خودرو‌ی دیفرانسیل جلو بهتر است یا خودرو‌ی دیفرانسیل عقب؟

به گزارش سایت خبری ساعدنیوز، دیفرانسیل یک قطعه مکانیکی است که نیروی موتور را به چرخ های محرک خودرو منتقل کرده و به هر کدام از چرخ های محور محرک خودرو اجازه می دهد تا در صورت نیاز با دور متفاوتی نسبت به سایر چرخ ها به چرخش درآید.

تمامی خودروهایی که تاکنون تولید شده اند با توجه به نیاز بازار و هدف سازنده خود، از محورهای محرک متفاوتی برخوردار هستند؛ برخی از آن ها به صورت دیفرانسیل عقب (RWD)، برخی دیگر از نوع دیفرانسیل جلو (FWD) یا حتی بعضی به صورت چهار چرخ محرک (AWD/4WD) هستند.

خودروهای دیفرانسیل جلو از عمومیت بیشتری برخوردار بوده و در یک مقیاس کلی نسبت به انواع دیفرانسیل عقب حجم تولید بیشتری را در کارخانه های خودروسازی سراسر دنیا به خود اختصاص داده اند؛ حتی هزینه تولید آن ها نیز نسبت به ماشین های دیفرانسیل عقب بسیار کمتر است، اما خودروهای دیفرانسیل عقب نیز از مزایای فراوانی برخوردار هستند و طرفداران بسیاری دارند. در این مطلب مزایا و معایب خودروهای دیفرانسیل عقب و جلو آورده شده است.

مفهوم دیفرانسیل جلو و عقب :

در خودروهای دیفرانسل جلو مجموعه­ محرک -موتور، جعبه­ دنده، دیفرانسیل و چرخ های محرک- تماما در جلوی خودرو قرار دارند. در مقابل، در خودروهای دیفرانسیل عقب نیروی موتور بواسطه ­ی محور انقال نیرو (میل­ گاردان) به دیفرانسیل چرخ­های عقب منتقل می شود.

دیفرانسیل جلو

مهمترین امتیاز دیفرانسیل جلو افزایش فضای داخلی اتومبیل است چون قراردادن موتور و جعبه دنده و دیفرانسیل در محفظه موتور باعث جلوگیری از احداث برجستگی میانی در کف اتومبیل می شود. در نتیجه کف اتاق اتومبیلهای دیفرانسیل جلو مزاحمتی برای سرنشیان ایجاد نمی کند. از دیگر محاسن با اهمیت اتومبیل های دیفرانسیل جلو موضوع اقتصادی بودن آنها از نظر میزان مصرف بنزین است. چون در مقایسه با انواع مشابه دیفرانسیل عقب از وزن کمتری (حدود ۱۰ % کاهش وزن) برخوردارند.

بعلاوه بدلیل جمع و جور بودن قطعات مکانیکی امکان بهره گیری از فضای بیشتر را به طراحان در جهت کم کردن ابعاد اتومبیل بخصوص طول آن میدهد. بنابراین کاهش وزن و کوچک شدن اتومبیل تاثیر زیادی در کاهش مصرف سوخت آن دارد. شتاب حرکت خودرو دیفرانسیل جلو در حرکت روی برف یخ و سطوح لغزنده خیلی خوب است، چون وزن بیشتری را در چرخهای محرک جلوی خود خواهند داشت و چون چسبندگی چرخهای جلو بدلیل وزن بیشتر جلوی اتومبیل زیاد است، شتاب اینگونه اتومبیل ها در سطح لغزنده خوب است.

محدودیت های خودرو های دیفرانسیل جلو

برای پیشرفت خودروها از نظر آیرودینامیکی طراحان به سه مورد توجه بیشتری دارند :

۱- بدنه خودرو از جلو به عقب باید با شیب ملایمی صعود کند.

۲- انتهای خودرو از جهت عرض رفته رفته باریک شود.

