Dört Tekerlekten Çekiş Açıklandı: Tarih, Teknoloji ve AWD Sistemleri Nasıl Çalışır

Bu makale başta doğrudan bir teknik rehber olarak başladı — “dört tekerlekten çekiş hakkında hep bilmek isteyip de kime soracağınızı bilmediğiniz her şey” gibi. Plan, açık diferansiyelin viskoz kaplinden veya Haldex ünitesinden nasıl farklı olduğunu, kendinden kilitli diferansiyelin gerçekte ne yaptığını ve bunların neden önemli olduğunu açıklamaktı. Ama tarihin içine ne kadar derin indiksek hikaye o kadar şaşırtıcı hale geldi. Sürekli dört tekerlekten çekişe sahip ilk binek otomobil yüz yıldan daha uzun süre önce Hollanda’da üretildi. Ve 1935’te dört tekerlekten çekişli bir Amerikan yarış otomobili, dünya tarihinin akışını değiştirmeye şaşırtıcı derecede yaklaştı.

Bir binek otomobil neden dört tekerlekten çekişe ihtiyaç duyar? 21st century için cevap açık görünür: daha iyi tutuş, kaygan yüzeylerde daha az patinaj, gaz altında daha dengeli davranış. Dört çekişli tekerlek, iki tekerlekten basitçe daha iyidir. Yine de sektörün buna göre hareket etmesi şaşırtıcı derecede uzun sürdü. Herhangi bir otomotiv tarihçisine sorun; size seri üretim otomobillerde dört tekerlekten çekiş çağının 1980’de Audi Quattro ile başladığını, bunun da iki nadir öncüsü olduğunu söyleyecektir — 1966 tarihli İngiliz süper otomobili Jensen FF ve 1972 Subaru Leone 4WD. Gerçek bir uzman ise erken dönem dört tekerlekten çekişli Subaru’ların aslında sürekli dört tekerlekten çekişli olmadığını ekler. Bunlar part-time sistemlerdi. Ve bütün hikaye de bu ayrımda yatar.

Part-Time 4WD: Geçici Bir Çözüm

Sadece bazı zamanlarda tek bir aksı tahrik etmek bir uzlaşmadır ve yol otomobili için zarif bir uzlaşma değildir. “part-time 4WD” terimi SUV ve arazi kamyonetleri dünyasından gelir. Bu düzende bir aks sürekli tahrik edilir, diğer aks ise gerektiğinde rijit biçimde bağlanır — ancak bu rijit bağlantı yalnızca yol dışında kullanılabilir. Asfaltta sistemin tamamen devreden çıkarılması gerekir.

Rijit Bağlantı Asfaltta Neden Başarısız Olur

• Bir otomobil dönerken ön tekerlekler arka tekerleklerden daha uzun bir yay izler ve bu nedenle daha hızlı dönmek zorundadır.
• Rijit bağlı bir dört tekerlekten çekiş sisteminde ön tekerleklerdeki tutuş azalırken arkadaki tork artar.
• Bazı durumlarda ön tekerlekler çekiş kuvveti yerine frenleme kuvveti üretebilir — bu da direnç ekler ve otomobili yönlendirmeyi zorlaştırır.
• Çamur veya kar gibi gevşek zeminlerde bu yönetilebilir, ancak asfaltta aktarma organlarında ciddi gerilim ve yol tutuş sorunları yaratır.

Viraj boyunca her tekerlek kendi yayını izler ve kendi hızında dönmek zorundadır. Bu nedenle sürekli dört tekerlekten çekişin üç diferansiyele ihtiyacı vardır: her aksın tekerlekleri arasında iki tane ve aksların kendi arasında bir tane; böylece ön ve arka birbirinden bağımsız dönebilir.

Part-Time Otomobiller: GAZ-61’den Subaru Leone’ye

Tüm bunlara rağmen rijit bağlı dört tekerlekten çekiş birkaç yol otomobiline ulaştı, gerçi karakter olarak arazi kamyonetlerine daha yakındılar. SSCB’de GAZ-61 “Emka” — altı silindirli motora ve part-time ön aksa sahip dört tekerlekten çekişli bir sedan — daha 1938’de küçük seri üretime girdi. Savaştan sonra aynı fikir arazi tipi GAZ-M72 “Pobeda” ve Moskvitch-410’da ortaya çıktı. 1972 Subaru Leone 4WD de tam olarak aynı mantığı izledi: bozuk yollar için yapılmış, önden çekişli Subaru’lardan daha yüksek, sürücünün elle devreye aldığı arka aksa sahip.

Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979), önden çekişli bir platformun dört tekerlekten çekişe uyarlanmış haliydi ve manuel bağlanan arka aksa sahipti. Temel özellikleri şunlardı:

• Motor seçenekleri: 1.4-litre (72 hp) veya 1.6-litre (80 hp)
• Gövde tipleri: station wagon, sedan ve pickup truck
• Arka tekerlekten çekişin devreye alınması: manuel şanzımanlı otomobillerde elle; otomatiklerde çok diskli sürtünme kavramasıyla otomatik
• Bu part-time düzen 1989’a kadar tüm dört tekerlekten çekişli Subaru’larda devam etti

Part-time çekişin temel sorunu, çoğu otomobilin hayatının büyük bölümünü geçirdiği asfalt yollarda işe yaramamasıdır — buna rağmen otomobil transfer kutusunun, ikinci bir tahrik milinin ve fazladan bütün bir aks grubunun ağırlığını her yere taşır. Part-time bir sistemi full-time sisteme çevirmek tam olarak bir ek bileşen ister: transfer kutusunun içinde bir akslar arası diferansiyel.

Sürekli Dört Tekerlekten Çekiş: Nasıl Çalışır ve Neden Önemlidir

Üç Diferansiyel, Tek İlke

Akslar arası diferansiyel, sürekli dört tekerlekten çekişin anahtarıdır. İki tekerlekler arası diferansiyel, her aksın sol ve sağ tekerleklerinin virajda farklı hızlarda dönmesine izin verir. Akslar arası diferansiyel aynı işi ön aks ile arka aks arasında yapar. Üçüne de sahip bir otomobil, herhangi bir zeminde aktarma organlarını germeden veya yol tutuşunu köreltmeden sürekli dört tekerlekten çekişle çalışabilir.

Teoride yeterince basit — ama 1980’lerin başına kadar sektör, yol otomobilinde sürekli dört tekerlekten çekişi gereksiz görüyordu. Yerleşik kanı, kuru asfaltta ikinci bir tekerlek çiftini ve onlara bağlı her şeyi döndürmenin yalnızca gürültü ve yakıt tüketimi eklediğiydi.

Quattro Ne Kanıtladı

Audi Quattro bu düşünceyi temelli değiştirdi. Motor torkunu her zaman dört tekerleğin tamamına yayarak, sürekli bir sistem:

• Virajlarda yanal kuvvetleri karşılamak için daha büyük bir tutuş payı bırakır
• Viraj ortasında hızlanırken veya frenlerken dengeyi belirgin biçimde iyileştirir
• Gaz komutlarıyla tetiklenen ani arkadan kayma veya önden kayma riskini azaltır

1980’lerin sonundaki Audi 80 Quattro, düzenin ne kadar rafine hale geldiğini gösterir. Quattro mimarisi rakip Ferguson Formula şanzımanından daha kompakttır. Audi 1984’ten itibaren Torsen kendinden kilitli diferansiyeli taktı — tekerlek hızı farkından ziyade her çıkış milindeki torka tepki veren tamamen mekanik bir cihaz. Viskoz kaplinden farklı olarak Torsen yalnızca çekiş altında kilitlenir, frenlemede asla kilitlenmez; bu da onu ABS ile tamamen uyumlu ve yavaşlama sırasında daha dengeli kılar.

Range Rover (1970) ve Rus Lada Niva (1976) genellikle akslar arası diferansiyele sahip ilk seri üretim araçlar olarak anılır — ancak ikisi de kesinlikle arazi aracıdır. Audi Quattro’nun iddiası özellikle binek otomobiller arasında ilk olmaktır.

Erken Dönem Dört Tekerlekten Çekişli Yarış Otomobilleri: Spyker’dan Bugatti’ye

Yarış otomobili tasarımcıları Quattro döneminden önce sürekli dört tekerlekten çekişi araştırdı mı? Kesinlikle evet — ve hikaye çoğu insanın beklediğinden çok daha geriye gider.

