يُستخدم نظام الدفع الرباعي لنقل الطاقة من المحرك إلى جميع العجلات في العربات التي تتطلب قوة جر كبيرة.
ربما سوف تستهجن السؤال عن عدد العجلات التي تقود العربة، إذا أجبت بأربع عجلات قد يقول شخص ما أن إجابتك صحيحة جزئيًّا، إذ يغذي المحرك عادةً زوجًا واحدًا من العجلات.
ما هو نظام الدفع؟
تُعرف الآلية التي تغذي عجلات القيادة بالطاقة باسم نظام الدفع. يُصمَّم نظام الدفع ليغذي زوجًا واحدًا من العجلات أو زوجين بناءً على الوظيفة المطلوب إنجازها.
نظام الدفع المزدوج (الثنائي)
فيه يؤثر المحرك على عجلتين فقط، إما العجلات الأمامية أو الخلفية.
في نظام الدفع بالعجلات الأمامية، يُصمَّم المحرك عرضيًّا أو عموديًّا على محور العربة، ما يتيح للمحرك الاتصال بالعجلات الأمامية مباشرة.
أما في نظام الدفع بالعجلات الخلفية يتصل المحرك طوليًّا بالمحور، إذ يتصل المحرك بالعجلات الخلفية عبر ناقل الحركة.
نظام الدفع الرباعي
يُعَد نظام الدفع الرباعي مزيجًا بين النظامين السابقين، إذ يرسل المحرك الطاقة إلى جميع العجلات، يتيح نظام الدفع الرباعي أن يعمل كاملًا أو أن يتحول بين نظام دفع أمامي أو خلفي وفق المطلوب.
كيفية عمل نظام الدفع الرباعي ومكوناته
يتكون نظام الدفع الرباعي من محرك متموضع طوليًّا، ينقل الطاقة إلى العجلات الأربع عبر مجموعة من المسننات، ويتصل المحرك بهذه المسننات من طريق مقبض القيادة، ويتألف نظام الدفع في أبسط أشكاله من:
مسننات مخروطية الشكل
تتيح هذه المسننات للعجلات الدوران بسرعات مختلفة، وتتحكم في حركة كل عجلة. مثلًا إذا انعطفت العربة يسارًا ستسير العجلات الجانبية اليسرى مسافةً أقل مقارنةً بالعجلات اليمنى، ما يعني دوران العجلات الخارجية بسرعة أعلى مقارنةً بالداخلية.
تُجرى هذه العملية من طريق مسنن مخروطي الشكل موضوع على المحور الواصل بين العجلتين، ويسبب تغيير السرعة إجهادًا ميكانيكيًّا لأجزاء الآلة.
تتيح هذه المسننات للعجلات الدوران بسلاسة دون تحميل ميكانيكي على أي من المحاور سواءً الأمامية أم الخلفية، إذ يتصل كل محور بمسننات خاصة يُتحكم فيها عبر المقبض.
صندوق نقل الحركة
يُزود المحرك العجلات الخلفية بالحركة بسبب تموضعه طوليًّا على المحور، وتُستخدم مجموعة من السيور تتصل بالمحور الأمامي من طريق المقبض الذي يوفر الطاقة للعجلات.
محاور القيادة والمقبض
المقبض هو محور يربط بين المحرك و المسننات (علبة السرعة)، وهو مُصمًّم للسماح بالحركة النسبية بين المحرك والعجلات من طريق التغير المستمر لعمل المسننات.
تربط محاور القيادة الأمامية والخلفية بين المسننات والعجلات، وهي مصممة لتسمح بحركة العجلات وفقًا لزاوية انعطاف العربة.
كيفية عمل نظام القيادة بالدفع الرباعي
يعمل نظام الدفع الرباعي على نقل الحركة إلى جميع العجلات عبر المسننات في الظروف التي تتطلب جرًّا عاليًا، فمثلًا ليس من الضروري استخدام الدفع الرباعي في المسارات العادية إذ توجَّه القيادة إلى العجلات الخلفية، أما عند القيادة على الثلج أو الطين، تُرسل المسننات أكبر قدر من الحركة إلى العجلات التي لديها أقصى جر، ما يساعد على السير عبر التضاريس الزلقة.
مميزات نظام الدفع الرباعي وعيوبه
المميزات:
- تحسين قدرة الجر إذ تُرسَل الطاقة إلى جميع العجلات.
- التغلب على التضاريس الزلقة بسهولة إذ يُتحكم في الحركة المرسلة إلى كل عجلة.
العيوب:
- زيادة استهلاك الوقود.
- يسبب الدفع الرباعي إجهادًا ميكانيكيًّا كبيرًا على أجزاء الآلة في الظروف التي تتطلب جرًّا عاليًا كالمنعطفات.
- ضخامة مجموعة نظام الدفع.
تطور نظام الدفع الرباعي
يرجع تطور نظام الدفع إلى عاملين: تصميم المسننات والنظام الإلكتروني. كان لتطوير المسننات دور أساسي في التغلب على عيوب مثل إهدار الطاقة في الطرق الوعرة. أدى ذلك إلى ظهور أنظمة مختلفة مثل أنظمة الدفع الجزئية، وأنظمة تعمل كامل الوقت، وأنظمة دفع رباعي تعمل على أنواع مختلفة من المركبات.
أُلغي التحكم في قفل المسننات ومحاور القيادة في أنظمة الدفع الرباعي يدويًّا بإدخال تقنية الاستشعار والتحكم الإلكتروني، إذ يختار الحاسوب الإعداد الأمثل بناءً على التضاريس الموجودة، ومن ثم تقليل الجهد على السائق.
تطبيقات نظام الدفع الرباعي
- نقل الأحمال الثقيلة على الطرقات المائلة بأمان مثل الشاحنات وسيارات النقل.
- السير عبر الطرقات الوعرة، وقيادة المغامرة كما في مضمار السباق، أو في الطرقات الجبلية كسيارات الجيب.
- توفر إمكانية الدفع الرباعي عند الحاجة إليها كما في سيارات الليموزين.
اقرأ أيضًا:
كيف تعمل السيارات ذاتية القيادة ؟
إيلون ماسك ينوي إرسال سيارته للمريخ!؟
ترجمة: بلال الإبراهيم
تدقيق: فارس سلطة
مراجعة: أكرم محيي الدين
