सबै-पांग्रा ड्राइभ सम्झाइएको: इतिहास, प्रविधि, र AWD प्रणालीहरू कसरी काम गर्छन्

यो लेख सरल प्राविधिक मार्गदर्शनका रूपमा सुरु भएको थियो – करिब सबै-पांग्रा ड्राइभबारे तपाईंले जान्न चाहेका तर कसलाई सोध्ने थाहा नपाएका कुराहरू जस्तो. योजना खुला डिफरेन्सियल visco-coupler वा Haldex इकाइभन्दा कसरी फरक छ, self-locking डिफरेन्सियलले वास्तवमा के गर्छ, र यसले किन महत्त्व राख्छ भनेर सम्झाउने थियो. तर इतिहासमा जति गहिरो खोज्यौं, कथा त्यति अचम्मलाग्दो बन्दै गयो. स्थायी सबै-पांग्रा ड्राइभ भएको पहिलो यात्रु कार सय वर्षभन्दा अगाडि नेदरल्यान्डमा बनेको थियो. र 1935 मा, चार-पांग्रा ड्राइभ भएको एक अमेरिकी रेसिङ कार विश्व इतिहासको दिशा बदल्न अचम्मको नजिक पुगेको थियो.

यात्रु कारलाई सबै-पांग्रा ड्राइभ किन चाहिन्छ? 21औं शताब्दीमा जवाफ स्पष्ट देखिन्छ: राम्रो ट्र्याक्सन, चिप्लो सतहमा कम wheelspin, शक्तिमा रहँदा बढी संयम. दुईभन्दा चार चलित पांग्रा सिधै राम्रा हुन्छन्. तर उद्योगले त्यसमा कार्य गर्न अचम्मको लामो समय लियो. कुनै पनि अटोमोटिभ इतिहासकारलाई सोध्नुहोस्, उनीहरूले mass-market कारहरूको सबै-पांग्रा ड्राइभ युग 1980 मा Audi Quattro सँग सुरु भएको भन्नेछन्, केही दुर्लभ अग्रगामीहरू – 1966 को British supercar Jensen FF र 1972 को Subaru Leone 4WD – सहित. साँच्चैको विशेषज्ञले थप्नेछ कि सुरुका चार-पांग्रा ड्राइभ Subaru हरू स्थायी सबै-पांग्रा ड्राइभ थिएनन्. तिनीहरू part-time थिए. र त्यो भिन्नता नै सारा कथा हो.

पार्ट-टाइम 4WD: एउटा अस्थायी समाधान

केही समय मात्र एक एक्सल चलाउनु सम्झौता हो, र सडक कारका लागि यो सुन्दर सम्झौता होइन. part-time 4WD शब्द SUV र off-road ट्रकको संसारबाट आएको हो. यस संरचनामा एक एक्सल स्थायी रूपमा चलित हुन्छ र अर्को आवश्यक पर्दा कठोर रूपमा जोडिन्छ – तर त्यो कठोर जोडाइ सडकबाहिर मात्र प्रयोग गर्न मिल्छ. अस्फाल्टमा प्रणाली पूरै बिच्छेद गर्नुपर्छ.

कठोर जोडाइ अस्फाल्टमा किन फेल हुन्छ

• कार मोडिंदा, अगाडिका पांग्राहरू पछाडिकाभन्दा लामो चापमा चल्छन् र त्यसैले छिटो घुम्नुपर्छ.
• कठोर रूपमा जोडिएको सबै-पांग्रा ड्राइभ प्रणालीमा, अगाडिका पांग्रामा ट्र्याक्सन घट्छ भने पछाडि टर्क बढ्छ.
• केही अवस्थामा अगाडिका पांग्राले चलाउने बलको सट्टा ब्रेकिङ बल पैदा गर्न सक्छन् – प्रतिरोध थपिन्छ र कार हाँक्न गारो बन्छ.
• माटो वा हिउँ जस्ता खुला सतहमा यो सम्भाल्न सकिन्छ, तर अस्फाल्टमा यसले drivetrain बाइन्डिङ र ह्यान्डलिङ समस्या गम्भीर बनाउँछ.

सेलाबाट जाँदा हरेक पांग्राले आफ्नै चाप अनुसरण गर्छ र आफ्नै गतिमा घुम्नुपर्छ. त्यसैले स्थायी सबै-पांग्रा ड्राइभलाई तीन डिफरेन्सियल चाहिन्छ: दुई प्रत्येक एक्सलका पांग्राबीच, र एक एक्सलहरूबीच, जसले अगाडि र पछाडि एकअर्काबाट स्वतन्त्र रूपमा घुम्न सकून्.

पार्ट-टाइम कारहरू: GAZ-61 देखि Subaru Leone सम्म

यी सबैका बावजुद कठोर रूपमा जोडिएको सबै-पांग्रा ड्राइभ केही सडकयोग्य कारमा पुग्यो, यद्यपि तिनीहरू स्वभावमा off-road ट्रकको नजिक थिए. USSR मा GAZ-61 Emka – छ-सिलिन्डर इन्जिन र part-time अगाडि एक्सल भएको चार-पांग्रा ड्राइभ सेडान – 1938 मा नै सानो-ब्याच उत्पादनमा आयो. युद्धपछि एउटै विचार off-road GAZ-M72 Pobeda र Moskvitch-410 मा देखियो. 1972 Subaru Leone 4WD ले ठ्याक्कै एउटै तर्क पछ्यायो: कच्ची बाटोका लागि बनाइएको, अग्र-ड्राइभ Subaru भन्दा अग्लो, र पछाडिको एक्सल चालकले हाते जोड्ने.

Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972-1979) अग्र-पांग्रा ड्राइभ प्लाटफर्मको चार-पांग्रा ड्राइभ रूपान्तर थियो, हाते जोडिने पछाडि एक्सलसहित. मुख्य विशिष्टताहरू यसप्रकार थिए:

• इन्जिन विकल्प: 1.4-लिटर (72 hp) वा 1.6-लिटर (80 hp)
• बडी शैलीहरू: स्टेसन वैगन, सलुन, र पिकअप ट्रक
• पछिल्लो-पाङ्ग्रा ड्राइभ सक्रियता: म्यानुअल-ट्रान्समिसन कारहरूमा म्यानुअल; अटोमेटिकहरूमा मल्टि-डिस्क फ्रिक्सन क्लचमार्फत स्वचालित
• यो part-time व्यवस्था 1989 सम्म सबै चार-पांग्रा ड्राइभ Subaru मा चल्यो

part-time ड्राइभको मूल समस्या के हो भने यो ती पाक्का सडकमा निर्थक हुन्छ जहाँ धेरै कारहरूले आफ्नो जीवनको धेरै भाग बिताउँछन् – तर कारले transfer case, दोस्रो driveshaft र थप एक्सल एसेम्ब्लीको तौल सधैँ बोक्छ. part-time प्रणालीलाई full-time बनाउन ठ्याक्कै एक थप कम्पोनेन्ट चाहिन्छ: transfer case भित्रको अन्तर-एक्सल डिफरेन्सियल.

Full-Time सबै-पांग्रा ड्राइभ: यसले कसरी काम गर्छ र किन महत्त्वपूर्ण छ

तीन डिफरेन्सियल, एउटा सिद्धान्त

अन्तर-एक्सल डिफरेन्सियल स्थायी सबै-पांग्रा ड्राइभको कुञ्जी हो. दुई inter-wheel डिफरेन्सियलले प्रत्येक एक्सलका बायाँ र दायाँ पांग्रालाई सेलामा फरक गतिमा घुम्न दिन्छ. अन्तर-एक्सल डिफरेन्सियलले अगाडि एक्सल र पछाडिको बीच एउटै काम गर्छ. तीनै भएको कारले drivetrain नबाँधी वा ह्यान्डलिङ नमारी कुनै पनि सतहमा स्थायी सबै-पांग्रा ड्राइभ चलाउन सक्छ.

सिद्धान्तमा सरल भए पनि – आरम्भिक 1980s सम्म उद्योगले full-time सबै-पांग्रा ड्राइभ सडक कारमा आवश्यक नठान्थ्यो. मान्य धारणा थियो कि सुक्खा अस्फाल्टमा दोस्रो जोडी पांग्रा र तिनीहरूसँग जोडिएका सबै चीज घुमाउनाले केवल शब्द र इन्धन खपत थप्छ.

Quattro ले के प्रमाणित गर्यो

Audi Quattro ले त्यो सोचाइ सधैँका लागि बदलिदियो. इन्जिन टर्क सधैँ चारै पांग्रामा बाँडेर, full-time प्रणालीले:

• सेलामा lateral forces हरू सम्भाल्न ठूलो ग्रिप मार्जिन बाँकी राख्छ
• सेलाको बीचमा गति बढाउँदा वा ब्रेक गर्दा स्थिरता धेरै सुधार गर्छ
• थ्रोटल इनपुटले ट्रिगर गरेको अचानक oversteer वा understeer को जोखिम घटाउँछ

अन्तिम 1980s को Audi 80 Quattro ले यो layout कति परिष्कृत भयो देखाउँछ. Quattro आर्किटेक्चर प्रतिस्पर्धी Ferguson Formula ट्रान्समिसनभन्दा बढी compact छ. 1984 देखि Audi ले Torsen self-locking डिफरेन्सियल जडान गर्यो – हर आउटपुट शाफ्टमा रहेको टर्कमा प्रतिक्रिया गर्ने, पांग्राको गति फरकमा होइन, शुद्ध यान्त्रिक यन्त्र. visco-coupler भन्दा फरक, Torsen ले केवल traction मा लक गर्छ, braking मा कहिल्यै होइन, जसले यसलाई ABS सँग पूर्ण सुसंगत र deceleration मा बढी स्थिर बनाउँछ.

Range Rover (1970) र Russian Lada Niva (1976) लाई सामान्यतया अन्तर-एक्सल डिफरेन्सियल भएका पहिला ठूलो-उत्पादित वाहन भनी श्रेय दिइन्छ भन्ने कुरा ध्यान दिन लायक छ – तर दुवै पक्का off-roader हुन्. Audi Quattro को दाबी विशेष गरी यात्रु कारहरूमा पहिलो हुनु हो.

सुरुका चार-पांग्रा ड्राइभ रेसिङ कारहरू: Spyker देखि Bugatti सम्म

Quattro युगभन्दा अगाडि रेसिङ कार डिजाइनरहरूले full-time सबै-पांग्रा ड्राइभ खोजेका थिए? निश्चय नै – र कथा धेरैजसो मान्छेले आपेक्षा गरेभन्दा धेरै पर फर्कन्छ.

