Id-Drive bl-Erba' Roti Spjegat: Storja, Teknoloġija, u Kif Jaħdmu s-Sistemi AWD

Dan l-artiklu beda bħala gwida teknika sempliċi — xi ħaġa bħal “Dak kollu li qatt ridt tkun taf dwar id-drive bl-erba’ roti, imma ma kontx taf lil min tistaqsi.” Ippjanajna li nkopru kif id-differenzjali miftuħa jvarjaw minn unitajiet tat-tip visco-coupler jew Haldex, x’jagħmlu fil-fatt id-differenzjali li jaqfludu waħedhom, u għaliex dan kollu jimporta. Imma aktar ma ħaffirna fl-istorja, aktar bqajna mistgħaġbin. Jirriżulta li l-ewwel karozza tal-passiġġieri b’drive permanenti fuq l-erba’ roti nbniet fl-Olanda aktar minn mitt sena ilu. U fl-1935, karozza tat-tlielaq Amerikana b’erba’ roti motorizzati ġiet inkredibbilment qrib li tibdel il-kors tal-istorja tad-dinja.

Għaliex karozza tal-passiġġieri teħtieġ id-drive fuq l-erba’ roti? Fis-seklu 21, ir-risposta tidher ovvja: aktar trazzjoni, inqas tidlik tar-roti fuq uċuħ żelqana, u maniġġabbiltà aħjar taħt il-qawwa. Erba’ roti motorizzati huma sempliċement aħjar minn tnejn. Imma l-umanità ħadet ħafna żmien sa ma aġixxiet fuq din il-verità bażika. Staqsi lil kwalunkwe storiku tal-karozzi u jgħidlek li l-era tad-drive fuq l-erba’ roti għall-karozzi tal-passiġġieri tal-massa bdiet fl-1980 bl-Audi Quattro. Forsi jsemmu wkoll predeċessuri rari — is-supercar Brittanika Jensen FF tal-1966 u s-Subaru Leone 4WD tal-1972. Espert veru, madankollu, malajr jinnota li s-Subarus bikrin b’erba’ roti motorizzati ma kinux sistemi AWD permanenti — kienu part-time. U kif se nispjegaw, dik hija distinzjoni kruċjali.

4WD Part-Time: Soluzzjoni Temporanja

Id-drive part-time fuq fus wieħed huwa soluzzjoni ta’ kompromess, u mhux waħda partikolarment eleganti għall-karozzi tat-triq. It-terminu “Part-Time 4WD” oriġina fid-dinja tal-SUVs u t-trakkijiet off-road. F’din il-konfigurazzjoni, fus wieħed imexxi b’mod permanenti filwaqt li l-ieħor jiġi konness b’mod riġidu fuq talba — imma din il-konnessjoni riġida tista’ tintuża biss off-road. Fuq uċuħ ippavimentati, is-sistema part-time għandha tiġi diżingranata kompletament. Hawn għaliex:

• Meta karozza ddur, ir-roti ta’ quddiem jagħmlu ark itwal minn dawk ta’ wara u għalhekk iridu jduru aktar malajr.
• B’sistema ta’ drive fuq l-erba’ roti konnessa b’mod riġidu, it-trazzjoni fir-roti ta’ quddiem titnaqqas filwaqt li t-torque fuq wara jiżdied.
• F’xi każijiet, ir-roti ta’ quddiem jistgħu fil-fatt jiġġeneraw forza ta’ brejk minflok forza ta’ drive — iżidu r-reżistenza u jagħmlu l-karozza aktar diffiċli biex tisteġġja.
• Fuq uċuħ maħlula bħat-tajn jew il-borra, dan l-effett huwa maniġġabbli, imma fuq it-tarmak jikkawża rbit sever tad-drivetrain u problemi ta’ maniġġabbiltà.

Meta karozza tinnaviga dawra, kull rota ssegwi l-ark tagħha u trid iddur b’veloċità differenti. Huwa għalhekk li sistema ta’ drive permanenti fuq l-erba’ roti teħtieġ tliet differenzjali: żewġ differenzjali bejn ir-roti (wieħed għal kull fus) u differenzjal wieħed bejn il-fusijiet biex jippermetti li ż-żewġ fusijiet motorizzati jduru indipendentement minn xulxin.

Minkejja dawn l-iżvantaġġi, id-drive fuq l-erba’ roti konness b’mod riġidu deher fuq xi vetturi tat-triq — għalkemm kienu eqreb għat-trakkijiet off-road fil-karattru. Fl-Unjoni Sovjetika, pereżempju, il-GAZ-61 “Emka” — sedan b’erba’ roti motorizzati b’magna ta’ sitt ċilindri u fus ta’ quddiem part-time — daħal fil-produzzjoni f’lottijiet żgħar sa mill-1938. Wara l-gwerra, drivetrains simili dehru fil-varjant off-road GAZ-M72 “Pobeda” u fil-Moskvitch-410. Is-Subaru Leone 4WD tal-1972 segwa l-istess loġika: inbniet għall-użu off-road, b’altezza ogħla mill-art mis-Subarus standard b’drive fuq quddiem, u fus ta’ wara ingranat manwalment.

