Dört Çeker Sürüş Sistemi: Tarih, Teknoloji ve AWD Sistemleri Nasıl Çalışır

Bu makale, düz bir teknik rehber olarak başladı — “Dört çeker sürüş hakkında merak ettiğiniz ama kime soracağınızı bilemediğiniz her şey” türünden bir şey. Açık diferansiyellerin visko-kavramalı veya Haldex tipi ünitelerden nasıl farklılaştığını, kendinden kilitlemeli diferansiyellerin gerçekte ne işe yaradığını ve bunların neden önemli olduğunu ele almayı planladık. Ama tarihin derinliklerine indikçe şaşırmaktan kendimizi alamadık. Meğer sürekli dört çeker sürüşe sahip ilk binek otomobil, yüz yılı aşkın bir süre önce Hollanda’da üretilmiş. 1935’te ise dört çeker Amerikan bir yarış arabası, dünya tarihinin seyrini değiştirmeye inanılmaz ölçüde yaklaşmıştı.

Neden bir binek araç dört çeker sürüşe ihtiyaç duyar? 21. yüzyılda yanıt açık görünüyor: daha iyi çekiş, kaygan zeminlerde daha az tekerlekten kaçma ve yük altında iyileştirilmiş kullanım konforu. Dört tahrikli tekerlek, basitçe iki tahrikli tekerlekten daha iyidir. Ama insanlık, bu temel gerçeği kabul etmekte şaşırtıcı derecede uzun zaman aldı. Herhangi bir otomotiv tarihçisine sorun; size kitlesel pazardaki binek araçlar için dört çeker sürüş çağının 1980’de Audi Quattro ile başladığını söyleyecektir. Nadir öncüllerden de söz edebilirler — 1966 model İngiliz süper otomobil Jensen FF ve 1972 model Subaru Leone 4WD gibi. Gerçek bir uzman ise hemen şunu ekleyecektir: erken dönem dört çeker Subaruların aslında sürekli AWD sistemleri olmadığını — parçalı sürüş sistemleri olduğunu. Açıklayacağımız üzere, bu ayrım son derece önemlidir.

Parçalı 4WD: Geçici Bir Çözüm

Bir akselde parçalı sürüş, bir uzlaşı çözümüdür ve yol araçları için pek de zarif sayılmaz. “Parçalı Zamanlı 4WD” terimi, SUV ve arazi kamyonları dünyasından gelir. Bu konfigürasyonda bir aks sürekli çalışırken diğeri talep üzerine rijit biçimde bağlanır — ancak bu rijit bağlantı yalnızca arazi koşullarında kullanılabilir. Asfalt yüzeylerde parçalı sistem tamamen devre dışı bırakılmalıdır. İşte nedeni:

• Bir araba döndüğünde, ön tekerlekler arka tekerleklerden daha uzun bir yay çizer ve bu nedenle daha hızlı dönmek zorunda kalır.
• Rijit bağlantılı bir dört çeker sürüş sisteminde, ön tekerleklerdeki çekiş azalırken arkadaki tork artar.
• Bazı durumlarda ön tekerlekler, sürüş kuvveti yerine frenleme kuvveti üretebilir — direnci artırır ve aracın yönlendirilmesini güçleştirir.
• Çamur veya kar gibi gevşek zeminlerde bu etki yönetilebilir, ancak asfalt üzerinde aktarma organlarında ciddi zorlanmalara ve kullanım sorunlarına yol açar.

Bir araba virajda ilerlerken, her tekerlek kendi yayını takip eder ve farklı bir hızda dönmek zorunda kalır. Bu nedenle sürekli dört çeker sürüş sistemi üç diferansiyel gerektirir: her akste bir tane olmak üzere iki tekerler arası diferansiyel ve her iki tahrikli aksin birbirinden bağımsız dönebilmesi için bir akslar arası diferansiyel.

Bu dezavantajlara karşın rijit bağlantılı dört çeker sürüş, bazı yol araçlarında da karşımıza çıktı — her ne kadar bunlar karakter olarak daha çok arazi kamyonlarına yakın olsa da. Örneğin SSCB’de GAZ-61 “Emka” — altı silindirli motora ve parçalı ön akse sahip dört çeker bir sedan — 1938 gibi erken bir tarihte küçük seri üretimine girdi. Savaşın ardından benzer aktarma organları GAZ-M72 “Pobeda” arazi versiyonunda ve Moskvitch-410’da da boy gösterdi. 1972 model Subaru Leone 4WD da aynı mantıkla inşa edilmişti: standart ön çeker Subaruların üzerine daha yüksek bir yer klirensine ve elle devreye alınan arka akse sahip, arazi kullanımı için tasarlanmıştı.

Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979), ön çeker bir platforma elle bağlanan arka aksla uyarlanmış dört çeker bir modeldi. Temel özellikler şunlardı:

• Motor seçenekleri: 1,4 litre (72 HP) veya 1,6 litre (80 HP)
• Kasa tipleri: station wagon, sedan ve pikap
• Arka tekerlek tahrikinin devreye alınması: manuel şanzımanlı araçlarda elle; otomatiklerde çok diskli bir sürtünme kavraması aracılığıyla otomatik olarak
• Bu parçalı düzenek 1989 yılına kadar tüm dört çeker Subarularda devam etti

Parçalı dört çeker sürüşün temel sorunu, araçların zamanlarının büyük bölümünü geçirdiği asfalt yollarda işe yaramamasıdır — oysa araç her zaman transfer kutusu, ikinci kardanşaft ve ikincil bir aks düzeneğinin ekstra ağırlığını taşımak zorundadır. Parçalı sistemi tam zamanlıya dönüştürmek için ise yalnızca tek bir bileşen gereklidir: transfer kutusunda akslar arası bir diferansiyel.

Sürekli Dört Çeker Sürüş: Nasıl Çalışır ve Neden Önemlidir

Akslar arası diferansiyel, sürekli dört çeker sürüşün anahtarıdır. Her akste birer tane olmak üzere iki tekerler arası diferansiyel, her aksteki sol ve sağ tekerleklerin virajlarda farklı hızlarda dönmesine olanak tanır. Akslar arası diferansiyel, aynı işlevi ön ve arka akslar arasında yerine getirir. Bu üç diferansiyelin tamamına sahip bir araç, herhangi bir yol yüzeyinde aktarma organlarında zorlanma veya kullanım sorunları yaşamadan sürekli dört çeker sürüş yapabilir.

Teoride basit — ancak 1980’lerin başına kadar otomotiv ana akımı, yol araçları için tam zamanlı AWD’yi gereksiz buluyordu. Hâkim görüş, kuru asfaltta ikinci bir çift tekerleği ve tüm ilgili aktarma organı bileşenlerini sürekli döndürmenin gürültü kattığı ve yakıt israf ettiği yönündeydi. Audi Quattro bu düşünceyi kalıcı olarak değiştirdi. Motor torkunu her an dört tekerleğe dağıtarak tam zamanlı AWD sistemi:

• Virajlarda yatay kuvvetlerle baş edebilmek için daha büyük bir aderans marjı bırakır
• Viraja girerken veya çıkarken frenleme ya da ivmelenme sırasında stabilitesini önemli ölçüde artırır
• Gaz pedal girişlerinin tetiklediği ani aşırı-dönüş veya yetersiz-dönüş riskini azaltır

1980’lerin sonlarındaki Audi 80 Quattro, bu düzeneğin ne denli rafine bir hale geldiğini gözler önüne serer. Quattro mimarisi, rakip Ferguson Formula şanzımana kıyasla daha kompakttır. 1984’ten itibaren Audi, Torsen kendinden kilitlemeli diferansiyeli benimsedi — tekerlek hız farklılıklarına değil, her çıkış milindeki tork değişimlerine tepki veren tamamen mekanik bir cihaz. Visko-kavramalı diferansiyel kilidinin aksine Torsen, yalnızca çekiş sırasında kilitlenir, frenlemede değil; bu da onu ABS sistemleriyle tam uyumlu kılar ve yavaşlama sırasında stabilitesini artırır.

Belirtmek gerekir ki Range Rover (1970) ve Rus yapımı Lada Niva (1976), genellikle akslar arası diferansiyele sahip ilk seri üretim araçlar olarak kabul edilir — ancak her ikisi de kesinlikle arazi araçları kategorisindedir. Audi Quattro, öncü unvanını özellikle binek otomobiller arasında taşımaktadır.