Porsche’nin Dört Tekerlekten Çekiş Deneyleri

Ferdinand Porsche’nin savaş sonrası ilk projesi dört tekerlekten çekişli bir yarış otomobiliydi: ortadan motorlu, 1.5-litre on iki silindirli motora sahip Cisitalia 360. Ancak ön tekerlekten çekişi part-time idi — sürücü düzlüklerde onu devreye alıyor, virajlardan önce tekrar arkadan çekişe geçiyordu.

Aslında Porsche bundan çok daha önce dört tekerlekten çekişli bir araç yapmıştı: 1900 tarihli, dört ayrı tekerlek motoruna sahip bir elektrikli otomobil.

Spyker 60 HP, 1902

Otomotiv tarihçileri için asıl şok, Hollandalı üretici Spyker tarafından yapılan 1902 yarış otomobilidir. Frenlerin bile yalnızca arka tekerleklere takıldığı bir dönemde bu otomobil, akslar arası diferansiyel dahil gerçek sürekli dört tekerlekten çekişe sahipti.

Spyker, 1880’de Spijker kardeşler tarafından at arabası üreticisi olarak kurulmuştu. İlk otomobilleri 1900’de ortaya çıktı ve iki yıl sonra Belçikalı tasarımcı Joseph Valentin Laviolette ile birlikte dört tekerlekten çekişli Spyker 60 HP yarış otomobilini (1902–1907) ürettiler. Teknik özellikleri dönemine göre olağanüstüydü:

• Üç diferansiyel — akslar arası ve her iki tekerlekler arası diferansiyel
• Üç ayrı fren mekanizması — ikisi arka tekerleklerde, biri ön tahrik milinde
• Kavram olarak onlarca yıl boyunca eşi yakalanamayacak bir dört tekerlekten çekiş sistemi

Demek ki sürekli dört tekerlekten çekiş kavramı bir yüzyıldan epey daha eskidir. Çok fazla dört tekerlekten çekişli Spyker üretilmedi — aşırı pahalıydılar ve yarışlarda fazla başarı kazanamadılar. 1930’ların başında iki daha iddialı proje geldi.

Bugatti Tipo 53 ve Miller FWD

Bugatti Tipo 53, fikri 1930’da Ettore Bugatti’ye götüren Fiat mühendisi Antonio Pichetto ile başladı. 1932’de üç otomobil tamamlandı; her biri şunlara sahipti:

• 300 hp kompresörlü sıralı sekiz silindirli motor
• Üç diferansiyelli sürekli dört tekerlekten çekiş
• Ayrı monte edilmiş şanzımanla bütünleşik transfer kutusu ve akslar arası diferansiyel
• Her iki aks için otomobilin sol tarafına yerleştirilmiş tahrik milleri
• Enlemesine yay üzerinde bağımsız ön süspansiyon — Bugatti için alışılmadık

Tipo 53, çakıl virajlarda döneminin arkadan çekişli otomobillerini geride bırakıyordu, ancak direksiyonu korkunç derecede ağırdı: ön tahrik milleri sabit hız mafsalları yerine sıradan kardan mafsalları kullanıyordu. Üç otomobil 1935’e kadar yarıştı.

Miller FWD kısmen, Amerikan tasarımcı Harry Miller’ın özellikle parçalarına ayrılmak üzere satın alınmış önden çekişli bir Bugatti’yi incelemesinden doğdu. Bulduklarından ilham alan Miller, FWD kamyon şirketinin sponsorluğuyla kendi dört tekerlekten çekişli şasisini geliştirdi. Dört tekerlekten çekişli Miller’lardan biri 1934 Indianapolis 500’de liderliğe yükseldi, ancak mekanik sorun onu dokuzunculuğa düşürdü.

AVUS’ta Kıl Payı Kaçan Fırsat, 1935

Bu otomobiller otomobil tarihinin en tuhaf “ya öyle olsaydı” anlarından birine de bağlıdır. 1935’te Berlin’deki AVUS pistinde bir yarış sırasında dört tekerlekten çekişli bir Miller üçüncü giderken sıralı sekiz silindirli motoru feci şekilde patladı ve tribünlere doğru parçalar saçtı. O gün Adolf Hitler tribünlerdeydi. Küçük bir parça bile ona ulaşsaydı, İkinci Dünya Savaşı’nın — ve dünya tarihinin — seyri tamamen farklı olabilirdi.