Is-Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979) kienet adattament b’erba’ roti motorizzati ta’ pjattaforma b’drive fuq quddiem, b’fus ta’ wara konness manwalment. L-ispeċifikazzjonijiet ewlenin kienu jinkludu:

• Għażliet ta’ magna: 1.4-litri (72 hp) jew 1.6-litri (80 hp)
• Stili tal-karozzerija: station wagon, sedan, u pickup
• Ingranaġġ tad-drive fuq wara: manwali fuq karozzi b’trasmissjoni manwali; awtomatiku permezz ta’ frizzjoni b’diski multipli fuq l-awtomatiċi
• Din l-arranġament part-time kompla fis-Subarus kollha b’erba’ roti motorizzati sal-1989

Il-problema ewlenija bid-drive part-time fuq l-erba’ roti hija li huwa inutli fuq it-toroq ippavimentati fejn ħafna karozzi jqattgħu ħafna mill-ħin tagħhom — iżda l-karozza trid iġġorr il-piż żejjed ta’ transfer case, second driveshaft, u assemblaġġ ta’ fus sekondarju f’kull ħin. Il-konverżjoni ta’ sistema part-time għal full-time, madankollu, teħtieġ komponent addizzjonali wieħed biss: differenzjal bejn il-fusijiet fit-transfer case.

Drive Full-Time fuq l-Erba’ Roti: Kif Jaħdem u Għaliex Jimporta

Id-differenzjal bejn il-fusijiet huwa ċ-ċavetta għad-drive permanenti fuq l-erba’ roti. Żewġ differenzjali bejn ir-roti — wieħed f’kull fus — jippermettu li r-roti tax-xellug u tal-lemin f’kull fus iduru b’veloċitajiet differenti fid-dawriet. Id-differenzjal bejn il-fusijiet jagħmel l-istess xogħol bejn il-fus ta’ quddiem u dak ta’ wara. Karozza mgħammra bit-tliet differenzjali kollha tista’ tħaddem drive permanenti fuq l-erba’ roti fuq kwalunkwe wiċċ tat-triq mingħajr rbit tad-drivetrain jew penali ta’ maniġġabbiltà.

Sempliċi fit-teorija — iżda sal-bidu tas-snin tmenin, il-mainstream tal-karozzi kkunsidra l-AWD full-time bħala bla bżonn għall-karozzi tat-triq. L-għerf konvenzjonali kien li d-dawran kostanti ta’ tieni par roti u l-komponenti kollha relatati tad-drivetrain fuq tarmak niexef kien iżid l-istorbju u jaħli l-fjuwil. L-Audi Quattro biddel dak il-ħsieb b’mod permanenti. Billi jqassam it-torque tal-magna fuq l-erba’ roti kollha f’kull ħin, sistema AWD full-time:

• Tħalli marġni ta’ grip akbar disponibbli biex timmaniġġja forzi laterali fid-dawriet
• Ittejjeb b’mod sinifikanti l-istabbiltà meta wieħed jaċċellera jew jibbrejkja f’nofs dawra
• Tnaqqas ir-riskju ta’ oversteer jew understeer f’daqqa kkawżati mill-input tal-aċċelleratur

L-Audi 80 Quattro tal-aħħar tas-snin tmenin turi kemm sar irfinut dan il-layout. L-arkitettura Quattro hija aktar kompatta mit-trasmissjoni rivali Ferguson Formula. Mill-1984, l-Audi adottat id-differenzjal li jaqfel waħdu Torsen — apparat purament mekkaniku li jirrispondi għal bidliet fit-torque fuq kull output shaft minflok għad-differenzi fil-veloċità tar-roti. Għall-kuntrarju ta’ serratura ta’ differenzjal ibbażata fuq visco-coupler, it-Torsen jaqfel biss taħt it-trazzjoni, mhux waqt l-ibbrejkjar, li jfisser li huwa kompletament kompatibbli mas-sistemi ABS u jtejjeb l-istabbiltà waqt id-deċelerazzjoni.

Ta’ min jinnota li r-Range Rover (1970) u l-Lada Niva Russa (1976) ġeneralment huma kkunsidrati bħala l-ewwel vetturi prodotti bil-massa b’differenzjali bejn il-fusijiet — imma t-tnejn jinsabu sodi fil-kategorija off-road. L-Audi Quattro tikklejmja t-titlu ta’ pijunier speċifikament fost il-karozzi tal-passiġġieri.

Karozzi tat-Tlielaq Bikrin b’Erba’ Roti Motorizzati: Minn Spyker sa Bugatti

Id-disinjaturi tal-karozzi tat-tlielaq esploraw id-drive full-time fuq l-erba’ roti qabel l-era Quattro? Ir-risposta hija definittivament iva — u l-istorja tmur lura ħafna aktar milli ħafna nies jistennew.

