4 Tekerden Çekiş Sistemi Nedir Nasıl Çalışır? AWD 4WD Yapısı ve Çeşitleri



4 Tekerden Çekiş Sistemi Nedir Nasıl Çalışır? AWD 4WD Yapısı Parçaları ve Çeşitleri


Motorda oluşturulan döndürme kuvvetinin (tork), sadece ön tekerlekler veya sadece arka tekerleklere aktarılması yerine; her zaman 4 tekerleğe birden veya seçime göre ön-arkadaki 2 tekerleğe aktarılabildiği sisteme dört tekerden çekiş sistemi (4WD: 4 Wheel Drive) denir.
Önden (fwd) veya arkadan çekişli (rwd) araçarsa motor tahriki (çekiş kuvveti) ancak iki teker üzerinden yola aktarılabilir. 4 tekerden çekiş yapan araçlarda, motor gücü 2 teker yerine 4 teker üzerinden yola aktarılır, bu sayede araç daha iyi çekiş yapar, yola daha iyi tutunur, sürüş performansı iyileşir.

Öncelikle bakınız:

Ana Konu: Araç Çekiş Sistemleri - Aktarma Organları ve Tork Dağılımı 

Dört Tekerden Çekiş Sistemi Nasıl Daha İyi Performans Sağlıyor?


Otomobilde (tüm araçlarda) her bir tekerin (lastiğin) yola tutunmasının (sürtünme kuvvetinin) bir sınırı vardır, lastiğin yola en iyi tutunması yani en yüksek sürtünme kuvveti, kuru asfalt yolda gerçekleşir. Tekerlek-yol arasındaki sürtünme kuvvetinin her zaman optimum (ideal) olması istenir ki, iyi yol tutuşu sayesinde hem çekiş kuvveti (tork) hem de frenleme kuvveti, tekerleklerden yola iyi bir şekilde aktarılabilsin, iyi yol tutuşu sağlansın.




Bir tekerden yola en fazla aktarılabilecek kuvvet, sürtünme kuvveti kadardır. Lastik-yol arasındaki sürtünme kuvvetinden daha fazla güç gönderilirse, tekerlek patinaj yapar, çekiş (ilerleme) gerçekleşmez.
Tekerlek-yol arasındaki sürtünme kuvveti her zaman, o tekerlek tarafından yola aktarılan tahrik kuvvetinden küçük olmalıdır. Aksi halde tekerlek yolda kayar, çekiş ve yol tutuşu kaybolur.

İki tekerden çekiş sisteminde, 100 birim güç tekerleklere aktarılırsa, 50 sağ 50 sol tekere dağılır. 4 tekerden çekiş sistemindeyse 25-25-25-25 olacak şekilde dağılır. Böylece her bir teker üzerinden yola aktarılan çekiş kuvveti daha az olacağından; tekerleklerdeki çekiş kuvvetinin, tekerlek-yol arasındaki sürtünme kuvvetini aşması engellenir (bu olasılık azaltılır). Böylece tekerlek yola iyi tutunur, ilerleme sırasında kaymaz, kalkışta patinaj yapmaz.



Islak, karlı, çamurlu yolda, sürtünme kuvvetinin azalması sebebiyle, çok az gaza basılsa bile tekerin ne kadar kolay patinaj yaptığı gözlemlenebilir, tutunma eşiği azaldıkça, aktarılabilecek çekiş kuvveti (tork) de azalmaktadır. Üstelik lastiğin yol üzerinde kayması (patinaj etkisi) araç hareket ediyorken veya yüksek hızlardayken veya viraj dönüşlerinde meydana geldiğinde, sürüş kontrolü kaybedilir.
Çekiş sisteminin mantığında, tekerleklerdeki döndürme kuvvetinin (tork) yola aktarılması söz konusudur, bu ise ancak lastik ve yol arasındaki sürtünme kuvveti sayesinde gerçekleşir. Tıpkı fren sisteminde olduğu gibi; 4 teker yerine 2 tekerden fren yapmak nasıl kötü bir frenleme performansı sağlarsa, hızlanmada çekiş sisteminde de aynı prensip - aynı fizik kuralları geçerlidir.






4x4 4 tekerden çekiş sistemi uzun yıllardır arazi araçlarında, off-road araçlarda, pick-up’larda kullanılıyordur. 1980’lerden itibaren binek otomobillerde 4 tekerden çekiş sistemi kullanılmaya başlanmıştır. İlk dört çeker binek otomobil ise 1980 model Audi Ur-Quattro’dur. Günümüzde lüks sınıf binek otomobillerde, SUV’lerde (jiplerde) 4 tekerden çekiş sistemi oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır.

Dört tekerden çekiş sisteminde en önemli konu torkun (çekiş kuvvetinin), ön ve arka akslara hangi oranlarda ve nasıl aktarılacağıdır. Bununla birlikte ön veya arka akslarda; sağ-sol tekerlek arasındaki tork dağılımı da önemli bir konudur (kilitli diferansiyel ve ASR çekiş kontrol sistemleri buna odaklanır).



