آشنایی با سیستم هدایت گشتاور Torque Vectoring

هدایت گشتاور سیستمی است که به خودروها اجازه می‌دهد تا میزان نیروی رسیده به چرخ‌ها را کنترل کند. این سیستم به منظور بهبود هندلینگ، پایداری و عملکرد خودرو طراحی شده و هر روز بیشتر از دیروز در محصولات روز جهانی نصب می‌شود.

به زبان ساده، سیستم هدایت گشتاور باعث می‌شود خودرو گشتاور وارده به چرخ یا اکسل را به منظور بهبود عملکرد، چسبندگی، هندلینگ و پایداری کنترل نماید. با کاهش نیرو یا فرستادن آن به چرخی خاص شما می‌توانید وزن خودرو را روی بخش متفاوتی انتقال داده و چسبندگی را افزایش دهید. برای مثال پیش از رسیدن به یک پیچ، این سیستم وزن خودرو را روی لاستیک‌های جلو می‌اندازد تا چسبندگی موردنیاز برای عبور از پیچ تأمین شود؛ اما گاهی اوقات وزن و قدرت خودرو باید به چرخ‌های دیگر انتقال یابد تا پایداری و کنترل بهبود یابد. این سیستم‌های هدایت گشتاوری دقیقاً همین کار را انجام می‌دهند اما بسته به نوع خودرو عملکرد آن‌ها کاملاً متفاوت است.

• دیفرانسیل عقب

خودروهای دیفرانسیل عقب معمولاً از دیفرانسیل لغزش محدود برای کنترل میزان گشتاور ورودی به چرخ استفاده می‌کنند. این دیفرانسیل‌ها می‌توانند به‌صورت مکانیکی یا الکترونیکی کنترل شوند. لکسس RC F می‌تواند به این سیستم یا سیستمی دیگر مجهز شود. در یک پیچ، دیفرانسیل لغزش محدود مکانیکی قدرت را تنها بین چرخ‌های عقب تقسیم می‌کند بنابراین چرخ بیرونی که فاصله بیشتری را طی می‌کند گشتاور بیشتری دریافت خواهد کرد. در دیفرانسیلی با هدایت گشتاور الکترونیکی، کامپیوتر دارای موتورهای الکترونیکی و فعال‌کننده‌هایی بوده که فشار لازم را به کلاچ‌های چند صفحه‌ای وارد کرده و این امر باعث کنترل بیشتر بر روی توزیع گشتاور نسبت به دیفرانسیل لغزش محدود استاندارد می‌شود.

دیگر خودروها از طریق ترمزها از هدایت گشتاوری بهره می‌برند. تمامی خودروهای مرسدس با سیستمی به نام ESP یا برنامه پایداری الکترونیکی عرضه می‌شوند. این سیستم ایمنی زمان کم فرمانی (زمانی که چرخ پیچیده اما خودرو هنوز هم به دلیل نبود کشش مسیر مستقیم را طی می‌کند) را تشخیص می‌دهد. بجای فرستادن گشتاور به چرخ‌های عقب، این خودروها گشتاور ورودی به چرخ داخلی را از طریق ترمز محدود کرده و باعث می‌شوند چسبندگی بیشتری به دست آمده و خودرو در پیست به حرکت خود ادامه دهد.

• دیفرانسیل جلو

خودروهای دیفرانسیل جلو نیز از هدایت گشتاوری بهره برده و آن‌ها نیز از این سیستم برای کاهش کم فرمانی استفاده می‌کنند. در اکثر خودروها نظیر فورد فوکوس یا مرسدس بنز CLA، این سیستم‌ها از ترمز برای چرخ داخلی استفاده کرده درحالی‌که گشتاور را به چرخ بیرونی می‌فرستند تا به گردش خودرو در پیچ کمک شود. در جدیدترین محصولات مزدا، سیستم هدایت گشتاوری برای انتقال وزن جلوی خودرو و بهبود پاسخ فرمان و هندلینگ بکار رفته است.

• چهار چرخ محرک

زمانی که از سیستم هدایت گشتاوری به میان می‌آید اکثراً خودروهای چهار چرخ محرک به میان می‌آیند. سیستم چهار چرخ محرک برای بهبود پایدار و کشش طراحی شده‌اند اما می‌توانند به دلیل چرخ‌های محرک و وزن بیشتر تأثیر منفی روی مصرف سوخت داشته باشند. به عنوان نتیجه، هدایت گشتاور سیستمی مهمی برای اطمینان از این موضوع است که گشتاور پیشرانه تلف نشده و به چرخی که گشتاور را نیاز ندارد منتقل نمی‌شود.

به منظور کاهش مصرف سوخت، اکثر خودروسازان از سیستم‌های چهار چرخ محرک پاره وقتی استفاده می‌کنند که به‌طور معمول یکی از اکسل‌های خودرو را به تحرک وا داشته و در زمانی که سطحی لیز و خیس یا نیاز به چسبندگی بیشتر احساس شود تمامی چرخ‌ها به حرکت درمی‌آیند. گاهی اوقات خودرو از مسیر منحرف می‌شود. در این زمان سیستم چهار چرخ محرک وارد شده و میل‌لنگ دیگری را درگیر کرده و از گشتاور پیشرانه برای حرکت اکسل دیگر بهره می‌برد. اگر خودرو هنوز در حال انحراف باشد این سیستم از ترمزها بر روی هر چرخ استفاده می‌کند تا کنترل بهتری روی انتقال گشتاور داشته باشد. این موضوع را در خودروهای دیفرانسیل جلو و عقب توضیح دادیم.