L-ewwel proġett ta’ Ferdinand Porsche wara l-gwerra kien karozza tat-tlielaq b’erba’ roti motorizzati: il-Cisitalia 360, b’layout ta’ magna fin-nofs u magna ta’ tnax-il ċilindru ta’ 1.5-litri. Madankollu, id-drive tagħha fuq quddiem kien part-time — is-sewwieq kien jingranah biss fis-sezzjonijiet dritti tat-traċċa, jaqleb lura għad-drive fuq wara qabel id-dawriet.

Imma Porsche kien fil-fatt bena vettura b’erba’ roti motorizzati ferm qabel: karozza elettrika b’erba’ muturi individwali fir-roti, li tmur lura għall-1900. Ix-xokk veru għall-istoriċi tal-karozzi, madankollu, hija l-karozza tat-tlielaq tal-1902 mibnija mill-manifattur Olandiż Spyker. Fi żmien meta saħansitra l-brejkijiet kienu mqiegħda biss fuq ir-roti ta’ wara, din il-karozza kellha drive ġenwin full-time fuq l-erba’ roti — komplut b’differenzjal bejn il-fusijiet.

Il-kumpanija Spyker kienet ġiet imwaqqfa fl-1880 mill-aħwa Spijker bħala manifatturi ta’ karrijiet miġbuda miż-żwiemel. L-ewwel karozza tagħhom dehret fl-1900, u sentejn wara, jaħdmu mad-disinjatur Belġjan Joseph Valentin Laviolette, ipproduċew il-karozza tat-tlielaq Spyker 60 HP b’erba’ roti motorizzati (1902–1907). L-ispeċifikazzjoni tagħha kienet straordinarjament avvanzata għall-era:

• Tliet differenzjali — bejn il-fusijiet u t-tnejn bejn ir-roti
• Tliet mekkaniżmi separati tal-ibbrejkjar — tnejn fuq ir-roti ta’ wara, wieħed fuq id-driveshaft ta’ quddiem
• Sistema ta’ drive fuq l-erba’ roti li ma kinitx tiġi mqabbla fil-kunċett għal għexieren ta’ snin

Il-kunċett tad-drive full-time fuq l-erba’ roti, għalhekk, għandu sew aktar minn seklu. Ma nbnewx ħafna Spykers b’erba’ roti motorizzati — kienu għaljin enormement u qatt ma kisbu suċċess sinifikanti fit-tlielaq. Żewġ proġetti AWD aktar ambizzjużi segwew fil-bidu tas-snin tletin: il-Bugatti Tipo 53 u l-Miller FWD.

Il-proġett Bugatti Tipo 53 oriġina mal-inġinier tal-Fiat Antonio Pichetto, li ppropona l-idea lil Ettore Bugatti fl-1930. Tliet karozzi tlestew fl-1932, kull waħda kellha:

• Magna straight-eight supercharged ta’ 300 hp
• Drive full-time fuq l-erba’ roti bi tliet differenzjali
• Transfer case u differenzjal bejn il-fusijiet integrati mal-gearbox immuntat separatament
• Drive shafts għaż-żewġ fusijiet imqiegħda fuq in-naħa tax-xellug tal-karozza
• Suspension indipendenti ta’ quddiem fuq molla trażversali — mhux tas-soltu għal Bugatti

Minkejja li qabżet il-karozzi kontemporanji b’drive fuq wara fid-dawriet tal-ġild, it-Tipo 53 sofriet minn sforz eċċessiv fl-isteering minħabba l-użu ta’ Cardan joints standard minflok constant-velocity joints fid-driveshafts ta’ quddiem. It-tliet karozzi kkompetew sal-1935.

Il-Miller FWD ġiet parzjalment minħabba li d-disinjatur Amerikan Harry Miller kien studja Bugatti b’drive fuq quddiem mixtrija speċifikament biex tiġi żarmata. Ispirat mill-approċċ ta’ Bugatti, Miller żviluppa ċ-chassis tiegħu stess b’erba’ roti motorizzati bi sponsorship mill-kumpanija tat-trakkijiet FWD. Wieħed mill-Millers b’erba’ roti motorizzati kien fuq quddiem fl-Indianapolis 500 tal-1934 qabel ma rtira bi problemi mekkaniċi fid-disa’ post.

Dawn il-karozzi huma konnessi wkoll ma’ wieħed mill-aktar mumenti “x’jiġri kieku” strambi fl-istorja tal-karozzi. Waqt tlielaq fiċ-ċirkwit AVUS f’Berlin fl-1935, Miller b’erba’ roti motorizzati kien fit-tielet post meta l-magna straight-eight tiegħu fallha b’mod katastrofiku, u bagħtet frak itir lejn it-tribuni. Adolf Hitler kien preżenti fit-tribuni dakinhar. Kieku saħansitra biċċa żgħira waħda laħqitu, il-kors tat-Tieni Gwerra Dinjija — u l-istorja tad-dinja — seta’ kien kompletament differenti.

