بهبود توانایی حرکتی یا عملکرد خودرو موضوع بسیار مهمی به‌شمار می‌رود که شاید ساده‌ترین راه‌حل برای آن چهارچرخ‌محرک بودن خودرو باشد. به‌عبارت دیگر از لحظه شروع حرکت تا زمان توقف کامل یک خودرو، سیستم انتقال قدرت به‌صورت دقیق و محاسبه‌شده ایفای نقش می‌کند.
یکی از مجموعه‌های این سیستم با نام دیفرانسیل از مهم‌ترین بخش‌های زنجیره تکامل حرکتی خودرو به‌حساب می‌آید که عمل تقسیم قدرت را میان چرخ‌های خودرو برعهده دارد. فلسفه حرکت خودرو بر این اساس است که یک محور دارای نیروی مستقیم از پیشرانه بوده (چرخ‌های محرک) و محور دیگر با در نظر داشتن نوع ساختار چرخ به‌اجبار به‌گردش در آمده و خودرو را به‌شکل منظمی به‌حرکت در می‌آورد.
از آن‌جا که پرفورمنس یا عملکرد خودرو رابطه مستقیمی با توانایی حرکتی آن دارد، برهمین اساس مهندسان مکانیک برای بهبود این موضوع، شکل مرسوم و متداول دوچرخ‌محرک را به‌چهارچرخ‌محرک تبدیل کردند. خودروسازان مطرح هر یک با توسعه و تمرکز بر این بخش، تکنولوژی‌هایی را ارائه کرده‌اند که اگر بخواهیم به‌صورت کاملا دقیق آن‌ها را توضیح بدهیم، به‌فضایی بیش از یک مقاله نیاز است.
در ادامه به‌صورت مختصر، به‌تکنولوژی‌های جدیدی که از سوی کمپانی‌های مطرح در این زمینه معرفی شده‌اند، خواهیم پرداخت.
مفهوم چهارچرخ‌محرک
پیش از این‌که به‌اصل موضوع بپردازیم، باید گفت میان علاقه‌مندان به‌خودرو و اغلب نویسندگان، واژه متحرک برای تفهیم دیفرانسیل خودرو رواج دارد. مهندسان مکانیک محوری را که نیروی مستقیم پیشرانه به‌واسطه سیستم انتقال قدرت به‌آن منتقل می‌شود محور محرک یا همان محوری معرفی می‌کنند که دارای دیفرانسیل است.
ایده چهارچرخ‌محرک یا دودیفرانسیل پیشینه‌ای طولانی دارد و به اوایل سال 1900 میلادی برمی‌گردد. با توجه به‌تکامل بدنه خودرو در طول زمان، ایجاد آیرودینامیک بهتر و ابداع پیشرانه‌های قدرتمند، مهندسان مکانیک تصمیم گرفتند عملکرد حرکتی خودرو را بهبود بخشند. دو محور محرک یکی از راه‌هایی بود که مهندسان را به‌هدفشان نزدیک‌تر می‌کرد.
خودروهای اس‌یووی و اغلب پیکاپ‌ها باتوجه به‌ماهیت طراحی و عملکردشان، چنین ساختاری را بیشتر می‌طلبند. البته این موضوع به‌معنای به‌کارگیری چنین ساختاری تنها در این دسته از خودروها نیست؛ بلکه برای بهبود پرفورمنس و همچنین بهبود توانایی‌های حرکتی خودرو، دو دیفرانسیل‌ها تقریبا به‌شکل گسترده‌ای در تمام کلاس‌های خودرو متناسب با نوع کاربری که دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
(کواترو Quattro)؛ سیستم چهارچرخ‌محرک آئودی
سامانه چهارچرخ‌محرک کواترو، یکی از کم‌نظیرترین سیستم‌های انتقال قدرتی است که تاکنون در صنعت‌خودرو مورد استفاده قرار گرفته است. سامانه کواترو می‌تواند مدل‌های مختلفی از رانندگی را ایجاد کند.
در این مدل از سیستم انتقال قدرت، شاهد ساختار جمع‌وجوری هستیم. در این سیستم، پیشرانه در جلو و به‌صورت عرضی نصب می‌شود و سیستم انتقال قدرت مانند گیربکس، دیفرانسیل و گاردان در امتداد آن طراحی می‌شوند. در مدل‌هایی که پیشرانه در بخش جلو نصب شده باشد، گیربکس در بخش جلو قرار گرفته و یک کلاچ چندصفحه‌ای با کنترل الکترونیکی نیز تعبیه می‌شود تا به‌وسیله میل‌گاردان چندتکه‌ای، قدرت تولیدشده به‌مرکزیت دیفرانسیل عقب برسد.