۳- انتهای خودرو مانند مخروط سربریده باشد (دم خودرو بریده شود)

یکی از محدودیتهای خودروهای دیفرانسیل جلو این است که به دلیل انباشتگی قطعات مکانیکی در جلوی خودرو نمی توان این قسمت را با شیب ملایمی ساخت در نتیجه بند یک را که یکی از اساسی ترین اصول طراحی است نمی توان خوب برای خودرو دیفرانسیل جلو اجرا کرد و در نتیجه مقاومت خودرو در برابر هوا زیاد است. از نظر سرویس و نگهداری به دلیل انباشتگی قطعات روی هم هزینه تعمیر و نگهداری آنها زیاد است.

در مسئله شتاب گیری و سرعت عمل در آغاز حرکت عامل تعیین کننده شتاب یک خودرو دیفرانسیل جلو صرفنظر از نیروی موتور و گیربکس مقدار نیروی عمودی است که به چرخهای دارای نیروی محرک آن وارد می شود. این نیرو تشکیل شده است از حاصل تفریق وزن ساکن و مقدار وزنی که در هنگام شتاب گیری از چرخهای محرک به قسمت عقب منتقل می گردد. چنین کاهش وزن در جلوی اتومبیل باعث کاهش چسبندگی محور جلو به زمین می شود. بنابراین دیفرانسیل جلو در هنگام آغاز حرکت به دلیل همین موضوع دارای قدرت سرعت گیری کمتری است.

البته میتوان این نقیصه را با انتخاب مدلی از دیفرانسیل جلو که تقسیم وزن در قسمت جلو بیشتر است تا حدودی مرتفع ساخت اما نقایص انجام چنین عملی این است که محدودیتهای زیادی در هنگام چرخشها به وجود آمده و همینطور ترمزها کارایی خود را از دست می دهند و چرخهای عقب به سرعت قفل شده و چرخهای جلو هم علاوه بر این که مصرف لنت ترمزشان بالا می رود زود گرم می شوند و هدایت اتومبیل مشکل تر می گردد. مهمترین محدودیت اتومبیل های دیفرانسیل جلو را میتوان در قابلیت کم آن در هنگام ترمز و توقفهای خیلی فوری بر روی سطوح لغزنده به حساب آورد.

در اتومبیلهای دیفرانسیل جلو اگر ترمز شدید گرفته شود بعد از رها کردن پدال ترمز مقاومت موتور و گیربکس و دیفرانسیل که به چرخهای جلو متصل است بسیار زیاد بوده و چرخهای عقب بلافاصله شروع به چرخیدن می کند که این حالت وضع نامناسبی را برای راننده در جهت کنترل اتومبیل و هدایت آن به سمت جلو به وجود می آورد، چون نیروی بازدارنده در جلو است و در این حالت اتومبیل تمایل زیادی به چرخیدن و منحرف شدن از مسیر دارد.

در خودرو های دیفرانسیل جلو چون تایر ها و سیستم فرمان تحت فشار وزن و دیگر قطعات قرار گرفته در دماغه خودرو هستند، اطلاعات چندان دقیقی از سطح مسیر حرکت به راننده منتقل نمی کنند و این در حالی است که در خودرو های دیفرانسیل عقب این ارسال اطلاعات در وضعیت بهتری قرار دارد.

دیفرانسیل عقب

در خودرو های دیفرانسیل عقب چون قطعات انتقال نیرو در عقب و جلو خودرو تقسیم می شوند، تقسیم وزن بهتری صورت می گیرد که در نتیجه وزن حین شتاب گیری به محور عقب که به عنوان محور محرک است، منتقل می شود و با بالا رفتن چسبندگی تایر های عقب، شتاب گیری بهتری انجام خواهد شد. خودرو های دیفرانسیل عقب چون در جلو خودرو دارای پیچیدگی کمی هستند، زاویه فرمان گیری بیشتری دارند و به همین خاطر نیز در محیط کوچک تری می توانند دور بزنند و همچنین به خاطر تقسیم وزن بهتر و فرمان پذیری بیشتر، دارای خوشدستی بالاتری نیز خواهند بود.

اما این تقسیم وزن فقط منجر به هندلینگ و شتاب گیری بهتر نمی شود و در ترمز گیری ها نیز خود را نشان می دهد چرا که وجود وزن در بالای تایر های عقبی، از قفل شدن سریع آنها خودداری می کند و در صورت وجود سیستم ترمز قوی در محور عقب، کمک شایانی به توقف سریع تر خودرو خواهد شد. همچنین چون در حین تریلر بستن و حمل خودرو، فشار بیشتری به محور عقب خواهد آمد، در خودرو های دیفرانسیل عقب این اتفاق به یک نکته مثبت تبدیل خواهد شد و کنترل خودرو خصوصاً در هنگام حمل بار های سنگین، راحت تر خواهد بود.