İlk Dört Çeker Yarış Arabaları: Spyker’dan Bugatti’ye

Yarış arabası tasarımcıları, Quattro döneminden önce tam zamanlı dört çeker sürüşü araştırdı mı? Yanıt kesinlikle evet — ve hikâye çoğu insanın tahmin ettiğinden çok daha geriye uzanıyor.

Ferdinand Porsche’nin savaş sonrası ilk projesi, dört çeker bir yarış arabasıydı: orta motor düzeni ve 1,5 litrelik on iki silindirli motoruyla Cisitalia 360. Ancak ön tekerleklerin tahrikli parçalıydı — sürücü bunu yalnızca pisteki düzlük bölümlerde devreye alıyor, virajlardan önce arka çekere geri geçiyordu.

Porsche aslında dört çeker bir araç çok daha önce inşa etmişti: 1900 yılına tarihlenen, dört ayrı tekerlek motoruna sahip elektrikli bir araba. Otomotiv tarihçileri için asıl şok ise Hollandalı üretici Spyker’ın 1902 yılında yaptığı yarış arabasıdır. Arka tekerleklere bile yalnızca fren takıldığı bir dönemde bu araba, akslar arası diferansiyeli de dahil olmak üzere gerçek anlamda tam zamanlı dört çeker sürüşe sahipti.

Spyker şirketi, 1880’de Spijker kardeşler tarafından at arabası üreticisi olarak kurulmuştu. İlk otomobilleri 1900’de piyasaya çıktı ve iki yıl sonra Belçikalı tasarımcı Joseph Valentin Laviolette ile birlikte çalışarak dört çeker Spyker 60 HP yarış arabasını (1902–1907) ürettiler. Dönem için son derece ileri özellikler içeriyordu:

• Üç diferansiyel — akslar arası ve her iki tekerler arası
• Üç ayrı frenleme mekanizması — arka tekerleklerde iki, ön kardanşaftta bir
• On yıllarca konsept olarak bile eşleşilemeyecek dört çeker sürüş sistemi

Dolayısıyla tam zamanlı dört çeker sürüş konsepti, bir yüzyılı çoktan aşmış durumda. Çok sayıda dört çeker Spyker üretilmedi — son derece pahalıydılar ve kayda değer bir yarış başarısı elde edemediler. 1930’ların başında iki daha iddialı AWD yarış projesi sahneye çıktı: Bugatti Tipo 53 ve Miller FWD.

Bugatti Tipo 53 projesi, Fiat mühendisi Antonio Pichetto’nun fikrinin 1930’da Ettore Bugatti’ye sunulmasıyla hayata geçti. 1932’de üç araç tamamlandı; her biri şu özelliklere sahipti:

• 300 HP kompresörlü düz sekizli motor
• Üç diferansiyelli tam zamanlı dört çeker sürüş
• Ayrı monte edilmiş şanzımanla entegre transfer kutusu ve akslar arası diferansiyel
• Her iki aks için de aracın sol tarafında konumlandırılmış kardanşaftlar
• Enine yayda bağımsız ön süspansiyon — Bugatti için alışılmadık bir çözüm

Tipo 53, çağdaş arka çeker araçlardan çakıl virajlarda daha hızlı olmasına karşın, ön kardanşaftlarda sabit hız mafsalları yerine standart Cardan mafsallarının kullanılması nedeniyle aşırı direksiyon ağırlığı sorunuyla boğuştu. Üç araç 1935 yılına kadar yarıştı.

Miller FWD, kısmen Amerikalı tasarımcı Harry Miller’ın sökülerek incelenmek üzere satın alınan ön çeker bir Bugatti’yi incelemesinden ilham aldı. Bugatti’nin yaklaşımından esinlenen Miller, FWD kamyon şirketinin sponsorluğuyla kendi dört çeker şasisini geliştirdi. Dört çeker Millerlardan biri, 1934 Indianapolis 500’ün başını çekti; ancak dokuzuncu sırada mekanik arızayla yarıştan çekilmek zorunda kaldı.

Bu arabalar aynı zamanda otomotiv tarihinin en tuhaf “ya olsaydı” anlarından biriyle de bağlantılıdır. 1935’te Berlin’deki AVUS pistinde düzenlenen bir yarış sırasında, dört çeker bir Miller üçüncü sırada ilerliyordu ki düz sekizli motoru felaket biçimde arıza yaptı ve tribünlere doğru moloz saçıldı. O gün tribünde Adolf Hitler de bulunuyordu. En küçük bir parça bile ona ulaşmış olsaydı, İkinci Dünya Savaşı’nın — ve dünya tarihinin — seyri bambaşka bir şekilde gelişebilirdi.