این نوع ساختار برای سوپراسپرت آئودی یعنی R8 متفاوت بوده؛ چراکه پیشرانه در وسط تعبیه شده و کلاچ چندصفحه‌ای مخصوص واحد توزیع‌کننده گشتاور و نیرو میان محورها در همان نقطه قرار گرفته تا با استفاده از میل‌گاردان فرآیند انتقال قدرت و گشتاور به‌چرخ‌های جلو انجام شود. همچنین یک سامانه مدیریت توزیع کنترل میزان نیروی وارده به‌محورها نیز طراحی شده تا میزان نیروی توزیع‌شده بین دو محور جلو و عقب همواره نسبت 40 به60 داشته باشد. این فناوری که 35 سال است توسط مهندسان آئودی توسعه یافته و به‌کار گرفته می‌شود، در نسل جدیدش از یک مدیریت کنترل گشتاور الکترونیکی و دیفرانسیلی مجهز به‌سیستم لغزش محدود LSD برخوردار است.
درشرایط دینامیکی خاص (مانند مسیرهایی که ناهمواری‌های بسیاری دارند)، نیرو و گشتاور صرفا به‌یک محور وارد شده و درصد کمتری از نیرو به‌محور دیگر انتقال پیدا می‌کند تا خودرو به‌راحتی به‌مسیر خود ادامه دهد. این نوع دیفرانسیل را دیفرانسیل اسپرت می‌نامند و درمحصولات عملکردی این کمپانی یعنی RS7 اسپرت‌بک، RS6 اونت، RS Q8 و... به‌کار گرفته شده است.
xDrive-M xDrive؛ تمام چرخ‌ها محرک ب‌ام‌و
بی‌شک اسپرت‌دوستان سیستم xDrive ب‌ام‌و را بیشتر می‌پسندند. در این سیستم منحصربه‌فرد باواریایی‌ها، تا سال 2013 ضعف‌های بسیاری وجود داشت؛ اما در مدل‌های جدید که پس از سال 2017 رونمایی شد، نسل پیشرفته‌تر و هوشمندتری از این سیستم چهارچرخ‌محرک معرفی شد که از عملکرد بهتر و دقیق‌تری درمقایسه با دیگر محصولات ب‌ام‌و برخوردار بود. در خودروهایی که از پیشرانه‌های نسبتا پرتوانی برخوردارند، از سیستم xDrive همراه با سامانه هوشمند کنترل الکترونیکی دیفرانسیل ام استفاده می‌شود.
این نوع سیستم انتقال قدرت در زمان به‌وجود آمدن لغزش با هماهنگی سیستم کنترل کشش دینامیکی مانع از هرز چرخیدن چرخ‌ها شده و این عامل سبب پایداری بالاتر و همچنین پرفورمنس بهتری برای خودرو می‌شود. M xDrive که درمحصولات عملکردی و اسپرت‌تر این کمپانی (یعنی خانواده ام) استفاده می‌شود، همان ساختار را حفظ کرده؛ با این تفاوت که با ام دیفرانسیل فعال هماهنگ شده است.
منظور از ام دیفرانسیل فعال، همان دیفرانسیل با لغزش محدود LSD بوده که با منطبق شدن با سیستم کنترل پایداری دینامیکی، سطح بالایی از عملکرد و پایداری را به‌نمایش می‌گذارد. این سیستم به‌صورت پیش‌فرض، محور محرک عقب یعنی دیفرانسیل عقب RWD را فعال ساخته و با تغییر در وضعیت رانندگی مانند اسپرت و اسپرت‌پلاس، مقدار سرعت گردش گاردان به‌نسبت توزیع نیرو متغیر می‌شود. همچنین با توجه به‌ترنسفرکیس و کنترل الکترونیکی کلاچ‌های چندصفحه‌ای مطابق پارامترهای محاسبه‌شده و با هماهنگی با دیفرانسیل ام فعال، قدرت در هر دو چرخ عقب تقسیم می‌شود.
در حالتی که سیستم کنترل پایداری دینامیکی، لغزش بیشتری را گزارش دهد، محور جلو نیز فعال شده و خودرو به 4WD تبدیل می‌شود. گشتاور و نیروی وارده به‌چرخ‌ها مدیریت‌شده بوده و هر کدام مطابق شرایط، نیرو را برای بهبود حرکت به‌سطح وارد می‌کنند. با توجه به‌اصلاحاتی که در بخش طراحی دیفرانسیل و گاردان انجام شده، مدیریت الکترونیکی توزیع نیرو، عملکرد بهتری نسبت به‌نسل قبل از خود دارد. با وجود اطلاعاتی که از سیستم کنترل هرزگردی به ECU داده می‌شود، در بدترین شرایط حرکتی، این خودروها مانند خودروهای آفرود با توجه به‌نوع گردش چرخ‌ها عمل می‌کند. همچنین با فعال شدن هر یک از وضعیت‌های اکو پرو، کامفورت (راحتی)، اسپرت و اسپرت‌پلاس دیفرانسیل خود را منطبق با این حالت‌ها ساخته تا بهترین وضعیت حرکت دینامیکی را به‌وجود آورد.