Porsche का चार-पांग्रा ड्राइभ प्रयोगहरू

Ferdinand Porsche को पहिलो युद्धपछिको परियोजना चार-पांग्रा ड्राइभ रेसिङ कार थियो: Cisitalia 360, mid-engined, 1.5-लिटर बाह्र-सिलिन्डर इन्जिनसहित. तर त्यसको अग्र-पांग्रा ड्राइभ part-time थियो – चालकले सीधा भागमा त्यो जोड्थ्यो र सेलाअगाडि पछाडि-पांग्रा ड्राइभमा फर्कन्थ्यो.

Porsche ले वास्तवमा त्यसभन्दा धेरै अगाडि चार-पांग्रा ड्राइभ वाहन बनाइसकेको थियो: 1900 तिरको चार छुट्टाछुट्टै wheel motor भएको इलेक्ट्रिक कार.

The Spyker 60 HP, 1902

अटोमोटिभ इतिहासकारका लागि साँच्चैको चकित पार्ने कुरा भनेको Dutch निर्माता Spyker ले बनाएको 1902 को रेसिङ कार हो. ब्रेक समेत पछाडिका पांग्रामा मात्र लगाइने समयमा, यस कारसँग साँच्चैको full-time सबै-पांग्रा ड्राइभ थियो, अन्तर-एक्सल डिफरेन्सियलसहित.

Spyker को स्थापना 1880 मा Spijker दाजुभाइले घोडागाडा निर्माताका रूपमा गरेका थिए. उनीहरूको पहिलो कार 1900 मा देखापर्यो, र दुई वर्षपछि Belgian डिजाइनर Joseph Valentin Laviolette सँग काम गर्दै, उनीहरूले चार-पांग्रा ड्राइभ Spyker 60 HP रेसिङ कार (1902-1907) बनाए. त्यस कालखण्डका लागि यसको स्पेसिफिकेशन असाधारण थियो:

• तीन डिफरेन्सियल – अन्तर-एक्सल र दुवै inter-wheel
• तीन छुट्टाछुट्टै ब्रेकिङ मेकानिजम – दुई पछाडिका पांग्रामा, एक अगाडिको driveshaft मा
• एउटा चार-पांग्रा ड्राइभ प्रणाली, जसको अवधारणा दशकौंसम्म बराबरी हुन सकेन

तसर्थ, full-time चार-पांग्रा ड्राइभ अवधारणा एक शताब्दीभन्दा पुरानो छ. धेरै चार-पांग्रा ड्राइभ Spyker बनिएनन् – तिनीहरू अत्यन्त महँगा थिए र प्रतियोगितामा धेरै हासिल गरेनन्. आरम्भिक 1930s मा दुई वटा थप महत्वाकांक्षी परियोजना आए.

Bugatti Tipo 53 and Miller FWD

Bugatti Tipo 53 को सुरुवात Fiat का इन्जिनियर Antonio Pichetto बाट भयो, जसले 1930 मा Ettore Bugatti लाई यो विचार राखे। 1932 मा तीन कार तयार भए, प्रत्येकमा:

• 300 hp सुपरचार्ज्ड स्ट्रेट-एट इन्जिन
• तीन डिफरेन्सियलसहित full-time सबै-पांग्रा ड्राइभ
• छुट्टै जडान भएको गियरबक्ससँग एकीकृत transfer case र अन्तर-एक्सल डिफरेन्सियल
• दुवै एक्सलका driveshaft कारको बायाँ पक्षमा राखिएका
• अनुप्रस्थ spring मा स्वतन्त्र अगाडि सस्पेन्सन – Bugatti का लागि असामान्य

Tipo 53 ले गिट्टीका सेलामा समकालीन rear-wheel-drive कारहरूलाई उछिन्थ्यो, तर स्टियरिङ डरलाग्दो भारी थियो: अगाडिका driveshaft ले constant-velocity joints को सट्टा साधारण Cardan joints प्रयोग गर्थे. तीन कारहरू 1935 सम्म प्रतिस्पर्धामा रहे.

Miller FWD आंशिक रूपमा अमेरिकी डिजाइनर Harry Miller ले खास गरी खोलेर हेर्न किनिएको front-wheel-drive Bugatti अध्ययन गरेकाले आयो. उनले भेटेका कुराबाट प्रेरित भएर, Miller ले FWD ट्रक कम्पनीको प्रायोजनमा आफ्नै चार-पांग्रा ड्राइभ च्यासिस विकास गरे. चार-पांग्रा ड्राइभ Miller मध्ये एकले 1934 Indianapolis 500 नेतृत्व गरेको थियो, यान्त्रिक समस्याले नवौं स्थानमा झारेअघि.

AVUS मा नजिकै चुक, 1935

यी कारहरू मोटरिङ इतिहासको एक अत्यन्त अचम्मको what if क्षणसँग पनि जोडिएका छन्. 1935 मा Berlin को AVUS track मा भएको रेसको क्रममा, चार-पांग्रा ड्राइभ Miller तेस्रो स्थानमा चलिरहेको थियो जब त्यसको straight-eight इन्जिन भयावह रूपमा बिग्रियो र ग्र्यान्डस्ट्यान्डतिर टुक्रा फाल्यो. Adolf Hitler त्यस दिन दर्शक स्थानमा थियो. सानो टुक्रा मात्र पनि उससम्म पुगेको भए, दोस्रो विश्वयुद्धको क्रम – र विश्व इतिहास – पूरै फरक हुन सक्थ्यो.