Ferguson Formula: Her Şeyi Değiştiren AWD Sistemi

Dört çeker sürüş tarihinin bir sonraki kritik bölümünü anlamak için, açık akslar arası diferansiyellerin temel bir kısıtlamasına geri dönmek gerekiyor. Açık diferansiyel, bir aksin serbest dönmesine izin verirken diğerine hiç tork iletmez. Arka tekerlekler tamamen tutuşu kaybederse, arkalar dönerken ön tekerlekler hareketsiz kalabilir — diferansiyel bunu önlemek için hiçbir şey yapmaz.

SUV’lar için geliştirilen çözüm pozitif kilitleme oldu: sürücü, diferansiyel dişlilerini rijit biçimde kilitleyen ve diferansiyel tahrikini sabit bir bağlantıya dönüştüren bir mekanizmayı elle devreye alır. Bu yaklaşım, erken nesil Range Rover’larda, Lada Niva’da ve 1984 yılına kadar sürücünün merkez diferansiyeli elle kilitlemesini gerektiren ilk nesil Audi Quattro dahil pek çok arazi aracında kullanıldı. Ancak elle kilitleme bir başka uzlaşıdır: sert zemin yüzeylerde devre dışı bırakılması gerekir ve kaygan bir yolda beklenmedik biçimde tekerleği döndürmeye başlarsa koruma sağlamaz.

İlk otomatik kendinden kilitlemeli akslar arası diferansiyel, İngiliz yarış sürücüsü ve mühendis Tony Rolt’un eseridir. Arkadaşı ve yarış yoldaşı Fred Dixon ile birlikte savaş öncesinde Rolt/Dixon Developments atölyesini yürüten Rolt, savaşın ardından ikisi de sürekli dört çeker sürüşün potansiyeline büyük ilgi duymaya başladılar. “Crab” adlı deneysel bir dört çeker test aracı inşa ettikten sonra 1950’de başarılı traktör üreticisi Harry Ferguson ile güçlerini birleştirerek Harry Ferguson Research’ü kurdular.

Ferguson’ın vizyonu bir yarış arabası değil, gerçek anlamda güvenli bir yol aracıydı: tekerlekleri ne ivmelenme sırasında dönsün ne de frenlemede kilitlensin. Rolt ve Dixon böyle bir arabayı sıfırdan tasarlamaya karar verdiler — karoseri, şanzıman ve güç aktarma sistemi dahil her şeyiyle. Deneyimli tasarımcı Claude Hill’in (eski Aston Martin çalışanı) baş mühendis olarak ekibe katılmasıyla, deneysel Ferguson R4 sedan altı yıllık geliştirme sürecinin ardından tamamlandı. 1956 için özellikleri dikkat çekiciydi:

• Kendinden kilitlemeli akslar arası diferansiyelli sürekli dört çeker sürüş
• Düz dörtlü motor
• Dört tekerlekte disk frenler
• Havacılıktan uyarlanan Dunlop MaxaRet elektromekanik anti-kilitleme frenleme sistemi

Ferguson Formula şanzımanının kalbi, transfer kutusunun içindeki zekice bir kendinden kilitleme mekanizmasıydı. Diferansiyelin yanı sıra ünitede fazladan bir dişli seti, iki bilyalı aşma kavraması ve iki sürtünme diski paketi bulunuyordu. Normal koşullarda bu elemanlar sessizce rölantide kalıyordu. Ancak bir aksin tekerlekleri kaymaya başlayıp çıkış mili hızlarında bir fark oluştuğunda, kavramalardan biri devreye giriyor, sürtünme paketini diferansiyel dişlilerine sıkıştırıyor ve diferansiyel tahrikini anında sabit bir bağlantıya dönüştürüyordu.

1962 model Ferguson R5 estate olan ikinci prototip daha da yetenekliydi. Autocar dergisi test sürücüleri, aracın neredeyse imkânsız görünen hızlarda aderans sınırlarına ulaştığını belirtti. Buna karşın hiçbir üretici Ferguson’ı üretime almayı kabul etmedi — karmaşıklık ve maliyet çok yüksekti. Ancak 1962’de Tony Rolt, Jensen Cars yönetimini Ferguson Formula şanzımanını, 300 HP Chrysler V8 motorlu yaklaşan CV8 kupesine uyarlamaya ikna etti. Üç yıl sonra deneysel bir dört çeker Jensen CV8 FF tamamlandı.