4MATIC+-4MATIC؛ تمام چرخ‌ها محرک بنز
اگر بخواهیم تجربه رانندگی با محصولات جدید مرسدس‌بنز را به‌اشتراک بگذاریم، باید اذعان کرد که محصولات بسیار هوشمندانه بوده و رانندگی با محصولاتی همچون CLA45 S AMG بسیار مدیریت‌شده و تحت‌کنترل است؛ البته این موضوع تا قبل از فعال کردن حالت اسپرت صادق است. سیستم فورماتیک مرسدس‌بنز یک فناوری منحصربه‌فرد است که در زمینه سیستم‌های انتقال قدرت معرفی می‌شود.
در نخستین نسخه از سیستم فورماتیک، یک دیفرانسیل مرکزی با کنترل الکترونیکی وجود داشت تا نیرو و گشتاور را میان دو محور جلو و عقب تقسیم کند. اما در تکنولوژی جدید و پیشرفته این سیستم که با نام فورماتیک پلاس شناخته می‌شود، این سیستم نیز همانند رقبای خود از سیستم لغزش محدود و قفل دیفرانسیل الکترونیکی استفاده می‌کند تا عملکرد بهتری را از خود به‌نمایش بگذارد.
درواقع فورماتیک پلاس، تجربه‌رانندگی پویاتر و کامل‌تری را از یک خودرو دو دیفرانسیل به‌شما ارائه می‌دهد. سیستم کنترل گشتاور AMG در محور عقب تعبیه شده تا بتوان قدرت را به‌صورت کاملا متغیر میان چرخ‌ها توزیع کرد؛ به‌این صورت که به‌صورت انتخابی می‌توان قدرت را میان دو چرخ عقب تقسیم کرد. بسته به‌حالت رانندگی، میزان کشش به‌طور جداگانه‌ای در هر دو چرخ عقب انجام می‌شود که نتیجه آن کشش مطلوب و پایداری بالا در هنگام مانورهای شدید است. هرچند که این خودروها هم در حالت اسپرت، مانند یک خودرو مسابقه‌ای عمل کرده و خیابان را به‌پیست تبدیل می‌کنند.
این بهترین راه‌حل برای دریفیت نیز خواهد بود؛ در مدل‌های استاندارد حالت S و در مدل‌های فوق عملکردی و اسپرت، سیستم دینامیک پلاس AMG بالاترین میزان گشتاور و نیروی انتقالی چرخ‌ها را با انتخاب حالت RACE در اختیار شما قرار می‌دهند تا شتاب سریع‌تری تجربه را کنید. همچنین این حالت، هیجان بالای رانندگی بدون سیستم کنترل پایداری الکترونیکی ESP را ایجاد می‌کند که تمام ماشین‌بازهای حرفه‌ای به‌آن علاقه دارند.
4RM؛ دو محور محرک فراری
سوپراسپرت‌ساز ایتالیایی برای خودروهای با عملکرد بالای خود سیستم دو محور محرک یا همان هر چهارچرخ محرک با نام 4RM را معرفی کرده است. از آن‌جا که سوپراسپرت‌های فراری دارای ساختار پیشرانه میانه هستند، سیستم انتقال قدرت آن‌ها نیز باید به‌گونه‌ای باشد که بتواند عملکرد حرکتی آن‌ها را بهبود بخشد.
بر این اساس گیربکس در قسمت عقب خودرو تعبیه شده تا باتوجه به‌گاردان سه‌تکه‌ای یا اغلب چندتکه‌ای، توزیع قدرت و گشتاور به‌محور جلو نیز انجام شود.
مهندسان فراری برای عملکرد بهتر در زمان انتقال نیرو و گشتاور به‌چرخ‌ها، یک سیستم کنترل الکترونیکی در موازات انتقال نیرو تعبیه کرده‌اند. به‌عبارت دیگر ترنسفرکیس (قطعه‌ای که به‌صورت یکنواخت میزان گشتاور نیرو را تقسیم می‌کند) با مکانیزمی الکترونیکی تعبیه شده تا عملکرد خودرو را بهبود بخشد.
چرخ‌دنده‌های داخلی دیفرانسیل اصلاح شده و با وجود ترنسفرکیس الکترونیکی، انتقال قدرت و گشتاور میان چرخ‌ها به‌صورت یکنواخت و کاملا مجزا انجام می‌شود. از سوی دیگر این مکانیزم الکترونیکی با سیستم کنترل کشش هماهنگ شده تا مانع از هرزگردی چرخ‌ها شود. این فرآیند با استفاده از متغیر ساختن انتقال گشتاور و نیروی تولیدی به‌چرخ‌ها امکان‌پذیر است. نمونه پیشرفته این سیستم در مدل FF مورد استفاده قرار گرفته است که با وجود سنسورهای چرخ‌ها، عملکرد سیستم کنترل کشش و ترنسفرکیس الکترونیکی، بهترین حالت انتقال نیرو در حرکت را به‌وجود می‌آورد.