Il-Ferguson Formula: Is-Sistema AWD li Biddlet Kollox

Biex nifhmu l-kapitlu kritiku li jmiss fl-istorja tad-drive fuq l-erba’ roti, jgħin li nirrivedu limitazzjoni fundamentali tad-differenzjali miftuħa bejn il-fusijiet. Differenzjal miftuħ jippermetti li fus wieħed idur liberament filwaqt li l-ieħor ma jirċievi ebda torque. Jekk ir-roti ta’ wara jitilfu l-grip kompletament, ir-roti ta’ quddiem jistgħu jibqgħu wieqfa filwaqt li dawk ta’ wara jduru — id-differenzjal ma jagħmel xejn biex jipprevjeni dan.

Is-soluzzjoni żviluppata għall-SUVs kienet l-iqfil pożittiv: is-sewwieq jingrana manwalment mekkaniżmu li jaqfel b’mod riġidu l-ingranaġġi tad-differenzjal, u jikkonverti d-drive tad-differenzjal f’konnessjoni solida. Dan l-approċċ intuża fir-Range Rovers bikrin, fil-Lada Niva, u f’ħafna vetturi off-road oħra — inkluż l-ewwel ġenerazzjoni tal-Audi Quattro, li kienet teħtieġ li s-sewwieq jaqfel manwalment id-differenzjal ċentrali sal-1984. Imma l-iqfil manwali huwa kompromess ieħor: irid jiġi diżingranat fuq uċuħ ibsin, u ma joffri ebda protezzjoni jekk it-tidlik tar-roti jibda mingħajr stennija fuq triq żelqana.

L-ewwel differenzjal awtomatiku bejn il-fusijiet li jaqfel waħdu kien il-ħolqien tas-sewwieq u inġinier tat-tlielaq Brittaniku Tony Rolt. Flimkien mal-ħabib u sieħeb tiegħu fit-tlielaq Fred Dixon, Rolt kien mexxa l-workshop Rolt/Dixon Developments qabel il-gwerra. Wara, it-tnejn saru ffaxxinati bil-potenzjal tad-drive permanenti fuq l-erba’ roti. Wara li bnew testbed sperimentali b’erba’ roti motorizzati msejjaħ il-“Crab,” ingħaqdu fl-1950 ma’ Harry Ferguson — il-manifattur ta’ suċċess tat-tractors — biex jiffurmaw Harry Ferguson Research.

Il-viżjoni ta’ Ferguson ma kinitx karozza tat-tlielaq imma karozza tat-triq tabilħaqq sikura: waħda li r-roti tagħha la jduru waħedhom taħt l-aċċellerazzjoni u lanqas jiqfludu taħt l-ibbrejkjar. Rolt u Dixon iddeċidew li jiddisinjaw karozza bħal din kompletament mill-bidu — karozzerija, trasmissjoni, u powertrain inklużi. Bid-disinjatur esperjenzat Claude Hill (qabel ta’ Aston Martin) miġjub bħala inġinier kap, is-sedan sperimentali Ferguson R4 tlesta wara sitt snin ta’ żvilupp. L-ispeċifikazzjoni tiegħu kienet rimarkabbli għall-1956:

• Drive permanenti fuq l-erba’ roti b’differenzjal bejn il-fusijiet li jaqfel waħdu
• Magna flat-four
• Disc brakes fuq l-erba’ roti kollha
• Is-sistema elettromekkanika anti-lock tal-ibbrejkjar Dunlop MaxaRet, adattata mill-avjazzjoni

Il-qalb tat-trasmissjoni Ferguson Formula kien mekkaniżmu inġenjuż li jaqfel waħdu ġewwa t-transfer case. Minbarra d-differenzjal, l-unità kien fiha sett ta’ ingranaġġi addizzjonali, żewġ overrunning clutches tal-balls, u żewġ pakketti ta’ diski ta’ frizzjoni. Taħt kundizzjonijiet normali, dawn l-elementi kienu jistrieħu fil-kwiet. Imma meta r-roti ta’ fus wieħed bdew jiżolqu — u kkawżaw differenza fil-veloċitajiet tal-output shafts — waħda mill-clutches kienet tingrana, tagħfas il-pakkett ta’ frizzjoni tagħha kontra l-ingranaġġi tad-differenzjal u tikkonverti minnufih id-drive tad-differenzjal f’konnessjoni solida.

It-tieni prototip, il-Ferguson R5 estate tal-1962, kien saħansitra aktar kapaċi. It-testers tar-rivista Autocar innutaw li laħaq il-limiti tal-adeżjoni f’veloċitajiet li dehru kważi impossibbli. Minkejja dan, ebda manifattur ma qabel li jpoġġi l-Ferguson fil-produzzjoni — il-kumplessità u l-ispiża kienu għoljin wisq. Madankollu, fl-1962 Tony Rolt ikkonvinċa l-maniġment ta’ Jensen Cars biex jadattaw it-trasmissjoni Ferguson Formula għall-coupé CV8 li kien ġej, li uża magna Chrysler V8 ta’ 300 hp. Tliet snin wara, tlesta Jensen CV8 FF sperimentali b’erba’ roti motorizzati.