Ferguson Formula: Her Şeyi Değiştiren AWD Sistemi

Açık Merkez Diferansiyelin Sorunu

Bir sonraki bölümü izlemek için açık akslar arası diferansiyelin temel sınırlamasına geri dönmek yararlıdır. Açık diferansiyel, bir aksın serbestçe patinaj yapmasına izin verirken diğerine hiç tork göndermez. Arka tekerlekler tutuşu tamamen kaybederse, arkalar dönerken önler hareketsiz kalabilir — ve diferansiyel bunu durdurmak için hiçbir şey yapmaz.

SUV dünyasının cevabı pozitif kilitlemeydi: sürücü, diferansiyel dişlilerini rijit biçimde kilitleyen ve diferansiyel tahrikini katı bir bağlantıya çeviren bir mekanizmayı devreye alır. Erken Range Rover’lar bunu kullandı, Lada Niva ve onlarca başka arazi aracı da öyle — ilk nesil Audi Quattro da, 1984’e kadar sürücünün merkez diferansiyeli elle kilitlemesini gerektiriyordu. Ancak manuel kilit de başka bir uzlaşmadır. Sert zeminlerde bırakılması gerekir ve kaygan bir yolda bir tekerlek beklenmedik şekilde patinaja başlarsa hiçbir şey sunmaz.

Rolt, Dixon ve Harry Ferguson

İlk otomatik kendinden kilitli akslar arası diferansiyel, İngiliz yarış pilotu ve mühendis Tony Rolt’un eseriydi. Arkadaşı ve yarışçı meslektaşı Fred Dixon ile savaştan önce Rolt/Dixon Developments atölyesini yönetmişti; savaştan sonra ikisi de sürekli dört tekerlekten çekişin neler yapabileceğine hayran kaldı. “Crab,” adlı deneysel bir dört tekerlekten çekiş test aracı yaptılar ve 1950’de başarılı traktör üreticisi Harry Ferguson ile güçlerini birleştirerek Harry Ferguson Research’ü kurdular.

Ferguson bir yarış otomobili peşinde değildi. Gerçekten güvenli bir yol otomobili istiyordu: tekerlekleri hızlanırken patinaj yapmayacak, frenlerken kilitlenmeyecek bir otomobil. Rolt ve Dixon onu sıfırdan tasarlamaya koyuldu — gövde, şanzıman ve güç aktarma organları dahil — başmühendis olarak da daha önce Aston Martin’de çalışmış deneyimli tasarımcı Claude Hill vardı. Deneysel Ferguson R4 sedan altı yıllık çalışmanın ardından tamamlandı ve 1956 için özellikleri dikkat çekiciydi:

• Kendinden kilitli akslar arası diferansiyelle sürekli dört tekerlekten çekiş
• Yatık dört silindirli motor
• Dört tekerleğin tamamında disk frenler
• Havacılıktan uyarlanmış Dunlop MaxaRet elektromekanik kilitlenme önleyici fren sistemi

Ferguson Formula Transfer Kutusunun İçinde

Ferguson Formula aktarmasının kalbi, transfer kutusunun içindeki ustaca kendinden kilitli mekanizmaydı. Diferansiyelin yanı sıra ünite ek bir dişli takımı, iki bilyalı tek yönlü kavrama ve iki paket sürtünme diski barındırıyordu. Normal sürüşte bu elemanlar sessizce boşta dönerdi. Ama bir aksın tekerlekleri kaymaya başlar başlamaz — çıkış mili hızlarında fark oluşturarak — kavramalardan biri devreye girer, sürtünme paketini diferansiyel dişlilerine bastırır ve diferansiyel tahrikini anında katı bir bağlantıya çevirirdi.

İkinci prototip, 1962 Ferguson R5 estate, daha da iyiydi. Autocar testçileri, otomobilin neredeyse imkansız görünen hızlarda tutuş sınırlarına ulaştığını belirtti. Buna rağmen hiçbir üretici Ferguson’u üretime almak istemedi; karmaşıklık ve maliyet fazlaydı.

