Pemacu Semua Roda Dijelaskan: Sejarah, Teknologi, dan Cara Sistem AWD Berfungsi

Artikel ini bermula sebagai panduan teknikal yang mudah — sesuatu seperti “Segala yang anda ingin tahu tentang pemacu semua roda, tetapi tidak tahu kepada siapa untuk bertanya.” Kami merancang untuk merangkumi cara diferensial terbuka berbeza daripada unit jenis visco-coupler atau Haldex, apa yang sebenarnya dilakukan oleh diferensial pengunci sendiri, dan mengapa semua itu penting. Namun semakin dalam kami menggali sejarah, semakin terkejut kami. Ternyata kereta penumpang pertama dengan pemacu semua roda kekal telah dibina di Belanda lebih daripada seratus tahun yang lalu. Dan pada tahun 1935, sebuah kereta lumba Amerika dengan pemacu empat roda hampir-hampir mengubah arah sejarah dunia.

Mengapa kereta penumpang memerlukan pemacu semua roda? Pada abad ke-21, jawapannya kelihatan jelas: traksi yang lebih baik, putaran roda yang lebih sedikit di permukaan licin, dan pengendalian yang lebih baik di bawah kuasa. Empat roda pandu adalah lebih baik berbanding dua. Namun manusia mengambil masa yang mengejutkan lama untuk bertindak berdasarkan kebenaran asas ini. Tanya mana-mana sejarawan automotif dan mereka akan memberitahu anda bahawa era pemacu semua roda untuk kereta penumpang pasaran massa bermula pada tahun 1980 dengan Audi Quattro. Mereka mungkin juga menyebut pendahulu yang jarang — kereta super Britain 1966 Jensen FF dan Subaru Leone 4WD 1972. Walau bagaimanapun, seorang pakar sebenar akan segera menyatakan bahawa Subaru pemacu empat roda awal sama sekali bukan sistem AWD kekal — ia adalah separuh masa. Dan seperti yang akan kami jelaskan, itulah perbezaan yang penting.

4WD Separuh Masa: Penyelesaian Sementara

Pemacu separuh masa pada satu gandar adalah penyelesaian kompromi, dan bukan penyelesaian yang terlalu elegan untuk kereta jalan raya. Istilah “Part-Time 4WD” berasal dari dunia SUV dan trak luar jalan. Dalam konfigurasi ini, satu gandar memandu secara kekal sementara yang lain dihubungkan secara tegar atas permintaan — tetapi sambungan tegar ini hanya boleh digunakan di luar jalan raya. Di permukaan berturap, sistem separuh masa mesti diceraikan sepenuhnya. Inilah sebabnya:

• Apabila kereta membelok, roda hadapan menempuh lengkok yang lebih panjang berbanding roda belakang dan oleh itu mesti berputar lebih laju.
• Dengan sistem pemacu semua roda yang dihubungkan secara tegar, traksi pada roda hadapan berkurangan sementara tork di belakang meningkat.
• Dalam sesetengah kes, roda hadapan sebenarnya boleh menjana daya brek dan bukannya daya pemacu — meningkatkan rintangan dan menjadikan kereta lebih sukar untuk dipandu.
• Di permukaan longgar seperti lumpur atau salji, kesan ini boleh diuruskan, tetapi di atas tar ia menyebabkan masalah pengikatan sistem pemacu dan pengendalian yang teruk.

Apabila kereta menempuh selekoh, setiap roda mengikuti lengkoknya sendiri dan mesti berputar pada kelajuan yang berbeza. Inilah sebabnya sistem pemacu semua roda kekal memerlukan tiga diferensial: dua diferensial antara roda (satu bagi setiap gandar) dan satu diferensial antara gandar untuk membolehkan kedua-dua gandar pandu berputar secara bebas antara satu sama lain.

Walaupun terdapat kelemahan ini, pemacu semua roda yang dihubungkan secara tegar memang muncul pada sesetengah kenderaan jalan raya — walaupun ia lebih hampir kepada trak luar jalan dari segi cirinya. Di USSR, sebagai contoh, GAZ-61 “Emka” — sedan pemacu empat roda dengan enjin enam silinder dan gandar hadapan separuh masa — memasuki pengeluaran kecil-kecilan seawal tahun 1938. Selepas perang, sistem pemacu yang serupa muncul pada varian luar jalan GAZ-M72 “Pobeda” dan Moskvitch-410. Subaru Leone 4WD 1972 mengikuti logik yang sama: ia dibina untuk kegunaan luar jalan, dengan ketinggian pemanduan yang lebih tinggi berbanding Subaru pemacu roda hadapan standard, dan gandar belakang yang dihubungkan secara manual.

Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979) adalah adaptasi pemacu empat roda bagi platform pemacu roda hadapan, dengan gandar belakang yang dihubungkan secara manual. Spesifikasi utama termasuk:

• Pilihan enjin: 1.4-liter (72 hp) atau 1.6-liter (80 hp)
• Gaya badan: wagon stesen, sedan, dan trak pikap
• Penglibatan pemacu roda belakang: manual pada kereta bertransmisi manual; automatik melalui klac geseran berbilang cakera pada kereta automatik
• Susunan separuh masa ini berterusan pada semua Subaru pemacu empat roda sehingga tahun 1989

Masalah utama pemacu semua roda separuh masa adalah ia tidak berguna di jalan berturap di mana kebanyakan kereta menghabiskan sebahagian besar masa mereka — namun kereta mesti menanggung berat tambahan sebuah kotak pindah, aci pemacu kedua, dan pemasangan gandar sekunder pada setiap masa. Namun, menukar sistem separuh masa kepada masa penuh hanya memerlukan satu komponen tambahan: diferensial antara gandar dalam kotak pindah.

Pemacu Semua Roda Masa Penuh: Cara Ia Berfungsi dan Mengapa Ia Penting

Diferensial antara gandar adalah kunci kepada pemacu semua roda kekal. Dua diferensial antara roda — satu pada setiap gandar — membolehkan roda kiri dan kanan pada setiap gandar berputar pada kelajuan berbeza melalui selekoh. Diferensial antara gandar melakukan kerja yang sama antara gandar hadapan dan belakang. Kereta yang dilengkapi dengan ketiga-tiga diferensial boleh menjalankan pemacu semua roda kekal di mana-mana permukaan jalan tanpa pengikatan sistem pemacu atau penalti pengendalian.

Mudah secara teorinya — namun sehingga awal tahun 1980-an, arus perdana automotif menganggap AWD masa penuh tidak diperlukan untuk kereta jalan raya. Kebijaksanaan konvensional adalah bahawa berputar secara berterusan sepasang roda kedua dan semua komponen sistem pemacu yang berkaitan di atas tar kering menambah bunyi bising dan membazir bahan api. Audi Quattro mengubah pemikiran itu secara kekal. Dengan mengagihkan tork enjin merentasi keempat-empat roda pada setiap masa, sistem AWD masa penuh:

• Meninggalkan margin cengkaman yang lebih besar untuk menangani daya sisi dalam selekoh
• Meningkatkan kestabilan dengan ketara semasa mempercepatkan atau brek di pertengahan selekoh
• Mengurangkan risiko oversteer atau understeer mengejut yang dicetuskan oleh input throttle

Audi 80 Quattro pada hujung tahun 1980-an menggambarkan betapa halusnya susun atur ini menjadi. Seni bina Quattro adalah lebih padat berbanding transmisi Formula Ferguson yang bersaingan. Dari tahun 1984, Audi menggunakan diferensial pengunci sendiri Torsen — peranti mekanikal semata-mata yang bertindak balas kepada perubahan tork pada setiap aci keluaran dan bukannya kepada perbezaan kelajuan roda. Tidak seperti kunci diferensial berasaskan visco-coupler, Torsen hanya mengunci di bawah traksi, bukan semasa brek, yang bermaksud ia serasi sepenuhnya dengan sistem ABS dan meningkatkan kestabilan semasa nyahpecutan.

Perlu diperhatikan bahawa Range Rover (1970) dan Lada Niva Rusia (1976) secara amnya dianggap sebagai kenderaan pengeluaran massa pertama dengan diferensial antara gandar — tetapi kedua-duanya berada dalam kategori luar jalan. Audi Quattro menuntut gelaran perintis khususnya dalam kalangan kereta penumpang.