Ferguson Formula: सबै कुरा परिवर्तन गर्ने AWD प्रणाली

खुला मध्य डिफरेन्सियलको समस्या

अर्को अध्याय बुझ्न, खुला अन्तर-एक्सल डिफरेन्सियलको मूल सीमामा फर्कनु उपयोगी हुन्छ. खुला डिफरेन्सियलले एक एक्सललाई स्वतन्त्र घुम्न दिन्छ जबकि अर्कोले कुनै टर्क पाउँदैन. यदि पछाडिका पांग्राले ग्रिप पूरै गुमाए, अगाडिका अडिरहन सक्छन् र पछाडिका घुमिरहन सक्छन् – र डिफरेन्सियलले त्यो रोक्न केही गर्दैन.

SUV संसारको जवाफ positive locking थियो: चालकले डिफरेन्सियल गियरहरूलाई कठोर लक गर्ने मेकानिजम जोड्छ, डिफरेन्सियल ड्राइभलाई ठोस जोडाइमा बदल्दै. सुरुका Range Rover ले यो प्रयोग गरे, Lada Niva र दर्जनौं अन्य off-roader ले पनि – र पहिलो-generation Audi Quattro ले पनि, जसमा 1984 सम्म चालकले centre differential हाते लक गर्नुपर्थ्यो. तर manual lock फेरि एउटा सम्झौता हो. सख्त सतहमा यसलाई छोड्नुपर्छ, र चिप्लो सडकमा पांग्रा अप्रत्याशित रूपमा घुम्न थाले यसले कुनै मद्दत गर्दैन.

Rolt, Dixon र Harry Ferguson

पहिलो automatic self-locking अन्तर-एक्सल डिफरेन्सियल British रेसिङ चालक र इन्जिनियर Tony Rolt को काम थियो. साथी र सह-रेसर Fred Dixon सँग उनले युद्धअगाडि Rolt/Dixon Developments वर्कशप चलाएका थिए; पछि दुवै स्थायी सबै-पांग्रा ड्राइभले के गर्न सक्छ भन्नेमा मोहित भए. उनीहरूले Crab नामको प्रयोगात्मक चार-पांग्रा ड्राइभ testbed बनाए, र 1950 मा सफल tractor निर्माता Harry Ferguson सँग मिलेर Harry Ferguson Research गठन गरे.

Ferguson रेसिङ कारको पछाडि थिएनन्. उनले साँच्चै सुरक्षित सडक कार चाहन्थे: जसका पांग्राहरू acceleration मा नघुमून् र braking मा नलक हून्. Rolt र Dixon ले अनुभवी डिजाइनर Claude Hill, पूर्व Aston Martin, लाई मुख्य इन्जिनियर बनाएर शून्यबाट – body, transmission र powertrain समेत – त्यो डिजाइन गर्न थाले. प्रयोगात्मक Ferguson R4 saloon छ वर्षको कामपछि तयार भयो, र 1956 का लागि त्यसको स्पेसिफिकेशन उल्लेखनीय थियो:

• self-locking अन्तर-एक्सल डिफरेन्सियलसहित स्थायी सबै-पांग्रा ड्राइभ
• A flat-four engine
• चारै पांग्रामा डिस्क ब्रेक
• उड्डयनबाट अनुकूलित Dunlop MaxaRet इलेक्ट्रोमेकानिकल एन्टि-लक ब्रेकिङ प्रणाली

Ferguson Formula ट्रान्सफर केस भित्र

Ferguson Formula ट्रान्समिसनको मुटु ट्रान्सफर केस भित्रको एउटा चतुर स्व-लकिङ संयन्त्र थियो। डिफरेन्सियल बाहेक, यस युनिटमा एउटा अतिरिक्त गियर सेट, दुई बल ओभररनिङ क्लच र फ्रिक्सन डिस्कका दुई प्याक थिए। सामान्य अवस्थामा यी तत्त्वहरू चुपचाप निष्क्रिय रहन्थे। तर जब एउटा एक्सलका पाङ्ग्राहरू चिप्लिन थाल्थे — आउटपुट शाफ्टको गतिमा भिन्नता उत्पन्न गर्दै — तब एउटा क्लच सक्रिय हुन्थ्यो, आफ्नो फ्रिक्सन प्याकलाई डिफरेन्सियल गियरहरूमाथि थिच्दै र डिफरेन्सियल ड्राइभलाई तत्कालै ठोस जडानमा परिणत गर्थ्यो।

दोस्रो prototype, 1962 Ferguson R5 estate, अझ राम्रो थियो. Autocar का परीक्षकहरूले यसले लगभग असम्भव जस्ता लाग्ने गतिमा adhesion को सीमा छुने लेखे. त्यसो भए पनि, कुनै निर्माताले Ferguson लाई उत्पादनमा लैजान चाहेनन्; जटिलता र लागत धेरै बढी थियो.

The Jensen FF Goes on Sale

1962 मा Tony Rolt ले Jensen Cars को व्यवस्थापनलाई आउन लागेको CV8 coupe र त्यसको 300 hp Chrysler V8 का लागि Ferguson Formula ट्रान्समिसन अनुकूलन गर्न मनाए. तीन वर्षपछि एक प्रयोगात्मक चार-पांग्रा ड्राइभ Jensen CV8 FF चलिरहेको थियो.