1966’da Jensen Interceptor, CV8’in yerini aldı — ve standart arka çeker kupenin yanı sıra Jensen, sade bir “FF” rozeti taşıyan dört çeker bir varyant da sundu. Jensen FF, kendinden kilitlemeli akslar arası diferansiyeli ABS ile birleştiren dünyanın ilk seri üretim otomobili oldu. “FF” kısaltması “Formula Ferguson” anlamına geliyordu. Temel özellikler:

• 6,3 litre Chrysler V8 büyük blok motor, 325 HP
• Üç vitesli TorqueFlite otomatik veya dört vitesli manuel şanzıman
• Asimetrik tork dağılımı: arka akse %63, öne %37 — arka çeker kullanım karakterini korumak amacıyla
• Tek kanallı Dunlop MaxaRet ABS
• Kremayer dişlili hidrolik direksiyon ve dört tekerlekte disk frenler
• Azami hız 212 km/s; 0–100 km/s: 7,7 saniye; boş ağırlık yaklaşık 1.800 kg
• 1968’deki Birleşik Krallık fiyatı: yaklaşık 6.000 £ — en ucuz Rolls-Royce’a yakın
• Toplam üretim: 318 araç (1966–1971)

Dönemin her otomotiv gazetecisi, Jensen FF’nin olağanüstü stabilitesini ve “ıslak asfaltta neredeyse sınırsız çekiş marjı” olarak nitelendirdikleri özelliğini övdü. Ne yazık ki Harry Ferguson, Jensen FF’yi hiç göremedi — 1960’ta hayata gözlerini yumdu.

Neden Ferguson Formula’ya bu kadar yer ayırdık? Çünkü Harry Ferguson Research, dünyada dört çeker sürüşü yalnızca bir arazi çekiş sorunu çözümü olarak değil, her şeyden önce aktif güvenlik aracı olarak ele alan ilk kuruluştu. Asimetrik tork dağılımı, simetrik AWD sistemlerini etkileyen öngörülemezliği önlemeye yönelik bilinçli bir tercihti. Arka çeker bir araçta, kaygan bir virajda fazla gaz vermek öngörülebilir aşırı-dönüşe neden olur. Ön çeker bir araçta öngörülebilir yetersiz-dönüşe. Simetrik AWD’de ise tepki, hangi aksin en az tutuşa sahip olduğuna bağlıdır — bu belirsiz ve tehlikeli olabilir. Torku arkaya kaydırarak Ferguson Formula, Jensen FF’ye çoğu koşulda arka çekere yakın öngörülebilir bir kullanım karakteri kazandırdı.

Visko-Kavramanın İcadı

Ferguson Formula’nın kendinden kilitleme mekanizmasının önemli bir sınırlılığı vardı: aşma kavramaları ikili, açık-kapalı biçimde çalışıyordu. Açık diferansiyelden tam kilide geçiş anlıktı; bu da devreye girme anında kendi kullanım belirsizliğini yaratabiliyordu. İhtiyaç duyulan şey, diferansiyel kilitleme derecesini düzgün ve kademeli olarak değiştirebilecek bir mekanizmaydı.

1960’ların sonlarında Tony Rolt ve Derek Gardner — sonradan Tyrrell’in Formula 1 araçlarının baş tasarımcısı olacak kişi — viskoz fan tahrik kavramalarında kullanılan silikon sıvısıyla deneyler yapmaya başladılar. Sonuç, visko-kavramaydı: her çıkış miline bağlı dönüşümlü sürtünme diski paketleri içeren, silikon sıvısıyla doldurulmuş silindirik bir muhafaza.

İşleyişi şöyle:

• Normal koşullarda, tüm tekerlekler benzer hızlarda dönerken, disk paketleri birbirine göre neredeyse hiç hareket etmez ve kavrama diferansiyeli etkilemez.
• Bir aks kaymaya başladığında, çıkış mili daha hızlı döner; bu da disk paketlerinin birbirine göre dönmesine ve silikon sıvısının kesilmesine neden olur.
• Kesme işlemi, kavramanın içindeki sıcaklık ve basıncı artırarak sıvının viskozitesini dramatik biçimde yükseltir.
• Bu viskozite artışı, disklerin birbirine sürtünmesine yol açar; daha hızlı dönen mili kademeli olarak frenler ve diferansiyeli kısmen ya da tamamen kilitler.