Kereta Lumba Pemacu Empat Roda Awal: Dari Spyker ke Bugatti

Adakah pereka kereta lumba meneroka pemacu semua roda masa penuh sebelum era Quattro? Jawapannya pasti ya — dan kisah ini kembali jauh lebih awal daripada yang dijangkakan kebanyakan orang.

Projek pertama Ferdinand Porsche selepas perang adalah sebuah kereta lumba pemacu empat roda: Cisitalia 360, dengan susun atur enjin tengah dan enjin dua belas silinder 1.5-liter. Walau bagaimanapun, pemacu roda hadapannya adalah separuh masa — pemandu melibatkannya hanya di bahagian lurus trek, beralih kembali ke pemacu roda belakang sebelum selekoh.

Tetapi Porsche sebenarnya telah membina kenderaan pemacu empat roda jauh lebih awal: sebuah kereta elektrik dengan empat motor roda individu, yang berasal dari tahun 1900. Kejutan sebenar bagi sejarawan automotif, bagaimanapun, adalah kereta lumba tahun 1902 yang dibina oleh pengeluar Belanda Spyker. Pada masa ketika brek pun hanya dipasang pada roda belakang, kereta ini mempunyai pemacu semua roda masa penuh yang tulen — lengkap dengan diferensial antara gandar.

Syarikat Spyker telah diasaskan pada tahun 1880 oleh adik-beradik Spijker sebagai pembuat kereta kuda. Kereta pertama mereka muncul pada tahun 1900, dan dua tahun kemudian, dengan bekerjasama pereka Belgium Joseph Valentin Laviolette, mereka menghasilkan kereta lumba Spyker 60 HP pemacu empat roda (1902–1907). Spesifikasinya adalah sangat maju untuk zaman itu:

• Tiga diferensial — antara gandar dan kedua-dua antara roda
• Tiga mekanisme brek yang berasingan — dua pada roda belakang, satu pada aci pemacu hadapan
• Sistem pemacu empat roda yang tidak akan dipadankan dari segi konsep selama beberapa dekad

Oleh itu, konsep pemacu empat roda masa penuh sudah melebihi satu abad. Tidak banyak Spyker pemacu empat roda yang dibina — ia sangat mahal dan tidak pernah mencapai kejayaan lumba yang ketara. Dua projek lumba AWD yang lebih bercita-cita tinggi menyusul pada awal tahun 1930-an: Bugatti Tipo 53 dan Miller FWD.

Projek Bugatti Tipo 53 berasal daripada jurutera Fiat Antonio Pichetto, yang mencadangkan idea itu kepada Ettore Bugatti pada tahun 1930. Tiga buah kereta telah disiapkan pada tahun 1932, masing-masing menampilkan:

• Enjin lapan silinder lurus berkuasa lampau 300 hp
• Pemacu semua roda masa penuh dengan tiga diferensial
• Kotak pindah dan diferensial antara gandar yang diintegrasikan dengan kotak gear yang dipasang secara berasingan
• Aci pemacu untuk kedua-dua gandar diletakkan di sebelah kiri kereta
• Suspensi hadapan bebas pada spring melintang — luar biasa untuk Bugatti

Walaupun mengatasi kereta pemacu roda belakang kontemporari melalui selekoh kelikir, Tipo 53 menderita akibat usaha stereng yang berlebihan disebabkan penggunaan sendi Cardan standard dan bukannya sendi halaju tetap dalam aci pemacu hadapan. Ketiga-tiga kereta itu bersaing sehingga tahun 1935.

Miller FWD lahir sebahagiannya kerana pereka Amerika Harry Miller telah mengkaji Bugatti pemacu roda hadapan yang dibeli khusus untuk dibongkar. Terinspirasi oleh pendekatan Bugatti, Miller membangunkan casis pemacu empat roda sendiri dengan tajaan syarikat trak FWD. Salah satu Miller pemacu empat roda memimpin Indianapolis 500 tahun 1934 sebelum bersara dengan masalah mekanikal di tempat kesembilan.

Kereta-kereta ini juga dikaitkan dengan salah satu momen “bagaimana jika” yang paling pelik dalam sejarah automotif. Semasa perlumbaan di trek AVUS di Berlin pada tahun 1935, sebuah Miller pemacu empat roda berada di tempat ketiga apabila enjin lapan silinder lurusnya gagal secara bencana, menghantar serpihan terbang ke arah tempat penonton. Adolf Hitler hadir di tempat duduk pada hari itu. Sekiranya walaupun serpihan kecil telah mencapainya, perjalanan Perang Dunia Kedua — dan sejarah dunia — mungkin akan menjadi berbeza sepenuhnya.