Jensen FF Satışa Çıkıyor

1962’de Tony Rolt, Jensen Cars yönetimini Ferguson Formula aktarmasını yakında çıkacak CV8 coupe ve onun 300 hp Chrysler V8 motoru için uyarlamaya ikna etti. Üç yıl sonra deneysel dört tekerlekten çekişli Jensen CV8 FF yola çıkmıştı.

1966’da Jensen Interceptor CV8’in yerini aldı ve standart arkadan çekişli coupe’nin yanında Jensen, üzerinde gizli bir “FF” rozeti taşıyan dört tekerlekten çekişli bir versiyon sundu — “Formula Ferguson.” Jensen FF, kendinden kilitli akslar arası diferansiyeli ABS ile birleştiren dünyanın ilk seri üretim otomobili oldu. Temel özellikleri şunlardı:

• 325 hp üreten 6.3-litre Chrysler V8 big-block motor
• Üç ileri TorqueFlite otomatik veya dört ileri manuel şanzıman
• Asimetrik tork dağılımı: 63% arka aksa, 37% ön aksa — arkadan çekiş karakterini korumak için
• Tek kanallı Dunlop MaxaRet ABS
• Kremayer-pinyon hidrolik direksiyon ve dört tekerlekte disk frenler
• Azami hız 212 km/h; 0–100 km/h 7.7 saniye; boş ağırlık yaklaşık 1,800 kg
• 1968’de Birleşik Krallık fiyatı: yaklaşık £6,000 — en ucuz Rolls-Royce ile benzer
• Toplam üretim: 318 otomobil (1966–1971)

Dönemin her otomobil gazetecisi Jensen FF’in dengesini ve “ıslak asfaltta neredeyse sınırsız bir çekiş payı” diye tanımladıkları özelliğini övdü. Harry Ferguson otomobili hiç görmedi: 1960’ta öldü.

Ferguson Formula Neden Önemliydi

Ferguson Formula üzerinde neden bu kadar duruyoruz? Çünkü Harry Ferguson Research, dünyanın herhangi bir yerinde dört tekerlekten çekişi öncelikle arazi çekişine cevap olarak değil, aktif güvenlik aracı olarak ele alan ilk kuruluştu.

Asimetrik tork dağılımı, simetrik sistemleri zorlayan öngörülemezliğe karşı bilinçli bir hamleydi. Kaygan bir virajda arkadan çekişli bir otomobile fazla gaz verin; öngörülebilir şekilde arkadan kayar. Aynını önden çekişli bir otomobilde yapın; öngörülebilir şekilde önden kayar. Simetrik dört tekerlekten çekişli bir otomobilde yapın; cevap, o anda hangi aksın daha kötü tutuşa sahip olduğuna bağlıdır — bu belirsiz ve tehlikelidir. Torku arkaya öncelik vererek Ferguson Formula, Jensen FF’e çoğu koşulda arkadan çekişe yakın bir davranış kazandırdı.

Viskoz Kaplinin İcadı

Ferguson mekanizmasının gerçek bir sınırlaması vardı: tek yönlü kavramaları ikili, aç-kapa biçiminde çalışıyordu. Açık diferansiyelden tam kilide geçiş anlıktı ve bu da devreye girme anında kendi belirsizliğini yaratabiliyordu. İstenen şey, kilitleme derecesini yumuşak biçimde değiştirebilen bir mekanizmaydı.

1960’ların sonunda Tony Rolt ve daha sonra Tyrrell’in Formula 1 otomobillerinin baştasarımcısı olacak Derek Gardner — viskoz fan tahriklerinde kullanılan silikon sıvıyla deneyler yapmaya başladı. Sonuç viskoz kaplin oldu: silikon sıvıyla dolu silindirik bir gövde, her çıkış miline bağlı değişmeli sürtünme diski paketleri barındırıyordu.

Viskoz Kaplin Nasıl Çalışır

• Normal koşullarda, tüm tekerlekler benzer hızlarda dönerken disk paketleri birbirine göre neredeyse hareket etmez ve kaplin diferansiyel üzerinde etkili olmaz.
• Bir aks kaymaya başladığında, çıkış mili daha hızlı döner; bu da disk paketlerinin birbirine göre dönmesine ve silikon sıvıyı kesmesine neden olur.
• Bu kesme, kaplinin içindeki sıcaklığı ve basıncı artırır, sıvının viskozitesini dramatik biçimde yükseltir.
• Bu viskozite artışı disklerin birbirine sürtünerek sürüklenmesine neden olur; daha hızlı dönen mili kademeli olarak frenler ve diferansiyeli kısmen veya tamamen kilitler.