1966 मा Jensen Interceptor ले CV8 लाई प्रतिस्थापन गर्‍यो, र मानक पछिल्लो-पाङ्ग्रा ड्राइभ कुपेको साथसाथै Jensen ले एउटा अल-ह्विल ड्राइभ संस्करण पनि प्रस्ताव गर्‍यो जसमा सानो “FF” ब्याज हुन्थ्यो — “Formula Ferguson” को लागि। Jensen FF संसारको पहिलो उत्पादन कार बन्यो जसले स्व-लकिङ इन्टर-एक्सल डिफरेन्सियललाई ABS सँग संयोजन गर्‍यो। मुख्य विशिष्टताहरूमा समावेश थियो:

• 325 hp उत्पादन गर्ने 6.3-लिटर Chrysler V8 बिग-ब्लक इन्जिन
• तीन-स्पिड TorqueFlite अटोमेटिक वा चार-स्पिड म्यानुअल गियरबक्स
• असममित टर्क विभाजन: 63% पछाडि एक्सलमा, 37% अगाडिमा – rear-wheel-drive ह्यान्डलिङ चरित्र जोगाउन
• सिंगल-च्यानल Dunlop MaxaRet ABS
• र्‍याक-एन्ड-पिनियन पावर स्टियरिङ र चारै तिर डिस्क ब्रेक
• अधिकतम गति 212 km/h; 0–100 km/h 7.7 सेकेन्डमा; कर्ब वजन लगभग 1,800 kg
• 1968 मा UK मूल्य: करिब £6,000 – सबैभन्दा सस्तो Rolls-Royce सरह
• जम्मा उत्पादन: 318 कार (1966-1971)

त्यस युगका हरेक मोटरिङ पत्रकारले Jensen FF को स्थिरता र उनीहरूले भनेको भिजेको अस्फाल्टमा लगभग असीम ट्र्याक्सन मार्जिन को प्रशंसा गरे. Harry Ferguson ले कार देखेनन्: उनी 1960 मा मरे.

Ferguson Formula किन महत्त्वपूर्ण थियो

Ferguson Formula मा एति लामो समय किन? किनभने Harry Ferguson Research विश्वमा जुनसुकै ठाउँमा सबै-पांग्रा ड्राइभलाई off-road ट्र्याक्सनको उत्तर भन्दा सक्रिय सुरक्षाको उपकरणका रूपमा मुख्य मान्ने पहिलो संगठन थियो.

असममित टर्क विभाजन सममित प्रणालीलाई घेर्ने अनिश्चितताविरुद्ध जानिजानी चालिएको कदम थियो. चिप्लो सेलामा rear-wheel-drive कारलाई धेरै थ्रोटल दिँदा त्यसले oversteer गर्छ, अनुमानयोग्य रूपमा. front-wheel-drive कारमा त्यही गर्नुहोस् र त्यसले understeer गर्छ, पनि अनुमानयोग्य रूपमा. सममित all-wheel-drive कारमा त्यही गर्दा जवाफ कुन एक्सलसँग त्यतिबेला कम ग्रिप छ भन्नेमा निर्भर हुन्छ – जुन अस्पष्ट र खतरनाक छ. टर्कलाई पछाडितिर पक्षपात गरेर Ferguson Formula ले Jensen FF लाई धेरै अवस्थामा rear-drive नजिकको व्यवहार दियो.

Visco-Coupler को आविष्कार

Ferguson मेकानिजमको एक वास्तविक सीमा थियो: त्यसका overrunning clutch हरू binary, on-off ढंगले काम गर्थे. open differential बाट full lock सम्मको छलांग तत्काल थियो, र जोडिने क्षणमा त्यसले आफ्नै अस्पष्टता सिर्जना गर्न सक्थ्यो. चाहिएको त लकको मात्रा चिप्लो ढंगले बदल्न सक्ने मेकानिजम थियो.

1960 को दशकको उत्तरार्धमा Tony Rolt र Derek Gardner — पछि Tyrrell का Formula 1 कारहरूका प्रमुख डिजाइनर — ले भिस्कस फ्यान ड्राइभमा प्रयोग हुने सिलिकन तरल पदार्थसँग प्रयोग गर्न थाले। परिणाम भयो visco-coupler: सिलिकन तरल पदार्थले भरिएको एउटा बेलनाकार आवास, जसमा प्रत्येक आउटपुट शाफ्टसँग जोडिएका फ्रिक्सन डिस्कका बारम्बार प्याकहरू हुन्थे।

How a Visco-Coupler Works

• सामान्य अवस्थामा, सबै पांग्रा समान गतिमा घुमिरहँदा, disc pack हरू एकअर्काको सापेक्ष बारे हल्लिन्नन् र coupler ले डिफरेन्सियलमा कुनै असर पार्दैन.
• एक एक्सल चिप्लन थाल्दा, त्यसको output shaft छिटो घुम्छ, disc pack हरू एकअर्काको सापेक्ष घुम्न थाल्छन् र silicone fluid लाई shear गर्छन्.
• त्यस shear ले coupler भित्र तापक्रम र चाप बढाउँछ, तरलको viscosity नाटकीय रूपमा बढाउँदै.
• यस viscosity वृद्धिले disc हरूलाई एकअर्कासँग घस्रन लगाउँछ, छिटो घुमिरहेको shaft लाई क्रमशः ब्रेक गर्दै डिफरेन्सियललाई आंशिक वा पूर्ण रूपमा लक गर्छ.