Formula Ferguson: Sistem AWD Yang Mengubah Segalanya

Untuk memahami bab kritikal seterusnya dalam sejarah pemacu semua roda, adalah berguna untuk mengkaji semula had asas diferensial antara gandar terbuka. Diferensial terbuka membolehkan satu gandar berputar bebas sementara yang lain tidak menerima tork. Jika roda belakang kehilangan cengkaman sepenuhnya, roda hadapan boleh kekal pegun sementara roda belakang berputar — diferensial tidak melakukan apa-apa untuk mencegah ini.

Penyelesaian yang dibangunkan untuk SUV adalah penguncian positif: pemandu secara manual melibatkan mekanisme yang mengunci gear diferensial secara tegar, menukar pemacu diferensial menjadi sambungan pepejal. Pendekatan ini digunakan dalam Range Rover awal, Lada Niva, dan banyak kenderaan luar jalan lain — termasuk Audi Quattro generasi pertama, yang memerlukan pemandu mengunci diferensial tengah secara manual sehingga tahun 1984. Tetapi penguncian manual adalah kompromi lain: ia mesti diceraikan di permukaan keras, dan ia tidak menawarkan perlindungan jika putaran roda bermula secara tidak dijangka di jalan licin.

Diferensial antara gandar pengunci sendiri automatik pertama adalah ciptaan pemandu lumba dan jurutera Britain Tony Rolt. Bersama rakannya dan rakan pelumba Fred Dixon, Rolt telah menjalankan bengkel Rolt/Dixon Developments sebelum perang. Selepas itu, kedua-duanya terpesona oleh potensi pemacu semua roda kekal. Setelah membina tapak ujian pemacu empat roda eksperimen yang dipanggil “Crab,” mereka bergabung pada tahun 1950 dengan Harry Ferguson — pengeluar traktor yang berjaya — untuk membentuk Harry Ferguson Research.

Visi Ferguson bukan sebuah kereta lumba tetapi sebuah kereta jalan raya yang benar-benar selamat: satu di mana rodanya tidak akan berputar di bawah pecutan mahupun terkunci semasa brek. Rolt dan Dixon bertekad untuk mereka bentuk kereta sedemikian dari awal — badan, transmisi, dan sistem pemacu termasuk. Dengan pereka berpengalaman Claude Hill (dahulunya dari Aston Martin) dibawa sebagai jurutera ketua, sedan eksperimen Ferguson R4 disiapkan selepas enam tahun pembangunan. Spesifikasinya adalah luar biasa untuk tahun 1956:

• Pemacu semua roda kekal dengan diferensial antara gandar pengunci sendiri
• Enjin empat silinder rata
• Brek cakera pada keempat-empat roda
• Sistem brek anti-kunci elektromekanik Dunlop MaxaRet, diadaptasi dari penerbangan

Jantung transmisi Formula Ferguson adalah mekanisme pengunci sendiri yang bijak di dalam kotak pindah. Selain diferensial, unit ini mengandungi set gear tambahan, dua klac bola yang berlebihan, dan dua pek cakera geseran. Dalam keadaan normal, elemen-elemen ini berputar dengan senyap. Tetapi apabila roda gandar mula tergelincir — menyebabkan perbezaan dalam kelajuan aci keluaran — salah satu klac akan terlibat, memerah pek geserannya terhadap gear diferensial dan serta-merta menukar pemacu diferensial menjadi sambungan pepejal.

Prototaip kedua, estate Ferguson R5 tahun 1962, adalah lebih berkemampuan lagi. Penguji majalah Autocar mencatat bahawa ia mencapai had lekatan pada kelajuan yang kelihatan hampir mustahil. Walaupun begitu, tiada pengeluar bersetuju untuk meletakkan Ferguson dalam pengeluaran — kerumitan dan kos terlalu tinggi. Walau bagaimanapun, pada tahun 1962 Tony Rolt meyakinkan pengurusan Jensen Cars untuk mengadaptasi transmisi Formula Ferguson untuk coupe CV8 mereka yang akan datang, yang menggunakan enjin Chrysler V8 300 hp. Tiga tahun kemudian, Jensen CV8 FF pemacu empat roda eksperimen telah disiapkan.