Fl-1966, il-Jensen Interceptor ħadet post is-CV8 — u flimkien mal-coupé standard b’drive fuq wara, Jensen offriet varjant b’drive fuq l-erba’ roti immarkat bi plakka diskreta “FF”. Il-Jensen FF saret l-ewwel karozza tal-produzzjoni fid-dinja li tgħaqqad differenzjal bejn il-fusijiet li jaqfel waħdu mal-ABS. Id-deżinjazzjoni “FF” kienet tirrappreżenta “Formula Ferguson.” L-ispeċifikazzjonijiet ewlenin kienu jinkludu:

• Magna Chrysler V8 big-block ta’ 6.3-litri li tipproduċi 325 hp
• Gearbox awtomatika TorqueFlite bi tliet veloċitajiet jew manwali b’erba’ veloċitajiet
• Qsim asimmetriku tat-torque: 63% lill-fus ta’ wara, 37% lil dak ta’ quddiem — biex jiġi ppreservat il-karattru ta’ maniġġabbiltà ta’ drive fuq wara
• ABS Dunlop MaxaRet b’kanal wieħed
• Rack-and-pinion power steering u disc brakes mad-dawra kollha
• Veloċità massima ta’ 212 km/h; 0–100 km/h f’7.7 sekondi; piż approssimattiv ta’ 1,800 kg
• Prezz fir-Renju Unit fl-1968: madwar £6,000 — simili għall-irħas Rolls-Royce
• Produzzjoni totali: 318-il karozza (1966–1971)

Kull ġurnalist tal-karozzi ta’ dak iż-żmien faħħar l-istabbiltà eċċezzjonali tal-Jensen FF u dak li ddeskrivew bħala “marġni ta’ trazzjoni kważi bla limitu fuq l-asfalt imxarrab.” B’mod traġiku, Harry Ferguson innifsu qatt ma ra l-Jensen FF — miet fl-1960.

Għaliex nqattgħu tant ħin fuq il-Ferguson Formula? Għaliex Harry Ferguson Research kienet l-ewwel organizzazzjoni kullimkien fid-dinja li ttrattat id-drive fuq l-erba’ roti primarjament bħala għodda għas-sikurezza attiva — mhux sempliċement bħala soluzzjoni għall-problemi tat-trazzjoni off-road. Il-qsim asimmetriku tat-torque kien għażla deliberata biex tevita l-imprevedibbiltà li tinfesta s-sistemi AWD simmetriċi. F’karozza b’drive fuq wara, l-applikazzjoni ta’ wisq aċċelleratur f’dawra żelqana tikkawża oversteer prevedibbli. F’karozza b’drive fuq quddiem, tikkawża understeer prevedibbli. F’karozza AWD simmetrika, ir-rispons jiddependi fuq liema fus għandu l-agħar grip — li jista’ jkun ambigwu u perikoluż. Billi tindirizza t-torque lejn wara, il-Ferguson Formula tat lill-Jensen FF maniġġabbiltà kważi prevedibbli ta’ drive fuq wara taħt ħafna kundizzjonijiet.

L-Invenzjoni tal-Visco-Coupler

Il-mekkaniżmu li jaqfel waħdu tal-Ferguson Formula kellu limitazzjoni waħda sinifikanti: l-overrunning clutches tiegħu joperaw b’mod binarju, on-off. It-tranżizzjoni minn differenzjal miftuħ għal qfil sħiħ kienet instantanea, li setgħet toħloq l-ambigwità tagħha stess tal-maniġġabbiltà fil-mument tal-ingranaġġ. Dak li kien meħtieġ kien mekkaniżmu li jista’ jvarja l-grad tal-qfil tad-differenzjal b’mod likk u progressiv.

Fl-aħħar tas-snin sittin, Tony Rolt u Derek Gardner — aktar tard id-disinjatur kap tal-karozzi tal-Formula 1 ta’ Tyrrell — bdew jesperimentaw bil-fluwidu tas-silikon użat fil-couplings tal-fann viskużi. Ir-riżultat kien il-visco-coupler: kontenitur ċilindriku mimli bil-fluwidu tas-silikon, li fih pakketti alternanti ta’ diski ta’ frizzjoni konnessi ma’ kull output shaft.

Hawn kif jaħdem:

• Taħt kundizzjonijiet normali, bir-roti kollha jduru b’veloċitajiet simili, il-pakketti tad-diski bilkemm jiċċaqilqu relattiv għal xulxin u l-coupler ma jkollu ebda effett fuq id-differenzjal.
• Meta fus wieħed jibda jiżolaq, l-output shaft tiegħu jdur aktar malajr, u jikkawża l-pakketti tad-diski jduru relattiv għal xulxin u jaqtgħu l-fluwidu tas-silikon.
• Il-qtugħ iżid it-temperatura u l-pressjoni ġewwa l-coupler, u jgħolli b’mod drammatiku l-viskożità tal-fluwidu.
• Din iż-żieda fil-viskożità tikkawża d-diski jiġbdu kontra xulxin, u progressivament jibbrejkjaw l-shaft li jdur aktar malajr u jaqfludu parzjalment jew kompletament id-differenzjal.