البته سیستم‌های هدایت گشتاور پیشرفته‌تری نیز وجود دارند. میتسوبیشی عموماً به خاطر داشتن یکی از اولین سیستم‌های چهار چرخ محرک هدایت گشتاوری خود شناخته شده که سابقه آن به اواسط دهه ۹۰ میلادی و خودروی لنسر اوولوشن بازمی‌گردد. این سیستم که کنترل تمام چرخ سوپر S-AWC خوانده می‌شود از سیستمی بنام کنترل انحراف فعال برای انتقال قدرت بین چرخ‌های عقب استفاده می‌کند. به منظور کمک به تشخیص اینکه چه میزانی از قدرت باید به اکسل‌های جلو و عقب منتقل شود، این سیستم از چیزی بنام دیفرانسیل مرکزی استفاده کرده و نهایتاً یک سیستم کنترل پایداری وجود دارد که می‌تواند از ترمز روی هر چرخ در زمان نیاز سود ببرد. در میتسوبیشی اوت لندر GT S-AWC، این سیستم از دیفرانسیل جلوی فعال بجای دیفرانسیل عقب استفاده کرده و اکسل عقب را با کوپلینگی الکترونیکی کنترل می‌کند.

اگرچه لنسر اوولوشن یک خودروی رالی با سیستم چهار چرخ محرک مناسب مسیرهای آفرود با سرعت بالا بود اما اوت لندر یک کراس اوور خانوادگی بوده بنابراین سیستم بکار رفته در آن بیشتر روی پایداری در شرایط خشن تمرکز داشته است. سیستم میتسوبیشی همچنین عملکرد دوستدار محیط زیستی نیز داشته زیرا باعث می‌شود همانند مدلی دیفرانسیل جلو عمل کرده و به کاهش مصرف سوخت کمک کند.

روش یاد شده تنها متد بکار رفته برای هدایت گشتاور نیست. آکورا نیز تنظیمات مشابهی را در خودروهای مجهز به سیستم چهار چرخ محرک سوپر هندلینگ SH-AWD خود بکار گرفته است. این سیستم که اولین بار در آکورا RL 2005 بکار رفته همیشه فعال بوده و سرعت خودرو و چرخ، زاویه فرمان، میزان انحراف و نیروی جی جانبی را اندازه‌گیری کرده و به‌صورت خودکار گشتاور موردنیاز را به چرخ‌ها می‌رساند. سیستم آکورا در محبوب‌ترین محصول کمپانی یعنی MDX نود درصد نیروی پیشرانه را به چرخ‌های جلو می‌فرستد. زیر زمان شتاب گیری سنگین، این سیستم متوجه انتقال وزن خودرو به عقب شده و با فرستادن ۴۵ درصد نیرو به چرخ‌های عقب از مزیت این کشش استفاده می‌کند. زمانی که خودرو به پیچ برسد، سیستم آکورا ۷۰ درصد گشتاور مؤثر را به بخش عقب فرستاده و می‌تواند تمامی آن را به چرخ بیرونی که وزن و کشش بیشتری دارد برساند. برخلاف سیستم S-AWC میتسوبیشی، سیستم SH-AWD آکورا فاقد دیفرانسیل مرکزی بوده و گشتاور را بر مبنای وزن و کشش موردنیاز بین چرخ‌ها تقسیم می‌کند.

• خودروهای هیبریدی

اگر خریداران همچنان به دنبال خودروهای تمام چرخ محرک باشند و البته مصرف سوخت عالی را هم بخواهند شاید یک محصول هیبریدی گزینه مناسبی باشد. این خودروها نیز دارای توانایی‌های هدایت گشتاوری بوده و شاید از پیشرفته‌ترین نوع این سیستم‌ها بهره‌مند باشند. در برخی خودروها نظیر آکورا MDX اسپورت هیبرید SH-AWD که دارای قوای محرکه هیبریدی با سه پیشرانه الکتریکی است، دو چرخ عقب از یک پیشرانه الکتریکی نیرو می‌گیرند. به عنوان نتیجه، در زمان عبور از پیچ خودرو نمی‌تواند فقط گشتاور آنی را به چرخ‌های عقب بفرستد اما این توانایی را دارد که از ترمز احیا شونده در چرخ‌های جلو بهره ببرد و نوعی از درگ را ایجاد کند و انرژی را به باتری‌ها بازگرداند؛ بنابراین علاوه بر تهیه انرژی بیشتر برای خودرو، به ادامه مسیر نیز کمک می‌کند.

هدایت گشتاور هم‌اکنون تقریباً در تمامی انواع خودروها از سدان های کامپکت گرفته تا کراس اوورها و مدل‌های اسپورت دیده می‌شود. این سیستم همچنین می‌تواند انواع مختلفی داشته باشد. هر خودروسازی سیستم مخصوص خود برای افزایش کشش را داشته اما تمامی آن‌ها برای انجام وظیفه‌ای یکسان طراحی شده که همان فرستادن گشتاور به چرخ‌ها برای استفاده بهینه از قدرت پیشرانه و در عین حال ایجاد هندلینگی ایمن و پیش‌بینی پذیر می‌باشد.

منبع: autoguide