Pada tahun 1966, Jensen Interceptor menggantikan CV8 — dan bersama coupe pemacu roda belakang standard, Jensen menawarkan varian pemacu semua roda yang dibadji dengan plat nama “FF” yang ringkas. Jensen FF menjadi kereta pengeluaran pertama di dunia yang menggabungkan diferensial antara gandar pengunci sendiri dengan ABS. Penandaan “FF” bermaksud “Formula Ferguson.” Spesifikasi utama termasuk:

• Enjin V8 blok besar Chrysler 6.3-liter menghasilkan 325 hp
• Kotak gear automatik TorqueFlite tiga kelajuan atau manual empat kelajuan
• Pembahagian tork asimetrik: 63% ke gandar belakang, 37% ke hadapan — untuk mengekalkan ciri pengendalian pemacu roda belakang
• ABS Dunlop MaxaRet saluran tunggal
• Stereng kuasa rak-dan-pinion dan brek cakera di sekeliling
• Kelajuan tertinggi 212 km/j; 0–100 km/j dalam 7.7 saat; berat tepi jalan kira-kira 1,800 kg
• Harga UK pada tahun 1968: kira-kira £6,000 — serupa dengan Rolls-Royce yang paling murah
• Jumlah pengeluaran: 318 kereta (1966–1971)

Setiap wartawan automotif pada era itu memuji kestabilan luar biasa Jensen FF dan apa yang mereka gambarkan sebagai “margin traksi yang hampir tidak terhad di atas asfalt basah.” Malangnya, Harry Ferguson sendiri tidak pernah melihat Jensen FF — beliau meninggal dunia pada tahun 1960.

Mengapa menghabiskan begitu banyak masa pada Formula Ferguson? Kerana Harry Ferguson Research adalah organisasi pertama di mana-mana sahaja di dunia yang merawat pemacu semua roda terutamanya sebagai alat untuk keselamatan aktif — bukan sekadar penyelesaian kepada masalah traksi luar jalan. Pembahagian tork asimetrik adalah pilihan yang disengajakan untuk mengelakkan ketidakbolehramalan yang menghantui sistem AWD simetri. Pada kereta pemacu roda belakang, menggunakan terlalu banyak throttle dalam selekoh licin menyebabkan oversteer yang boleh diramalkan. Pada kereta pemacu roda hadapan, ia menyebabkan understeer yang boleh diramalkan. Pada kereta AWD simetri, respons bergantung pada gandar mana yang mempunyai cengkaman terburuk — yang boleh menjadi samar dan berbahaya. Dengan memihak tork ke belakang, Formula Ferguson memberikan Jensen FF pengendalian pemacu belakang yang hampir boleh diramalkan dalam kebanyakan keadaan.

Penemuan Visco-Coupler

Mekanisme pengunci sendiri Formula Ferguson mempunyai satu had yang ketara: klac yang berlebihan beroperasi secara binari, hidup-mati. Peralihan dari diferensial terbuka ke kunci penuh adalah serta-merta, yang boleh mencipta kesamaran pengendaliannya sendiri pada saat penglibatan. Yang diperlukan adalah mekanisme yang boleh mengubah tahap kunci diferensial dengan lancar dan progresif.

Pada hujung tahun 1960-an, Tony Rolt dan Derek Gardner — kemudiannya pereka ketua kereta Formula 1 Tyrrell — mula bereksperimen dengan bendalir silikon yang digunakan dalam gandingan pemacu kipas likat. Hasilnya adalah visco-coupler: perumahan silinder yang dipenuhi dengan bendalir silikon, mengandungi pek cakera geseran bersilang yang dihubungkan ke setiap aci keluaran.

Berikut adalah cara ia berfungsi:

• Dalam keadaan normal, dengan semua roda berputar pada kelajuan yang serupa, pek cakera hampir tidak bergerak relatif antara satu sama lain dan pengganding tidak memberi kesan pada diferensial.
• Apabila satu gandar mula tergelincir, aci keluarannya berputar lebih laju, menyebabkan pek cakera berputar relatif antara satu sama lain dan memotong bendalir silikon.
• Pemotongan meningkatkan suhu dan tekanan di dalam pengganding, meningkatkan kelikatan bendalir secara dramatik.
• Peningkatan kelikatan ini menyebabkan cakera menyeret antara satu sama lain, secara progresif mengebre aci yang berputar lebih laju dan mengunci diferensial sebahagiannya atau sepenuhnya.