FF Developments र AMC Eagle

visco-coupler को पेटेन्ट लिएपछि, Tony Rolt ले 1971 मा अल-ह्विल ड्राइभ ट्रान्समिसनहरू व्यावसायिक रूपमा बेच्न FF Developments (FFD) स्थापना गरे। सुरुको काम आकर्षक थिएन: बेलायती वन सेवाका लागि फोर-ह्विल-ड्राइभ Bedford भ्यानहरू, Ford Zephyr FF प्रहरी कारहरूको एउटा ब्याच, बर्लिनमा बेलायती सैन्य मिसनका लागि Opel Senator 4×4 सलुनहरू।

FFD को सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण उत्पादन काम AMC Eagle (1979–1988) को ट्रान्समिसन थियो — AMC Concord सलुनको उचालिएको अल-ह्विल-ड्राइभ संस्करण, ठूला टायरमा, 75 mm बडी लिफ्टसहित। Eagle संसारभरिको पहिलो उत्पादन कार थियो जसले आफ्नो इन्टर-एक्सल डिफरेन्सियललाई visco-coupler ले लक गर्‍यो। यसलाई प्रदर्शन कार होइन बरु हल्का अफ-रोडरका रूपमा परिकल्पना गरिएको थियो, तैपनि यसको ट्रान्समिसन आर्किटेक्चर अहिलेसम्म बनेका केही सबैभन्दा प्रसिद्ध छिटो अल-ह्विल-ड्राइभ कारहरूको प्रत्यक्ष पुर्खा हो, जसमा सुरुका Subaru Impreza WRX र Mitsubishi Lancer Evolution पर्छन्।

स्व-लकिङ डिफरेन्सियलहरू: Torsen देखि इलेक्ट्रोनिक नियन्त्रणसम्म

Audi’s Packaging Trick

Audi Quattro 1981 मा उत्पादनमा प्रवेश गर्दा – AMC Eagle भन्दा दुई वर्षपछि – यसले manual positive lock भएको परम्परागत open अन्तर-एक्सल डिफरेन्सियल प्रयोग गर्यो. Audi को समाधानको सुन्दरता packaging मा थियो. लम्बवत इन्जिन सिधै पछाडि एक्सलतिर थियो, र अन्तर-एक्सल डिफरेन्सियल सिधै गियरबक्सभित्र गयो: secondary shaft लाई खोक्रो बनाइयो र अगाडिको driveshaft त्यसबाट लगियो. Ferdinand Piëch को टोलीले अगाडि र पछाडिबीच सममित 50:50 विभाजन छान्यो.

The Torsen Differential

1984 मा म्यानुअल लक लिभरहरू अन्ततः Audi का केबिनबाट हराए, Torsen — TORque SENsing — स्व-लकिङ डिफरेन्सियलले प्रतिस्थापन गर्‍यो। यसका फाइदाहरू सूचीबद्ध गर्न लायक छन्:

• यो पूर्णतया यान्त्रिक छ — कुनै इलेक्ट्रोनिक्स, तरल पदार्थ, वा चालकको इनपुट आवश्यक पर्दैन
• यसले output shaft मा गति फरकभन्दा टर्क परिवर्तनमा प्रतिक्रिया गर्छ, मतलब यो wheelspin साँच्चै सुरु हुनुअगाडि नै प्रतिक्रिया गर्न सक्छ
• visco-coupler भन्दा फरक, यो केवल ट्र्याक्सन अन्तर्गत मात्र लक हुन्छ, ब्रेकिङमा होइन, जसले यसलाई पूर्ण रूपमा ABS-अनुकूल बनाउँछ
• लक र अनलक चिप्लो र निरन्तर छ, कुनै binary transition छैन

छिटो कारहरूमा आफूलाई प्रमाणित गरेपछि, कार-जस्तो ह्यान्डलिङ खोज्ने SUV इन्जिनियरहरूले Torsen अपनाए। यो आज Range Rover, Volkswagen Touareg, Porsche Cayenne र Toyota Land Cruiser Prado मा प्रयोग हुन्छ।

Group B र र्‍याली हतियार दौड

1980 को दशकमा Quattro को र्‍याली प्रभुत्वले अल-ह्विल ड्राइभ हतियार दौड सुरु गर्‍यो। केही सिजनभित्रै यी फोर-ह्विल-ड्राइभ र्‍याली कारहरू सबै देखा परिसकेका थिए, प्रत्येकले आफ्नो स्व-लकिङ डिफरेन्सियलमा FFD visco-coupler प्रविधि प्रयोग गर्दै:

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

Tony का छोरा Stuart Rolt ले ती वर्षहरूभर FFD का राली टोलीहरूसँगका सम्बन्ध व्यवस्थापन गरे.

आरम्भिक 1990s मा Russia को AZLK कारखाना पनि FFD कहाँ आयो, Moskvitch 2141 को all-wheel-drive राली संस्करण चाहँदै. Ford RS200 जस्तै तीन-डिफरेन्सियल layout वरिपरि बनाइएको प्रयोगात्मक कारले चरम अवस्थामा उल्लेखनीय अनुमानयोग्यतासाथ ह्यान्डल गर्यो. परीक्षणले अझै पनि लागू हुने सिद्धान्त देखायो: प्रत्येक visco-coupler को locking stiffness छुट्टाछुट्टै समायोजन गर्नुहोस् र कारको balance पनि त्यसैसँग सर्छ.