Visko-kavramayı patentledikten sonra Tony Rolt, ticari olarak dört çeker şanzıman tedarik etmek üzere 1971’de FF Developments’ı (FFD) kurdu. İlk projeler arasında İngiliz ormancılık hizmetleri için dört çeker Bedford minibüsleri, bir parti Ford Zephyr FF polis araçları ve Berlin’deki İngiliz askeri misyonu için Opel Senator 4×4 sedanlar yer aldı.

FFD’nin en önemli seri üretim başarısı, AMC Eagle (1979–1988) için üretilen şanzımandı — daha büyük lastikler ve 75 mm karoseri yükseltmesiyle donatılmış, AMC Concord sedanının yükseltilmiş dört çeker versiyonu. AMC Eagle, dünyada akslar arası diferansiyeli visko-kavramayla kilitleyen ilk seri üretim araçtı. Hafif bir arazi aracı olarak tasarlanmış olmasına karşın, şanzıman mimarisi erken nesil Subaru Impreza WRX ve Mitsubishi Lancer Evolution gibi en ünlü performans AWD araçlarından bazılarının doğrudan atası haline geldi.

Kendinden Kilitlemeli Diferansiyeller: Torsen’den Elektronik Kontrole

Audi Quattro, AMC Eagle’ın lansmanından iki yıl sonra 1981’de seri üretime girdiğinde, elle kumandalı pozitif kilitli geleneksel bir açık akslar arası diferansiyel kullanıyordu. Audi’nin çözümünün zarifliği kompakt yapısında yatıyordu: boyuna monte edilmiş motor doğrudan arka akse bakıyor ve şanzımanın içine entegre akslar arası diferansiyel yerleştirilmişti. Şanzımanın ikincil mili içi boş yapıldı ve ön kardanşaft bu boşluktan geçirildi. Ferdinand Piëch’in ekibi, ön ve arka arasında simetrik 50:50 tork dağılımını tercih etti.

1984’te manuel diferansiyel kilit kolları nihayet Audi kabinlerinden çıkarılarak yerini Torsen (TORque SENsing — Tork Algılama) kendinden kilitlemeli diferansiyeline bıraktı. Torsen’in çeşitli temel avantajları vardır:

• Tamamen mekaniktir — elektronik, sıvı veya sürücü müdahalesine gerek yoktur
• Hız farklılıklarına değil, çıkış millerindeki tork değişimlerine tepki verir; bu da tekerlek kayması başlamadan önce müdahale edebileceği anlamına gelir
• Visko-kavramanın aksine, yalnızca çekiş sırasında kilitlenir, frenlemede değil; bu da onu ABS ile tam uyumlu kılar
• Kilitleme ve kilit açma, ikili geçiş olmaksızın pürüzsüz ve süreklidir

Torsen’in performans araçlarında kullanım ve stabilite iyileştirmeleri sunma konusundaki kanıtlanmış yeteneği, daha sonra araba benzeri dinamikler arayan SUV mühendislerinin dikkatini çekti. Bugün Range Rover, Volkswagen Touareg, Porsche Cayenne ve Toyota Land Cruiser Prado dahil pek çok aracın şanzımanında kullanılmaktadır.

1980’lerde Audi Quattro’nun ralli üstünlüğü, Grup B rakipleri arasında bir dört çeker silahlanma yarışı başlattı. Birkaç sezon içinde aşağıdaki dört çeker ralli araçlarının tamamı piyasaya çıktı — her biri FFD visko-kavrama teknolojisini kendinden kilitlemeli diferansiyellerde kullandı:

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

Tony’nin oğlu Stuart Rolt, bu dönemde FFD’nin ralli takımlarıyla ilişkilerini yönetti.