Selepas mematenkan visco-coupler, Tony Rolt menubuhkan FF Developments (FFD) pada tahun 1971 untuk membekalkan transmisi pemacu semua roda secara komersial. Projek awal termasuk van Bedford pemacu empat roda untuk perkhidmatan perhutanan Britain, sekumpulan kereta polis Ford Zephyr FF, dan sedan Opel Senator 4×4 untuk misi ketenteraan Britain di Berlin.

Pencapaian pengeluaran paling ketara FFD adalah transmisi untuk AMC Eagle (1979–1988) — versi sedan AMC Concord yang ditinggikan dan pemacu semua roda, dilengkapi dengan tayar yang lebih besar dan angkat badan 75 mm. AMC Eagle adalah kereta pengeluaran pertama di dunia yang menggunakan diferensial antara gandar yang dikunci oleh visco-coupler. Walaupun direka sebagai kenderaan luar jalan ringan dan bukannya kereta berprestasi, seni bina transmisinya menjadi nenek moyang langsung bagi beberapa kereta AWD berprestasi yang paling terkenal yang pernah dibina — termasuk generasi awal Subaru Impreza WRX dan Mitsubishi Lancer Evolution.

Diferensial Pengunci Sendiri: Dari Torsen ke Kawalan Elektronik

Apabila Audi Quattro memasuki pengeluaran pada tahun 1981 — dua tahun selepas debut AMC Eagle — ia menggunakan diferensial antara gandar terbuka konvensional dengan kunci positif yang dikendalikan secara manual. Keeleganan penyelesaian Audi terletak pada pembungkusan: enjin yang dipasang secara membujur menghala terus ke arah gandar belakang, dan diferensial antara gandar diintegrasikan terus ke dalam kotak gear. Aci sekunder kotak gear dibuat berongga, dan aci pemacu hadapan disalurkan melaluinya. Pasukan Ferdinand Piëch memilih pembahagian tork simetri 50:50 antara hadapan dan belakang.

Pada tahun 1984, tuas kunci diferensial manual akhirnya lenyap dari kabin Audi, digantikan oleh diferensial pengunci sendiri Torsen (TORque SENsing). Torsen menawarkan beberapa kelebihan utama:

• Ia adalah mekanikal sepenuhnya — tiada elektronik, bendalir, atau input pemandu diperlukan
• Ia bertindak balas kepada perubahan tork pada aci keluaran dan bukannya kepada perbezaan kelajuan, bermakna ia boleh bertindak balas sebelum putaran roda sebenarnya bermula
• Tidak seperti visco-coupler, ia hanya mengunci di bawah traksi, bukan brek, yang menjadikannya serasi sepenuhnya dengan ABS
• Penguncian dan penyahkuncian adalah lancar dan berterusan, tanpa peralihan binari

Keupayaan Torsen yang terbukti untuk memberikan penambahbaikan pengendalian dan kestabilan pada kereta berprestasi kemudiannya menarik perhatian jurutera SUV yang mencari dinamik seperti kereta. Hari ini ia digunakan dalam transmisi kenderaan termasuk Range Rover, Volkswagen Touareg, Porsche Cayenne, dan Toyota Land Cruiser Prado.

Kembali pada tahun 1980-an, penguasaan rali Audi Quattro mencetuskan perlumbaan senjata pemacu semua roda di kalangan pesaing Kumpulan B. Dalam beberapa musim, kereta rali pemacu empat roda berikut semuanya telah muncul — masing-masing menggunakan teknologi visco-coupler FFD dalam diferensial pengunci sendiri mereka:

• Peugeot 205 T16
• Austin Metro 6R4
• Lancia Delta S4
• Ford RS200

Stuart Rolt, anak Tony, mengurus hubungan FFD dengan pasukan rali sepanjang tempoh ini.