• कडा पछिल्लो इन्टर-ह्विल डिफरेन्सियल → बढी ओभरस्टियर प्रवृत्ति
• अगाडि वा अन्तर-एक्सल डिफरेन्सियल बढी कडा → understeer र स्थिरता बढी

Electronic Control Arrives

त्यही ट्युनयोग्यताका कारण आधुनिक WRC कारहरूले तीनै डिफरेन्सियलमा निष्क्रिय visco-coupler को सट्टा इलेक्ट्रोनिक रूपमा नियन्त्रित मल्टि-डिस्क क्लच प्याक प्रयोग गर्छन्। हाइड्रोलिक एक्ट्युएटर र एउटा अनबोर्ड कम्प्युटरले प्रत्येक डिफरेन्सियलको लक वास्तविक समयमा परिवर्तन गर्छन् — कर्नरमा पस्दा क्लच छाड्दै ताकि कार स्वतन्त्र रूपमा घुमोस्, त्यसपछि चालकले सीधा बाटोमा गति बढाउँदा ती क्रमशः किस्दै, अन्डरस्टियरविना अधिकतम ट्र्याक्सनका लागि।

दुई निर्माताले सडक कारहरूमा इलेक्ट्रोनिक रूपमा नियन्त्रित डिफरेन्सियलको अगुवाइ गरे:

• Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 E-Class): तीन electronically controlled clutch ले क्रमशः अगाडि एक्सल जोडे, त्यसपछि अन्तर-एक्सल डिफरेन्सियल लक गरे, र अवस्थाले माग गरेअनुसार पछाडि डिफरेन्सियल लक गरे. प्रणाली प्रभावकारी थियो तर अति जटिल, र electronics ले खुला सतहमा अगाडिका पांग्रालाई जोड्न र छुटाउन महसुस हुने बनाउन सक्थ्यो.
• Porsche 959 (1986): चार वटा छनौटयोग्य ड्राइभर मोडमा सञ्चालन हुने दुई इलेक्ट्रोनिक रूपमा नियन्त्रित क्लच। 959 को प्रणाली बढी परिष्कृत र उच्च-प्रदर्शन प्रयोगका लागि बढी उपयुक्त थियो।

डिफरेन्सियल बदल्दै: Haldex र सरलीकृत AWD प्रणालीहरू

The Visco-Coupler on Its Own

राली इन्जिनियरहरूले self-locking डिफरेन्सियललाई यथासम्भव पर धकेल्दा, साधारण यात्रु कारका डिजाइनरहरू उल्टो दिशातिर गए – अन्तर-एक्सल डिफरेन्सियल नै हटाएर त्यसको सट्टा visco-coupler राख्दै. 1985 Volkswagen Golf II Syncro त्यसो गर्ने पहिलो European यात्रु कार थियो, GKN का इन्जिनियरहरूले विकास गरेको ट्रान्समिसनसहित, जसले 1969 मा FFD अधिग्रहण गरेको थियो.

ठूलो उत्पादनका लागि सरलीकरण काम लाग्यो:

• अल-ह्विल-ड्राइभ मोडेलले धेरैजसो कम्पोनेन्ट मानक फ्रन्ट-ह्विल-ड्राइभ संस्करणसँग साझा गर्‍यो, जसले उत्पादन लागत र जटिलता घटायो
• सामान्य अवस्थामा, कार front-wheel-drive कारजस्तै चल्थ्यो
• अगाडिका पांग्रा चिप्लिँदा, visco-coupler ले करिब 0.2 सेकेन्डभित्र 70% सम्म टर्क पछाडि सार्न सक्थ्यो

तर ढिलाइले ह्यान्डलिङ जोखिम सिर्जना गर्यो. front-wheel-drive जस्तो व्यवहार गरिरहेको, अगाडिबाट बाहिर धक्किने कार coupler जोडिने क्षणमा अचानक rear-biased व्यवहारमा सर्न सक्थ्यो – र चालकलाई झुक्याउन सक्थ्यो. Japanese निर्माताहरूले थप coupler लगाउने लगायत विभिन्न उत्तर प्रयास गरे: 1988 Nissan Sunny/Pulsar ले तीन प्रयोग गर्यो, एक rear drive जोड्न र एक-एक हरेक inter-wheel डिफरेन्सियल लक गर्न. Mazda Concerto 4WD अझ अगाडि गयो, अन्तर-एक्सल र पछाडि inter-wheel डिफरेन्सियल दुवैलाई visco-coupler ले बदल्दै.

The Haldex Clutch

अर्को चरणले visco-coupler लाई इलेक्ट्रोनिक रूपमा नियन्त्रित हाइड्रोलिक मल्टि-डिस्क क्लचले प्रतिस्थापन गर्‍यो — धेरै छिटो, र धेरै सटीक रूपमा नियन्त्रणयोग्य। सबैभन्दा प्रसिद्ध उदाहरण Haldex कपलिङ हो, जसले Volkswagen Golf IV र यसका प्ल्याटफर्म समकक्षहरूमा visco-coupler को स्थान लियो। यो यसरी काम गर्छ:

• Face cams ले अगाडि र पछाडि shaft बीचको कुनै पनि घूर्णन गति फरक पत्ता लगाउँछन्
• क्याम सतहमाथि चल्ने रोलरहरूले रिङ सिलिन्डरमा पिस्टनहरू धकेल्छन्, हाइड्रोलिक तरल पदार्थ पम्प गर्दै
• तरल पदार्थको दबाबले मल्टि-डिस्क क्लच प्याकलाई थिच्छ, पछिल्लो एक्सलमा टर्क स्थानान्तरण गर्दै
• गाडीको इलेक्ट्रोनिक्सद्वारा नियन्त्रित एउटा सोलेनोइड भल्भले जुनसुकै बिन्दुमा दबाब छाड्न सक्छ — अनन्त रूपमा परिवर्तनशील टर्क वितरण अनुमति दिँदै