FF Developments ve AMC Eagle

Viskoz kaplini patentledikten sonra Tony Rolt, dört tekerlekten çekiş aktarmalarını ticari olarak satmak için 1971’de FF Developments’ı (FFD) kurdu. İlk işler göz alıcı değildi: İngiliz ormancılık servisi için dört tekerlekten çekişli Bedford vanlar, bir grup Ford Zephyr FF polis otomobili, Berlin’deki İngiliz askeri misyonu için Opel Senator 4×4 sedanlar.

FFD’nin en önemli seri üretim işi AMC Eagle’ın (1979–1988) aktarmasıydı — AMC Concord sedanın yükseltilmiş, daha büyük lastikli, 75 mm gövde yükseltmeli dört tekerlekten çekişli versiyonu. Eagle, akslar arası diferansiyelini viskoz kaplinle kilitleyen dünyadaki ilk seri üretim otomobildi. Performans otomobilinden çok hafif arazi aracı olarak tasarlanmıştı, ancak aktarma mimarisi, bugüne kadar yapılmış en ünlü hızlı dört tekerlekten çekişli otomobillerden bazılarının, erken Subaru Impreza WRX ve Mitsubishi Lancer Evolution dahil, doğrudan atasıdır.

Kendinden Kilitli Diferansiyeller: Torsen’den Elektronik Kontrole

Audi’nin Paketleme Numarası

Audi Quattro 1981’de üretime girdiğinde — AMC Eagle’dan iki yıl sonra — manuel pozitif kilitli geleneksel açık akslar arası diferansiyel kullanıyordu. Audi çözümünün zarafeti paketlemedeydi. Boylamasına motor doğrudan arka aksa bakıyordu ve akslar arası diferansiyel doğrudan şanzımana yerleştirildi: ikincil mil içi boş yapıldı ve ön tahrik mili onun içinden geçirildi. Ferdinand Piëch’in ekibi ön ve arka arasında simetrik 50:50 dağılım seçti.

Torsen Diferansiyeli

1984’te manuel kilit kolları Audi kabinlerinden sonunda kayboldu ve yerini Torsen — TORque SENsing — kendinden kilitli diferansiyel aldı. Avantajları listelemeye değer:

• Tamamen mekaniktir — elektronik, sıvı veya sürücü girişi gerektirmez
• Hız farklarından ziyade çıkış millerindeki tork değişimlerine tepki verir; bu, tekerlek patinajı gerçekten başlamadan önce tepki verebileceği anlamına gelir
• Viskoz kaplinden farklı olarak yalnızca çekiş altında kilitlenir, frenlemede değil; bu da onu tamamen ABS uyumlu kılar
• Kilitleme ve kilidi açma yumuşak ve süreklidir, ikili geçişler yoktur

Hızlı otomobillerde kendini kanıtladıktan sonra Torsen, otomobil benzeri yol tutuş arayan SUV mühendisleri tarafından benimsendi. Bugün Range Rover, Volkswagen Touareg, Porsche Cayenne ve Toyota Land Cruiser Prado’da kullanılır.

Group B ve Ralli Silahlanma Yarışı

1980’lerde Quattro’nun ralli hakimiyeti dört tekerlekten çekiş alanında bir silahlanma yarışı başlattı. Birkaç sezon içinde bu dört tekerlekten çekişli ralli otomobillerinin hepsi ortaya çıktı; her biri kendinden kilitli diferansiyellerinde FFD viskoz kaplin teknolojisini kullanıyordu:

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

Tony’nin oğlu Stuart Rolt, o yıllarda FFD’nin ralli takımlarıyla ilişkilerini yönetti.