Pada awal tahun 1990-an, kilang AZLK di Rusia juga berpaling kepada FFD untuk membangunkan versi rali pemacu semua roda bagi Moskvitch 2141. Menggunakan susun atur tiga diferensial yang sama seperti Ford RS200, Moskvitch pemacu empat roda eksperimen mencapai pengendalian yang boleh diramalkan dengan luar biasa dalam keadaan ekstrem. Pengujian mendedahkan prinsip penting: dengan melaraskan kekakuan penguncian setiap visco-coupler secara individu, jurutera boleh menala keseimbangan pengendalian kereta merentasi pelbagai julat:

• Diferensial antara roda belakang yang lebih kaku → lebih kecenderungan oversteer
• Diferensial hadapan atau antara gandar yang lebih kaku → lebih understeer dan kestabilan

Kebolehtunaan inilah sebabnya kereta rali WRC moden menggunakan pek klac berbilang cakera yang dikawal secara elektronik dan bukannya visco-coupler pasif dalam ketiga-tiga diferensial. Penggerak hidraulik dan komputer atas kapal boleh mengubah kunci setiap diferensial dalam masa nyata — melepaskan klac ketika memasuki selekoh untuk membolehkan kereta berputar bebas, kemudian mengepit secara progresif apabila pemandu mempercepatkan ke arah lurus untuk memaksimumkan traksi sambil mengelakkan understeer.

Dua pengeluar mempelopori diferensial yang dikawal secara elektronik dalam kereta jalan raya:

• Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 E-Class): Tiga klac yang dikawal secara elektronik secara berurutan menghubungkan gandar hadapan, kemudian mengunci diferensial antara gandar, kemudian mengunci diferensial belakang mengikut keperluan keadaan. Sistem ini berkesan tetapi terlalu kompleks, dan elektronik boleh menyebabkan roda hadapan menghubungkan dan memutuskan sambungan secara ketara di permukaan longgar.
• Porsche 959 (1986): Dua klac yang dikawal secara elektronik beroperasi merentasi empat mod pemandu yang boleh dipilih. Sistem 959 adalah lebih canggih dan lebih sesuai untuk kegunaan berprestasi tinggi.

Menggantikan Diferensial: Haldex dan Sistem AWD Dipermudahkan

Sementara jurutera rali menolak diferensial pengunci sendiri ke hadnya, pereka kereta penumpang arus perdana bergerak ke arah yang bertentangan — menghapuskan diferensial antara gandar sepenuhnya dan menggantikannya dengan visco-coupler sahaja. Volkswagen Golf II Syncro 1985 adalah kereta penumpang Eropah pertama yang menggunakan pendekatan ini. Transmisi ini dibangunkan oleh jurutera dari GKN, yang telah mengambil alih FFD pada tahun 1969.

Susun atur visco-coupler yang dipermudahkan menawarkan kelebihan yang jelas untuk pengeluaran pasaran massa:

• Model pemacu semua roda berkongsi kebanyakan komponen dengan versi pemacu roda hadapan standard, mengurangkan kos pembuatan dan kerumitan
• Dalam keadaan normal, kereta dipandu sama seperti kereta pemacu roda hadapan
• Apabila roda hadapan tergelincir, visco-coupler boleh memindahkan sehingga 70% tork ke belakang dalam masa kira-kira 0.2 saat

Walau bagaimanapun, penglibatan yang tertangguh ini mencipta liabiliti pengendalian: kereta yang pada mulanya berkelakuan seperti kenderaan pemacu roda hadapan (menolak lebar di hadapan) boleh tiba-tiba beralih kepada tingkah laku berat belakang apabila visco-coupler terlibat, mengejutkan pemandu. Pengeluar Jepun meneroka pelbagai penyelesaian, termasuk memasang visco-coupler berganda — sesetengah model, seperti Nissan Sunny/Pulsar 1988, menggunakan tiga: satu untuk melibatkan pemacu belakang dan satu untuk mengunci setiap diferensial antara roda. Mazda Concerto 4WD pergi lebih jauh lagi, menggunakan visco-coupler sebagai ganti untuk diferensial antara gandar dan diferensial antara roda belakang.