Wara li ppatenta l-visco-coupler, Tony Rolt waqqaf FF Developments (FFD) fl-1971 biex jipprovdi trasmissjonijiet ta’ drive fuq l-erba’ roti b’mod kummerċjali. Il-proġetti bikrin kienu jinkludu vannijiet Bedford b’erba’ roti motorizzati għas-servizzi tal-forestrija Brittaniċi, lott ta’ karozzi tal-pulizija Ford Zephyr FF, u sedans Opel Senator 4×4 għall-missjoni militari Brittanika f’Berlin.

L-akbar kisba ta’ produzzjoni ta’ FFD kienet it-trasmissjoni għall-AMC Eagle (1979–1988) — verżjoni mgħollija b’drive fuq l-erba’ roti tas-sedan AMC Concord, mgħammra b’tajers akbar u body lift ta’ 75 mm. L-AMC Eagle kienet l-ewwel karozza tal-produzzjoni fid-dinja li tuża differenzjal bejn il-fusijiet imqaffel minn visco-coupler. Għalkemm ikkonċepita bħala off-roader ħafif aktar milli karozza ta’ prestazzjoni, l-arkitettura tat-trasmissjoni tagħha saret l-antenat dirett ta’ xi wħud mill-aktar karozzi AWD ta’ prestazzjoni ċċelebrati li qatt inbnew — inklużi ġenerazzjonijiet bikrin tas-Subaru Impreza WRX u l-Mitsubishi Lancer Evolution.

Differenzjali li Jaqfludu Waħedhom: Minn Torsen sal-Kontroll Elettroniku

Meta l-Audi Quattro daħlet fil-produzzjoni fl-1981 — sentejn wara d-debutt tal-AMC Eagle — użat differenzjal konvenzjonali miftuħ bejn il-fusijiet b’qfil pożittiv operat manwalment. L-eleganza tas-soluzzjoni ta’ Audi kienet fl-ippakkjar: il-magna mmuntata b’mod lonġitudinali kienet tipponta direttament lejn il-fus ta’ wara, u differenzjal bejn il-fusijiet kien integrat direttament fil-gearbox. L-shaft sekondarju tal-gearbox sar vojt minn ġewwa, u d-driveshaft ta’ quddiem ġie mgħoddi minnu. It-tim ta’ Ferdinand Piëch għażel qsim simmetriku ta’ 50:50 tat-torque bejn quddiem u wara.

Fl-1984, il-lievi tal-qfil manwali tad-differenzjal fl-aħħar għebu mill-kabini ta’ Audi, mibdula bid-differenzjal li jaqfel waħdu Torsen (TORque SENsing). It-Torsen joffri diversi vantaġġi ewlenin:

• Huwa kompletament mekkaniku — ebda elettronika, fluwidu, jew input tas-sewwieq meħtieġ
• Jirrispondi għal bidliet fit-torque fuq l-output shafts minflok għad-differenzi fil-veloċità, li jfisser li jista’ jirreaġixxi qabel ma jibda l-iżlieq tar-roti
• Għall-kuntrarju ta’ visco-coupler, jaqfel biss taħt it-trazzjoni, mhux l-ibbrejkjar, li jagħmlu kompletament kompatibbli mal-ABS
• L-iqfil u l-ftuħ huwa likk u kontinwu, mingħajr tranżizzjonijiet binarji

L-abbiltà ppruvata tat-Torsen li jwassal titjib fil-maniġġabbiltà u l-istabbiltà fuq karozzi ta’ prestazzjoni aktar tard attirat inġiniera tal-SUV li kienu qed ifittxu dinamiċi simili għal karozza. Illum jintuża fit-trasmissjonijiet ta’ vetturi inklużi r-Range Rover, il-Volkswagen Touareg, il-Porsche Cayenne, u t-Toyota Land Cruiser Prado.

Lura fis-snin tmenin, id-dominanza fir-rally tal-Audi Quattro qanqlet ġirja tal-armamenti fid-drive fuq l-erba’ roti fost il-kompetituri tal-Grupp B. Fi ftit staġuni, il-karozzi tar-rally li ġejjin b’erba’ roti motorizzati kienu kollha dehru — kull waħda tuża t-teknoloġija tal-visco-coupler ta’ FFD fid-differenzjali tagħhom li jaqfludu waħedhom:

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

Stuart Rolt, bin Tony, immaniġġja r-relazzjonijiet ta’ FFD mat-timijiet tar-rally matul dan il-perjodu.

