش محدود الانزلاق limited slip differential بعد تعقد الأمور ودخول الكمبيوتر إلى جهاز الجير بكس اصبحت هذه الحالة تعالج آليا فإذا أحسن الكمبيوتر ان عجلة تدور أكثر من الاخرى كما في التغريز فأنه يحول القوة إلى العجلات الثابتة.

هناك بعض التصاميم القديمة إذا شبكت الدبل تفحط الأربعة عجلات فاضي مليان لان القوة موزعة على كل العجلات مهما كانت الظروف وهذا التصميم بهبعض الخشونة عند الاستعمال ، بعد دخول الدفرنش بشكل كبير تم تطوير الأداء لتوزيع القوة على كل العجلات مما تسبب في مشاكل التغريز حتى في سيارات الدفع الرباعي إذاعلقت عجلة واحدة وتم معالجة هذه المشكلة بالكمبيوتر لكن على حساب الصيانة والتكاليف يعني الأقدم ارخص وأسهل وأحسن في الصيانة لأنك لا تحتاج إلى جهاز كشف وخلافة واقرب ورشة ممكن تساعدك بالذات في المناطق النائية والبعيدة ناهيك عن توفر قطع الغيار.

ألهب لك

بعد دخول الدفرنش إلى الجهة الأمامية من السيارة لتصبح رباعية الدفع تبين ان السيارة تستعمل على الطرق العادية لمدة طويلة دون الحاجة إلى الدفع الرباعي ولتخفيف العبأ على الدفرنش الأمامي تم تزويده بمفتاح ذو وضعيين حر وقفل بذلك أصبح بإمكانية العجلات الأمامية ومكونات الدفرنش ان تدور دون عوائق وبحرية عند وضعه على الحر أو قفل عند الحاجة إلى الدفع الرباعي ، وهكذا كل ما احتجتإلى الدفع الرباعي تنزل من السيارة وسط الطين بملابسك النظيفة لقفل المفتاح ، لماتبين ان هذا التصميم غير مناسب حيث ينزل السائق لقفل الدفرنش كل ما احتاج إليه تمتصميم القفل الآلي الذي يفصل مجموعة الدفرنش الأمامية عند فصل الدبل ويشبك آليا عندشبكة دون الحاجة للنزول من السيارة.

الفل تايم

هكذا جرت التصميمات كل سيارة دفع رباعي فيها عصاية للدبل إذا احتجته تشبكه وتختلف عملية الشبك بعض التصاميم لازم توقف السيارة وتشبك الدبل وبعض التصاميم الاخرى تشبك في أي وضع دون مشاكل وتطورت الأوضاع إلى ظهر تصميم الفل تايم فل يعني مستمر و تايم يعني وقت أي الدبل المستمر ليس له عصاية شبك وفصل فمن أساس التصميم انه يعمل طوال الوقت وزادت في بعض التصاميم للفل تايم عصاية لإعطاءالسيارة القدرة للخروج من حفرة أو تغريز وانتشر هذا التصميم بحيث لم يعد يهم السائق رمال أو غيرة وأصبحت القيادة أكثر متعة.


الدفع الرابعي الجزئي:

هذا نوع جديد من السيارات ذات الحجم الكبير ( فورد إكسبلورر - نيسان موران - جيب هوندا ... إلخ) أو الصغير ( أودي TT - سكايلاين - بورش - سوبارو- .... إلخ)

سبب التصنيع بدفع رباعي هو التماسك على الطريق خاصة في المنعطفات أو الأجواء الماطرة أو الثلجية . فتخيل سيارة في منعطف بدفع خلفي والشارع كان ماطر .. هذا سيجعل السيارة تنزلق من الخلف. أما لو كانت الكفراتالأربعة هي ما يحرك السيارة .. فستكون أرسى ونسبة الإنزلاق معدوم نسبيا .

المقصود بالجزئي هو أن هناك كمبيوتر يراقب حركة الكفرات وسرعتها .. بمعنى أنه غالبا يكون دفع خلفي فقط .. أو أمامي فقط ( حسب تصميم السيارة ) فإذا ما وجد الكمبيوتر أن سرعة الإطارات الأمامية قد إختلفت عن الخلفية .. تجده يشغل نظام القفل بين المحاور الأربعة ليعطي السيارة ثباتا أفضل. أي أنه يعمل 2X4 و 4X4