در خودرو های دیفرانسیل عقب چون حجم زیادی از قطعات و بخش های خودرو در عقب جمع شده اند تعمیر این خودرو ها خصوصاً در قسمت سیستم فنربندی جلو و فرمان، راحت تر خواهد بود. ضمن اینکه در این خودرو ها دردسر اتصالات مختلف در چرخ های جلو نیز حذف شده است و استهلاک جلوبندی به واسطه کم شدن وزن در این قسمت و انتقال بخشی از آن به عقب خودرو، کمتر می شود. اما یکی از مزایای مهم قرار گرفتن دیفرانسیل در محور عقب، امکان بهره گیری از پیشرانه های قوی تر در این خودرو هاست.

محدودیت های خودرو های دیفرانسیل عقب

در خودرو های دیفرانسیل عقب، وزن به طور مساوی تری در عقب و جلو نسبت به خودرو های دیفرانسیل جلو تقسیم شده است که این کاهش وزن روی محور محرک نسبت به نمونه های دیفرانسیل جلو، منجر به بروز پدیده بکسوات شدید و بیش فرمانی ( خارج شدن انتهای خودرو به سمت بیرون پیچ در چرخش های سریع ) می شود که این اتفاق باعث شده است تا امروزه سیستم کنترل کشش به طور استاندارد روی اکثر خودرو های دیفرانسیل عقب، نصب شود. این وضعیت در هنگام عبور از مسیر های لغزنده بسیار بیشتر خواهد شد و خارج شدن انتهای خودرو از کنترل راننده در زمین های خیس و یخ زده بسیار رخ می دهد که بروز چنین حالتی در وانت بار ها به خاطر وزن کمتر روی محور عقب، بسیار بیشتر است.

در خودرو های محور محرک عقب، انتقال نیرو از موتور و گیربکس به چرخ های عقب در حالتی که پیشرانه در جلو خودرو باشد، از طریق میل گاردان انجام می شود که عبور این قطعه از زیر اتاق منجر به قرار دادن تونل گاردان در زیر اتاق و در نتیجه کاهش فضای کابین می شود. این کاهش فضا حتی در خودرو های موتور عقب که گاردانی در زیر اتاق ندارند، بیشتر خواهد بود تا جایی که این حالت قرارگیری موتور برای خودرو های دونفره اسپرت استفاده می شود.

وجود همین قطعات اضافی برای انتقال قدرت منجر به افزایش وزن خودرو می شود و از طرفی قطعاتی مثل گاردان و دیفرانسیل ها نیز نیاز به مراقبت و نگهداری خاص خود را دارند تا به مرور زمان دچار مشکلاتی نشوند.اما استفاده از این روش انتقال قدرت، جدا از گفته های قبلی منجر به بالا رفتن قیمت اولیه خودرو نسبت به نمونه های دیفرانسیل جلو می شود و همچنین تلفات انرژی در حین انتقال به چرخ ها در این روش در حدود 2 درصد بیشتر از خودرو های دیفرانسیل جلو خواهد بود. گاردان که مسئول انتقال نیرو از گیربکس به چرخ های عقب است، وسیله ای است که حساسیت های خاص خود را دارد.

به این معنی که به مرور زمان دچار مشکلاتی می شود و ممکن است در کارکرد خودرو لرزش ایجاد کند و این مشکلات به دیگر قسمت های خودرو مثل دیفرانسیل نیز سرایت کرده و باعث خرابی و به صدا افتادن آن نیز شود که این عیوب در خودرو های دیفرانسیل جلو وجود نخواهد داشت.

ضمن اینکه وجود همین قطعه در خودرو های لوکس با طول زیاد، مشکلات بیشتری به همراه دارد و همین عوامل سبب می شوند تا خودروسازان در خودرو های اقتصادی و خانوادگی خود از قرار دادن محور محرک در عقب خودرو دوری کنند.