Fil-bidu tas-snin disgħin, il-fabbrika AZLK fir-Russja wkoll daret lejn FFD biex tiżviluppa verżjoni tar-rally b’drive fuq l-erba’ roti tal-Moskvitch 2141. Bl-użu tal-istess layout bi tliet differenzjali bħall-Ford RS200, il-Moskvitch sperimentali b’erba’ roti motorizzati kiseb maniġġabbiltà rimarkabbilment prevedibbli f’kundizzjonijiet estremi. L-ittestjar żvela prinċipju importanti: billi jaġġustaw l-ebusija tal-qfil ta’ kull visco-coupler individwalment, l-inġiniera setgħu jirfinaw il-bilanċ tal-maniġġabbiltà tal-karozza fuq firxa wiesgħa:

• Differenzjal bejn ir-roti ta’ wara aktar iebes → aktar tendenza għal oversteer
• Differenzjal ta’ quddiem jew bejn il-fusijiet aktar iebes → aktar understeer u stabbiltà

Din it-tunabilità hija għaliex il-karozzi moderni tar-rally tal-WRC jużaw pakketti ta’ frizzjoni b’diski multipli kkontrollati elettronikament minflok visco-couplers passivi fit-tliet differenzjali kollha. L-atwaturi idrawliċi u kompjuter abbord jistgħu jvarjaw l-iqfil ta’ kull differenzjal f’ħin reali — jirrilaxxaw il-clutches meta jidħlu f’dawra biex jippermettu li l-karozza ddur liberament, u mbagħad progressivament jagħfsuhom hekk kif is-sewwieq jaċċellera fuq id-dritt biex jimmassimizza t-trazzjoni filwaqt li jevita l-understeer.

Żewġ manifatturi kienu pijunieri fid-differenzjali kkontrollati elettronikament fil-karozzi tat-triq:

• Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 E-Class): Tliet clutches ikkontrollati elettronikament konnettew sekwenzjalment il-fus ta’ quddiem, imbagħad qaflu d-differenzjal bejn il-fusijiet, imbagħad qaflu d-differenzjal ta’ wara skont kif kien meħtieġ. Is-sistema kienet effettiva imma kumplessa żżejjed, u l-elettronika setgħet tikkawża li r-roti ta’ quddiem jikkonnettjaw u jiddiskonnettjaw b’mod notevoli fuq uċuħ maħlula.
• Porsche 959 (1986): Żewġ clutches ikkontrollati elettronikament joperaw f’erba’ modi magħżula mis-sewwieq. Is-sistema tal-959 kienet aktar sofistikata u aktar adattata għall-użu ta’ prestazzjoni għolja.

Tibdil tad-Differenzjal: Haldex u Sistemi AWD Simplifikati

Filwaqt li l-inġiniera tar-rally kienu jimbuttaw id-differenzjali li jaqfludu waħedhom sal-limiti tagħhom, id-disinjaturi ta’ karozzi tal-passiġġieri mainstream marru fid-direzzjoni opposta — jeliminaw kompletament id-differenzjal bejn il-fusijiet u jissostitwuh b’visco-coupler waħdu. Il-Volkswagen Golf II Syncro tal-1985 kienet l-ewwel karozza tal-passiġġieri Ewropea li tuża dan l-approċċ. It-trasmissjoni ġiet żviluppata minn inġiniera ta’ GKN, li kienet akkwistat lil FFD fl-1969.

Il-layout simplifikat tal-visco-coupler offra vantaġġi ċari għall-produzzjoni tas-suq tal-massa:

• Il-mudell b’drive fuq l-erba’ roti qasam ħafna komponenti mal-verżjoni standard b’drive fuq quddiem, u naqqas l-ispiża u l-kumplessità tal-manifattura
• Taħt kundizzjonijiet normali, il-karozza saqet b’mod identiku għal karozza b’drive fuq quddiem
• Meta r-roti ta’ quddiem żelqu, il-visco-coupler seta’ jittrasferixxi sa 70% tat-torque lejn wara fi żmien madwar 0.2 sekondi

Madankollu, dan l-ingranaġġ ittardjat ħoloq responsabbiltà fil-maniġġabbiltà: karozza li inizjalment kienet timxi bħal vettura b’drive fuq quddiem (timbotta wiesa’ fuq quddiem) setgħet f’daqqa tinbidel f’imġiba mbiegħda lejn wara meta l-visco-coupler ingrana, u taqbad lis-sewwieqa bla mistennija. Il-manifatturi Ġappuniżi esploraw diversi soluzzjonijiet, inkluż it-tqegħid ta’ visco-couplers multipli — xi mudelli, bħan-Nissan Sunny/Pulsar tal-1988, użaw tlieta: wieħed biex jingrana d-drive ta’ wara u wieħed biex jaqfel kull differenzjal bejn ir-roti. Il-Mazda Concerto 4WD marret saħansitra aktar ‘il bogħod, u użat visco-couplers minflok kemm id-differenzjal bejn il-fusijiet kif ukoll dak bejn ir-roti ta’ wara.