1990’ların başında Rusya’daki AZLK fabrikası da Moskvitch 2141’in dört çeker ralli versiyonunu geliştirmek için FFD’ye başvurdu. Ford RS200 ile aynı üç diferansiyel düzenini kullanan deneysel dört çeker Moskvitch, aşırı koşullarda şaşırtıcı derecede öngörülebilir kullanım özellikleri sergiledi. Testler önemli bir ilkeyi ortaya koydu: her visko-kavramanın kilitleme sertliğini ayrı ayrı ayarlayarak mühendisler, aracın kullanım dengesini geniş bir aralıkta ayarlayabiliyordu:

• Daha sert arka tekerler arası diferansiyel → daha fazla aşırı-dönüş eğilimi
• Daha sert ön veya akslar arası diferansiyel → daha fazla yetersiz-dönüş ve stabilite

Bu ayarlanabilirlik, modern WRC ralli araçlarının pasif visko-kavramalar yerine üç diferansiyelin tamamında elektronik kontrollü çok diskli kavrama paketleri kullanmasının nedenidir. Hidrolik aktuatörler ve yerleşik bir bilgisayar, her diferansiyelin kilitlenme derecesini gerçek zamanlı olarak değiştirebilir — virajlara girerken arabanın serbestçe dönebilmesi için kavramaları serbest bırakır, ardından sürücü düzlüğe çıkarken ivmelenirken aşırı yetersiz-dönüşten kaçınıp çekişi artırmak için kademeli olarak sıkıştırır.

İki üretici, yol araçlarında elektronik kontrollü diferansiyel konusunda öncülük etti:

• Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 E-Serisi): Üç elektronik kontrollü kavrama, koşulların gerektirdiği şekilde sırasıyla önce ön aksı bağladı, ardından akslar arası diferansiyeli kilitledi, sonra arka diferansiyeli kilitledi. Sistem etkiliydi ancak aşırı karmaşıktı ve elektronik, gevşek zeminlerde ön tekerleklerin fark edilir biçimde bağlanıp kopmasına neden olabiliyordu.
• Porsche 959 (1986): Dört seçilebilir sürücü modunda çalışan iki elektronik kontrollü kavrama. 959’un sistemi daha sofistike ve yüksek performanslı kullanıma daha uygundu.

Diferansiyelin Yerini Alan Sistemler: Haldex ve Basitleştirilmiş AWD Sistemleri

Ralli mühendisleri kendinden kilitlemeli diferansiyellerini sınırlarına iterken, ana akım binek otomobillerin tasarımcıları tam ters yönde ilerledi — akslar arası diferansiyeli tamamen ortadan kaldırarak yerini yalnızca bir visko-kavramaya bıraktı. 1985 model Volkswagen Golf II Syncro, bu yaklaşımı kullanan ilk Avrupalı binek otomobildi. Şanzıman, 1969’da FFD’yi bünyesine katan GKN mühendisleri tarafından geliştirildi.

Basitleştirilmiş visko-kavrama düzeni, seri üretim için belirgin avantajlar sunuyordu:

• Dört çeker model, standart ön çeker versiyonla bileşenlerin büyük bölümünü paylaşarak üretim maliyetini ve karmaşıklığını azalttı
• Normal koşullarda araç, ön çeker bir araçla özdeş biçimde sürüş yaptı
• Ön tekerlekler kaydığında visko-kavrama, yaklaşık 0,2 saniye içinde toplam torkun %70’ine kadarını arkaya aktarabiliyordu

Ancak bu gecikmeli devreye giriş bir kullanım sorunu yaratıyordu: başlangıçta ön çeker bir araç gibi davranan (önden iten) bir araç, visko-kavrama devreye girince aniden arka-ağırlıklı bir davranışa geçebiliyor ve sürücüleri hazırlıksız yakalayabiliyordu. Japon üreticiler, birden fazla visko-kavrama takma dahil çeşitli çözümler araştırdı — 1988 model Nissan Sunny/Pulsar gibi bazı modeller, arka tahrikini devreye almak için bir, her tekerler arası diferansiyeli kilitlemek için birer olmak üzere üç tane kullandı. Mazda Concerto 4WD ise daha ileri giderek hem akslar arası hem de arka tekerler arası diferansiyelin yerine visko-kavrama kullandı.