आज बिक्रीमा रहेका धेरैजसो अल-ह्विल-ड्राइभ कार र क्रसओभरहरूले यही इलेक्ट्रोनिक रूपमा नियन्त्रित क्लचको कुनै न कुनै संस्करण प्रयोग गर्छन्, चाहे त्यो Volkswagen Group कारहरूमा Haldex होस्, Honda को VTM-4 होस् वा BMW को xDrive होस्। आधुनिक क्लचहरू यति छिटो काम गर्छन् कि सामान्य ड्राइभिङमा सक्रियताको ढिलाइ अगोचर भइसकेको छ, र अहिले क्यालिब्रेसन हार्डवेयरभन्दा बढी महत्त्वपूर्ण छ: Golf 4Motion र Audi A3 Quattro ले यान्त्रिक रूपमा उस्तै ट्रान्समिसन प्रयोग गर्छन्, तर फरक सफ्टवेयरले Volkswagen लाई सममित विभाजन दिन्छ भने Audi ले बढी परिचित फ्रन्ट-ड्राइभ चरित्रका लागि 60% टर्क अगाडि पठाउँछ।

आजको AWD प्रविधि: कुन प्रणाली सबैभन्दा राम्रो?

हाते जोडिने दोस्रो एक्सल भएका part-time प्रणालीहरू यात्रु कारबाट हराइसकेका छन्. बाँकी रहेको कुरा तीन परिवारमा विभाजित हुन्छ, प्रत्येकका आफ्ना गुणसहित:

• स्व-लकिङ इन्टर-एक्सल डिफरेन्सियलसहितको फुल-टाइम AWD (Subaru मा जस्तो visco-coupler, Audi A4/A6/A8 Quattro र Volkswagen Phaeton मा जस्तो Torsen यान्त्रिक, वा Mitsubishi Lancer Evo मा जस्तो इलेक्ट्रोनिक रूपमा नियन्त्रित क्लच): सबैभन्दा परिष्कृत र फलदायी प्रणालीहरू, राम्ररी क्यालिब्रेट गरिएमा सडक र ट्र्याक दुवैमा ह्यान्डलिङ साँच्चिकै सुधार गर्न सक्षम।
• खुला इन्टर-एक्सल डिफरेन्सियलसहितको फुल-टाइम AWD (Mercedes-Benz 4Matic मा जस्तो): स्व-लकिङको अभावलाई क्षतिपूर्ति गर्न एन्टि-स्लिप इलेक्ट्रोनिक्समा निर्भर रहन्छ। सडकमा प्रभावकारी, तर यान्त्रिक रूपमा कम सक्रिय।
• नियन्त्रित क्लचमार्फत पार्ट-टाइम पछिल्लो ड्राइभ (Haldex, Volvo, Saab, र विभिन्न Volkswagen Group क्रसओभरहरूमा जस्तो): आधुनिक क्रसओभरहरूमा सबैभन्दा सामान्य ले-आउट — किफायती, हलुका, र छिटो इलेक्ट्रोनिक्सका कारण बढ्दो रूपमा सक्षम।

टर्क भेक्टरिङ, र त्यसपछि के आउँछ

उन्नत सबै-पांग्रा ड्राइभमा प्रमुख प्रवृत्ति torque vectoring हो: टर्कलाई एक्सलहरूबीच मात्र बाँड्ने होइन, एक एक्सलका बायाँ र दायाँ पांग्राबीच सक्रिय रूपमा फेरबदल गर्नु पनि हो. Mitsubishi Lancer Evolution X यस प्रविधिको शिखर हो – त्यसको S-AWC प्रणालीले electronically controlled centre differential (ACD) लाई Active Yaw Control (AYC) पछाडि डिफरेन्सियलसँग जोड्छ, जसले टर्कलाई एक पछाडि पांग्राबाट अर्कोमा सार्न सक्छ. थप gear set हरूले ग्रिप गुम्नुअगाडि नै सन्तुलन proactively सार्छन्, पांग्रा अगाडि नै घुमिसकेपछि मात्र प्रतिक्रिया गर्नुभन्दा.

व्यवहारमा, control electronics सुध्रिँदै जाँदा आधुनिक प्रणालीहरूबीचको वास्तविक फरक घट्दै गएको छ. राम्ररी क्यालिब्रेट गरिएको Haldex crossover ले अहिले यस्तो स्थिरता दिन्छ जसका लागि एक पुस्ता अगाडि mechanical Torsen को प्रशंसा हुन्थ्यो. यात्राको दिशा त्यही हो – र अन्तिम बिन्दु चार छुट्टाछुट्टै wheel motor भएको electric car हुन सक्छ, हरेकले कुनै यान्त्रिक drivetrain बिना आफ्नै टर्क नापेर दिँदै. यसले कथालाई चिटिक्कै Ferdinand Porsche को 1900 को electric four-wheel-drive car तिर फर्काउँछ.

यो एक अनुवाद हो. मौलिक लेख यहाँ पढ्न सक्नुहुन्छ: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html