Il-pass evoluzzjonarju li jmiss issostitwixxa l-visco-coupler b’clutch idrawliku b’diski multipli kkontrollat elettronikament — apparat ferm aktar mgħaġġel u kkontrollabbli b’mod aktar preċiż. Il-coupling Haldex, li ssostitwixxa l-visco-coupler fuq il-Volkswagen Golf IV u s-sħab tal-pjattaforma tagħha, hija l-eżempju l-aktar magħruf ta’ din it-teknoloġija. Hawn kif topera:

• Il-face cams jindividwaw kwalunkwe differenza fil-veloċità rotazzjonali bejn l-shafts ta’ quddiem u ta’ wara
• Ir-rollers li jirkbu fuq l-uċuħ tal-cams jimbuttaw il-pistuni fiċ-ċilindri taċ-ċrieki, u jippumpjaw il-fluwidu idrawliku
• Il-pressjoni tal-fluwidu tagħfas il-pakkett tal-clutch b’diski multipli, u tittrasferixxi t-torque lejn il-fus ta’ wara
• Valv solenojde, ikkontrollat mill-elettronika tal-vettura, jista’ jirrilaxxa l-pressjoni fi kwalunkwe punt — u jippermetti distribuzzjoni tat-torque infinitament varjabbli

Illum, ħafna karozzi AWD tal-passiġġieri u crossovers jużaw xi varjant ta’ din l-arkitettura tal-clutch ikkontrollat elettronikament — kemm jekk hija Haldex fuq vetturi tal-Grupp Volkswagen, il-VTM-4 ta’ Honda, jew l-xDrive ta’ BMW. Il-veloċità tas-sistemi tal-clutch moderni naqqset id-dewmien tal-ingranaġġ sal-punt fejn huwa imperċettibbli fis-sewqan normali. It-tuning tas-software tal-kontroll issa jimporta aktar mill-hardware nnifsu: il-Golf 4Motion u l-Audi A3 Quattro jużaw trasmissjonijiet mekkanikament identiċi, imma software differenti jagħti lill-Volkswagen qsim simmetriku tat-torque filwaqt li l-kalibrazzjoni ta’ Audi tibgħat 60% tat-torque lejn quddiem għal karattru aktar familjari ta’ drive fuq quddiem.

It-Teknoloġija AWD Illum: Liema Sistema Hija l-Aħjar?

Is-sistemi ta’ drive part-time fuq l-erba’ roti b’tieni fus ingranat manwalment b’xorti tajba għebu mill-karozzi tal-passiġġieri. L-arkitetturi li jifdal kull waħda għandha l-merti tagħha:

• AWD full-time b’differenzjal bejn il-fusijiet li jaqfel waħdu (visco-coupler bħal f’Subaru, Torsen mekkaniku bħal f’Audi A4/A6/A8 Quattro u Volkswagen Phaeton, jew clutches ikkontrollati elettronikament bħal f’Mitsubishi Lancer Evo): l-aktar sistemi sofistikati u sodisfaċenti, kapaċi tabilħaqq itejbu l-maniġġabbiltà kemm fuq it-triq kif ukoll fuq it-traċċa meta kkalibrati sew.
• AWD full-time b’differenzjal miftuħ bejn il-fusijiet (bħal f’Mercedes-Benz 4Matic): tiddependi fuq elettronika anti-żlieq biex tikkumpensa għan-nuqqas ta’ qfil awtomatiku. Effettiva fuq it-triq, imma mekkanikament inqas proattiva.
• Drive part-time fuq wara permezz ta’ clutch ikkontrollat (Haldex, bħal fuq Volvo, Saab, u diversi crossovers tal-Grupp Volkswagen): l-aktar layout komuni fil-crossovers moderni — kost-effettiv, ħafif, u dejjem aktar kapaċi grazzi għal elettronika aktar mgħaġġla.

It-tendenza dominanti fl-AWD avvanzat hija t-torque vectoring — mhux biss tqassam it-torque bejn il-fusijiet ta’ quddiem u ta’ wara, imma tvarjah b’mod attiv bejn ir-roti tax-xellug u tal-lemin fuq fus. Il-Mitsubishi Lancer Evolution X tirrappreżenta l-aqwa tal-arti: is-sistema S-AWC tagħha tgħaqqad differenzjal ċentrali kkontrollat elettronikament (ACD) ma’ differenzjal ta’ wara Active Yaw Control (AYC) kapaċi jittrasferixxi t-torque bejn ir-roti ta’ wara indipendentement. Settijiet addizzjonali ta’ ingranaġġi jistgħu jbiddlu l-bilanċ tat-torque b’mod proattiv, qabel ma jintilef il-grip, aktar milli b’mod reattiv ladarba l-iżlieq tar-roti diġà jkun beda.

F’termini prattiċi, id-differenzi fil-maniġġabbiltà fid-dinja reali bejn is-sistemi AWD moderni jkomplu jonqsu hekk kif l-elettronika tal-kontroll issir aktar sofistikata. Sistema bbażata fuq Haldex ikkalibrata sew f’crossover tista’ twassal stabbiltà li kienet tidher rimarkabbli minn differenzjal mekkaniku Torsen ġenerazzjoni ilu. Dik, fl-aħħar mill-aħħar, hija d-direzzjoni li t-teknoloġija sejra fiha — u l-punt finali jista’ jkun il-karozza elettrika b’erba’ muturi individwali fir-roti, kull wieħed iwassal torque ikkontrollat b’mod preċiż mingħajr ebda drivetrain mekkaniku xejn.

Din hija traduzzjoni. Tista’ taqra l-oriġinal hawn: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html