1990’ların başında Rusya’daki AZLK fabrikası da Moskvitch 2141’in dört tekerlekten çekişli ralli versiyonunu isteyerek FFD’ye geldi. Ford RS200 ile aynı üç diferansiyelli düzen çevresinde inşa edilen deneysel otomobil, aşırı koşullarda dikkat çekici öngörülebilirlikle yol tuttu. Testler hala geçerli olan bir ilkeyi ortaya koydu: her viskoz kaplinin kilitleme sertliğini ayrı ayrı ayarlayın, otomobilin dengesi de onunla birlikte değişir.

• Daha sert arka tekerlekler arası diferansiyel → daha fazla arkadan kayma eğilimi
• Daha sert ön veya akslar arası diferansiyel → daha fazla önden kayma ve denge

Elektronik Kontrol Geliyor

Bu ayarlanabilirlik tam olarak modern WRC otomobillerinin üç diferansiyelin tamamında pasif viskoz kaplinler yerine elektronik kontrollü çok diskli kavrama paketleri kullanmasının nedenidir. Hidrolik aktüatörler ve yerleşik bilgisayar her diferansiyelin kilidini gerçek zamanlı olarak değiştirir — viraja girişte otomobilin serbestçe dönmesi için kavramaları bırakır, sonra sürücü düzlüğe hızlanırken maksimum çekişi önden kayma olmadan sağlamak için kademeli olarak sıkar.

Yol otomobillerinde elektronik kontrollü diferansiyellere iki üretici öncülük etti:

• Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 E-Class): Elektronik kontrollü üç kavrama sırasıyla ön aksı bağlıyor, sonra akslar arası diferansiyeli kilitliyor, sonra koşullar gerektirdiğinde arka diferansiyeli kilitliyordu. Sistem etkiliydi ama aşırı karmaşıktı ve elektronik, gevşek zeminlerde ön tekerleklerin fark edilir şekilde bağlanıp ayrılmasına neden olabiliyordu.
• Porsche 959 (1986): Dört seçilebilir sürücü modu boyunca çalışan iki elektronik kontrollü kavrama. 959’un sistemi daha sofistikeydi ve yüksek performans kullanımına daha uygundu.

Diferansiyelin Yerine Geçmek: Haldex ve Basitleştirilmiş AWD Sistemleri

Tek Başına Viskoz Kaplin

Ralli mühendisleri kendinden kilitli diferansiyelleri gidebildikleri en uzak noktaya iterken, sıradan binek otomobil tasarımcıları ters yöne gitti — akslar arası diferansiyeli tamamen silip yerine bir viskoz kaplin koydular. 1985 Volkswagen Golf II Syncro bunu yapan ilk Avrupa binek otomobiliydi; aktarması, 1969’da FFD’yi satın almış olan GKN mühendisleri tarafından geliştirilmişti.

Seri üretimde bu basitleştirme karşılığını verdi:

• Dört tekerlekten çekişli model, standart önden çekişli versiyonla çoğu bileşeni paylaşıyor, üretim maliyetini ve karmaşıklığı azaltıyordu
• Normal koşullarda otomobil önden çekişli bir otomobille aynı şekilde gidiyordu
• Ön tekerlekler kaydığında viskoz kaplin, yaklaşık 0.2 saniye içinde torkun 70% kadarını arkaya aktarabiliyordu

Ancak gecikme bir yol tutuş sorunu yarattı. Önden çekişli gibi davranan, burnu dışa açılan bir otomobil, kaplinin devreye girdiği anda aniden arkaya ağırlık veren davranışa geçebilir — ve sürücüsünü hazırlıksız yakalayabilirdi. Japon üreticiler, daha fazla kaplin takmak dahil çeşitli cevaplar denedi: 1988 Nissan Sunny/Pulsar üç kaplin kullanıyordu; biri arka çekişi devreye almak, biri de her tekerlekler arası diferansiyeli kilitlemek içindi. Mazda Concerto 4WD daha da ileri giderek hem akslar arası diferansiyeli hem de arka tekerlekler arası diferansiyeli viskoz kaplinlerle değiştirdi.