Bir sonraki evrimsel adım, visko-kavramanın yerini elektronik kontrollü hidrolik çok diskli kavramaya bırakmasıyla geldi — çok daha hızlı ve daha hassas kontrol edilebilir bir cihaz. Volkswagen Golf IV’te ve platform kardeşlerinde visko-kavramanın yerini alan Haldex kavraması, bu teknolojinin en iyi bilinen örneğidir. Çalışma prensibi şöyle:

• Yüz kamları, ön ve arka miller arasındaki herhangi bir dönme hızı farkını algılar
• Kam yüzeylerinde hareket eden bilyalar, halka silindirlerdeki pistonları iter ve hidrolik sıvıyı pompalar
• Sıvı basıncı çok diskli kavrama paketini sıkıştırarak torku arka akse aktarır
• Aracın elektroniği tarafından kontrol edilen bir solenoid valf, basıncı herhangi bir noktada serbest bırakarak sonsuz değişken tork dağılımına olanak tanır

Bugün çoğu AWD binek otomobil ve crossover, bu elektronik kontrollü kavrama mimarisinin bir varyantını kullanmaktadır — ister Volkswagen Grubu araçlarındaki Haldex olsun, ister Honda’nın VTM-4’ü, ister BMW’nin xDrive’ı. Modern kavrama sistemlerinin hızı, devreye giriş gecikmesini normal sürüşte fark edilemez düzeye indirmiştir. Kontrol yazılımının ayarlanması artık donanımın kendisinden daha önemlidir: Golf 4Motion ve Audi A3 Quattro mekanik olarak özdeş şanzımanlar kullanmaktadır; ancak farklı yazılımlar Volkswagen’e simetrik tork dağılımı verirken Audi’nin kalibrasyonu, daha tanıdık ön çeker karakteri için torkun %60’ını öne gönderir.

Günümüzde AWD Teknolojisi: Hangi Sistem En İyi?

Elle devreye alınan ikinci aksla parçalı dört çeker sürüş sistemleri, neyse ki binek otomobillerden çekilip gitti. Kalan mimarilerin her birinin kendine özgü avantajları var:

• Kendinden kilitlemeli akslar arası diferansiyelli tam zamanlı AWD (Subaru’daki gibi visko-kavrama, Audi A4/A6/A8 Quattro ve Volkswagen Phaeton’daki gibi Torsen mekanik, veya Mitsubishi Lancer Evo’daki gibi elektronik kontrollü kavramalar): düzgün kalibre edildiğinde hem yolda hem de pistte gerçekten kullanımı iyileştirebilen en sofistike ve tatmin edici sistemler.
• Açık akslar arası diferansiyelli tam zamanlı AWD (Mercedes-Benz 4Matic’teki gibi): kendinden kilitleme eksikliğini telafi etmek için kayma önleme elektroniğine dayanır. Yolda etkili, ancak mekanik olarak daha az proaktif.
• Kontrollü kavrama yoluyla parçalı arka tahrik (Haldex, Volvo, Saab ve çeşitli Volkswagen Grubu crossoverlarında olduğu gibi): modern crossoverlarda en yaygın düzen — uygun maliyetli, hafif ve daha hızlı elektronikler sayesinde giderek daha yetenekli.

Gelişmiş AWD’deki baskın eğilim tork vektörlemedir — yalnızca ön ve arka akslar arasında değil, bir akstaki sol ve sağ tekerlekler arasında da aktif olarak tork değiştirmek. Mitsubishi Lancer Evolution X, bu alanda en ileri durumu temsil ediyor: S-AWC sistemi, elektronik kontrollü bir merkez diferansiyelini (ACD), tekerlekler arasında bağımsız olarak tork aktarabilen bir Aktif Yaw Kontrol (AYC) arka diferansiyeliyle birleştiriyor. Ek dişli setleri, tutuş kaybolmaya başladıktan sonra tepkisel biçimde değil, daha proaktif olarak tork dengesini önceden kaydırabilir.

Pratik açıdan bakıldığında, modern AWD sistemleri arasındaki gerçek dünya kullanım farkları, kontrol elektroniği daha sofistike hale geldikçe daralmaya devam ediyor. Bir crossoverdaki iyi kalibre edilmiş Haldex tabanlı sistem, bir nesil önce mekanik bir Torsen diferansiyelinden dikkat çekici görünecek bir stabilite sunabilir. Sonuç olarak teknoloji bu yönde ilerliyor — ve bitiş noktası, hiçbir mekanik aktarma organı olmaksızın dört ayrı tekerlek motoruyla her birine hassas biçimde kontrol edilen tork ileten elektrikli araç olabilir.

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