Langkah evolusi seterusnya menggantikan visco-coupler dengan klac berbilang cakera hidraulik yang dikawal secara elektronik — peranti yang jauh lebih cepat dan lebih tepat dikawal. Gandingan Haldex, yang menggantikan visco-coupler pada Volkswagen Golf IV dan adik-beradik platformnya, adalah contoh teknologi ini yang paling terkenal. Berikut adalah cara ia beroperasi:

• Cam muka mengesan sebarang perbezaan kelajuan putaran antara aci hadapan dan belakang
• Penggolek yang menunggang di atas permukaan cam menolak omboh dalam silinder cincin, mengepam bendalir hidraulik
• Tekanan bendalir memampatkan pek klac berbilang cakera, memindahkan tork ke gandar belakang
• Injap solenoid, dikawal oleh elektronik kenderaan, boleh melepaskan tekanan pada bila-bila masa — membenarkan pengagihan tork yang boleh berubah tanpa had

Hari ini, kebanyakan kereta penumpang AWD dan crossover menggunakan beberapa varian seni bina klac yang dikawal secara elektronik ini — sama ada Haldex pada kenderaan Kumpulan Volkswagen, VTM-4 Honda, atau xDrive BMW. Kelajuan sistem klac moden telah mengurangkan kelewatan penglibatan ke titik di mana ia tidak dapat dirasai dalam pemanduan normal. Penalaan perisian kawalan kini lebih penting daripada perkakasan itu sendiri: Golf 4Motion dan Audi A3 Quattro menggunakan transmisi yang sama secara mekanikal, tetapi perisian yang berbeza memberikan Volkswagen pembahagian tork simetri sementara kalibrasi Audi menghantar 60% tork ke hadapan untuk ciri pemacu roda hadapan yang lebih biasa.

Teknologi AWD Hari Ini: Sistem Mana Yang Terbaik?

Sistem pemacu semua roda separuh masa dengan gandar kedua yang dihubungkan secara manual telah lenyap dari kereta penumpang. Seni bina yang tinggal masing-masing mempunyai kelebihannya sendiri:

• AWD masa penuh dengan diferensial antara gandar pengunci sendiri (visco-coupler seperti dalam Subaru, Torsen mekanikal seperti dalam Audi A4/A6/A8 Quattro dan Volkswagen Phaeton, atau klac yang dikawal secara elektronik seperti dalam Mitsubishi Lancer Evo): sistem yang paling canggih dan memuaskan, mampu meningkatkan pengendalian secara tulen di jalan raya dan trek apabila dikalibrasi dengan betul.
• AWD masa penuh dengan diferensial antara gandar terbuka (seperti dalam Mercedes-Benz 4Matic): bergantung pada elektronik anti-gelincir untuk mengimbangi kekurangan pengunci sendiri. Berkesan di jalan raya, tetapi secara mekanikal kurang proaktif.
• Pemacu belakang separuh masa melalui klac terkawal (Haldex, seperti pada Volvo, Saab, dan pelbagai crossover Kumpulan Volkswagen): susun atur paling biasa dalam crossover moden — kos efektif, ringan, dan semakin berkemampuan berkat elektronik yang lebih laju.

Trend dominan dalam AWD canggih adalah pemvektoran tork — bukan sekadar mengagihkan tork antara gandar hadapan dan belakang, tetapi secara aktif mengubahnya antara roda kiri dan kanan pada gandar. Mitsubishi Lancer Evolution X mewakili kemajuan terkini: sistem S-AWC-nya menggabungkan diferensial tengah yang dikawal secara elektronik (ACD) dengan diferensial belakang Kawalan Yaw Aktif (AYC) yang mampu memindahkan tork antara roda belakang secara bebas. Set gear tambahan boleh mengalihkan keseimbangan tork secara proaktif, sebelum cengkaman hilang, dan bukannya secara reaktif setelah putaran roda sudah bermula.

Dari segi praktikal, perbezaan pengendalian dunia nyata antara sistem AWD moden terus menyempit apabila elektronik kawalan menjadi lebih canggih. Sistem berasaskan Haldex yang dikalibrasi dengan baik dalam crossover boleh memberikan kestabilan yang akan kelihatan luar biasa berbanding diferensial Torsen mekanikal satu generasi yang lalu. Itulah akhirnya arah teknologi ini menuju — dan titik akhirnya mungkin adalah kereta elektrik dengan empat motor roda individu, masing-masing memberikan tork yang dikawal dengan tepat tanpa sistem pemacu mekanikal sama sekali.

Ini adalah terjemahan. Anda boleh membaca yang asal di sini: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html