Haldex Kavraması

Bir sonraki adım viskoz kaplini elektronik kontrollü hidrolik çok diskli kavramayla değiştirdi — çok daha hızlı ve çok daha hassas kontrol edilebilir. En bilinen örnek, Volkswagen Golf IV ve platform kardeşlerinde viskoz kaplinin yerini alan Haldex kaplindir. Şöyle çalışır:

• Alın kamları, ön ve arka miller arasındaki herhangi bir dönüş hızı farkını algılar
• Kam yüzeyleri üzerinden geçen makaralar halka silindirlerdeki pistonları iter ve hidrolik sıvı pompalar
• Sıvı basıncı çok diskli kavrama paketini sıkıştırır ve torku arka aksa aktarır
• Aracın elektroniği tarafından kontrol edilen bir solenoid valf, herhangi bir anda basıncı boşaltabilir — sonsuz değişken tork dağılımına izin verir

Bugün satılan dört tekerlekten çekişli otomobillerin ve crossover’ların çoğu, Volkswagen Group otomobillerindeki Haldex, Honda’nın VTM-4’ü veya BMW’nin xDrive’ı olsun, bu elektronik kontrollü kavramanın bir versiyonunu kullanır. Modern kavramalar yeterince hızlı çalışır; devreye girme gecikmesi normal sürüşte fark edilmez hale gelmiştir ve kalibrasyon artık donanımdan daha önemlidir: Golf 4Motion ve Audi A3 Quattro mekanik olarak aynı aktarmaları kullanır, ancak farklı yazılım Volkswagen’e simetrik bir dağılım verirken Audi daha tanıdık önden çekiş karakteri için torkun 60% kadarını öne gönderir.

Bugün AWD Teknolojisi: Hangi Sistem En İyisi?

Manuel devreye alınan ikinci aksa sahip part-time sistemler neyse ki binek otomobillerden kayboldu. Geriye kalanlar, her biri kendi artılarına sahip üç aileye ayrılır:

• Kendinden kilitli akslar arası diferansiyele sahip full-time AWD (Subaru’daki gibi viskoz kaplin, Audi A4/A6/A8 Quattro ve Volkswagen Phaeton’daki gibi mekanik Torsen veya Mitsubishi Lancer Evo’daki gibi elektronik kontrollü kavramalar): doğru kalibre edildiğinde hem yolda hem pistte yol tutuşu gerçekten iyileştirebilen en sofistike ve en tatmin edici sistemler.
• Açık akslar arası diferansiyele sahip full-time AWD (Mercedes-Benz 4Matic’te olduğu gibi): kendinden kilitlemenin eksikliğini telafi etmek için kayma önleyici elektroniğe dayanır. Yolda etkilidir, ancak mekanik olarak daha az proaktiftir.
• Kontrollü kavrama üzerinden part-time arka çekiş (Volvo, Saab ve çeşitli Volkswagen Group crossover’larında olduğu gibi Haldex): modern crossover’larda en yaygın düzen — maliyet etkin, hafif ve daha hızlı elektronikler sayesinde giderek daha yetenekli.

Torque Vectoring ve Sonrası

Gelişmiş dört tekerlekten çekişte baskın eğilim torque vectoring’dir: torku yalnızca akslar arasında paylaştırmak değil, bir aksın sol ve sağ tekerlekleri arasında aktif olarak değiştirmek. Mitsubishi Lancer Evolution X tekniğin zirvesidir — S-AWC sistemi, elektronik kontrollü merkez diferansiyeli (ACD), torku bir arka tekerlekten diğerine taşıyabilen Active Yaw Control (AYC) arka diferansiyeliyle eşleştirir. Ek dişli takımları, tutuş kaybolmadan önce dengeyi proaktif olarak kaydırır; bir tekerlek zaten patinaj yapmaya başladıktan sonra tepki vermek yerine.

Pratikte modern sistemler arasındaki gerçek dünya farkları, kontrol elektroniği geliştikçe daralmaya devam ediyor. İyi kalibre edilmiş bir Haldex crossover, bugün bir nesil önce mekanik bir Torsen’in hayranlık toplayacağı dengeyi sunuyor. Gidişat bu yönde — ve son nokta, her biri kendi torkunu mekanik aktarma organı olmadan dozlayan dört ayrı tekerlek motoruna sahip elektrikli otomobil olabilir. Bu da hikayeyi zarif biçimde Ferdinand Porsche’nin 1900 tarihli elektrikli dört tekerlekten çekişli otomobiline geri getiriyor.

Bu bir çeviridir. Orijinalini burada okuyabilirsiniz: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html