4 Tekerden Çekiş Sistemi Çeşitleri Nelerdir ?

4 tekerden çekiş sistemi çeşitleri:
*Bakınız: 4WD (4 Wheel Drive)

4WD NEDİR? (4 TEKERDEN ÇEKİŞ SİSTEMİ (4X4 - 4X2)

Motor torku hem ön tekerleklere hem arka tekerleklere aktarılır. Dört çeker bir araçta ön ve arka akslarda diferansiyel kutusu bulunur. Ayrıca vites kutusunun yanında bir de dağıtıcı dişli kutusu (transfer kutusu) bulunur, dağıtıcı dişli kutusu sayesinde çekiş kuvveti ilave bir şaft miliyle ön veya arka diferansiyele aktarılarak, dört tekerden çekiş sistemi elde edilmiş olur. 4WD sisteminin tam zamanlıysa, tranfer kutusuna ilave olarak bir merkezi diferansiyel de bulunur. Öte yandan yarı zamanlı bir 4wd sisteminde merkezi diferansiyel yoktur. 4WD (4x4) çekiş sistemi, genel olarak arazi araçlarında, SUV’lerde, Off-road araçlarda tercih edilir.

4WD Dört Tekerden Çekiş Sistemi Çeşitleri:
*Yarı Zamanlı 4DW (Part Time 4WD)
*Sürekli 4WD (Dört Tekerden Çekiş Sistemi)

Detaylı bilgi için (Bakınız: 4WD Nedir? 4x4 Araçlar Nasıl Çalışır? Yapısı ve Özellikleri)

 AWD NEDİR? (SÜREKLİ DÖRT TEKERDEN ÇEKİŞ SİSTEMİ)

Dört tekerden çekiş sisteminin oldukça yaygın ve popüler olan diğer versiyonu ise, awd (All Wheel Drive) sürekli dört tekerden çekiş sistemidir. Gelişen teknolojiyle otomotiv üreticileri buna akıllı dört tekerden çekiş sistemi derler.

Sistem genel olarak 4wd’ye (özellikle “tam zamanlı 4wd”’ye) benzer olsa da çalışma prensibinde ve teknik detaylarında farklılıklar vardır.  AWD; akıllı dört tekerden çekiş sistemi olarak tanımlanabilir, tork (çekiş kuvveti) her zaman dört tekere birden aktarılmaktadır, ön ve arka tekerleklere aktarılan tork miktarı (% oranı) ise sürüş şartlarına göre otomatik olarak değiştirilebilmektedir. 4WD sistemi biraz arazi yolu tandanslıysa, AWD biraz şehirli ve asfalta yatkın denebilir. AWD daha çok binek otomobillerde bazı SUV’lerde kullanır.

Araç çekiş sistemlerinde, ister awd ister 4wd olsun; güç aktarma organlarında bulunan:
*Ön ve arka akslardaki diferansiyelin yapısı ve teknik özellikleri,
*Transfer kutusunun yapısı ve teknik özellikleri,
*Merkezi diferansiyelin yapısı ve teknik özellikleri,

Farklı marka araçlarda sistemlerin farklılaşmasına sebep olmuştur. Bu donanımların teknolojisi, çalışma prensipleri ve teknik özellikleri, benzer amaçlara hizmet etse de farklılıklar göstermektedir. Aynı marka aracın bile yıllar içerisindeki gelişmelerle göre farklı teknolojiler kullandığı görülmektedir.
Detaylı bilgi için (Bakınız: Awd Nedir? Akıllı Dört Tekerden Çekiş Sistemi)



4WD - AWD  araçların ön ve arka akslarında kullanılan diferansiyel çeşitleri:

*Açık diferansiyel (klasik diferansiyel) (Bakınız: Diferansiyel Nedir? Çeşitleri Nelerdir?)

*Kilitli Diferansiyel

*Sınırlı Kaymalı Diferansiyel (Limited Slip Differential: LSD): Lsd diferansiyeller temel olarak; sabit tip, torka duyarlı, hıza duyarlı ve elektronik kontrollü tip olarak çeşitlere ayrılır.
            -Torsen Diferansiyel (Torka Duyarlı Diferansiyel): Otomobillerde Ön aks, arka aks, merkezi diferansiyel olarak kullanılır. Örneğin ilk audi quattro)
            -Viskoz Kavrama - Viscous Coupling: (Hem Merkezi Diferansiyel, hem de arka aksta sınırlı kaymalı (lsd) diferansiyel olarak kullanılır.
            -Çok Diskli Hidrolik Kavrama (Hydraulic multi-plate clutch: Hem transfer kutularında hem de arka-ön akslardaki diferansiyellerde, tork aktarımı ve dağıtımı için kullanılır.)


4WD - AWD araçların transfer kutularında kullanılan ön-arka aksa tork aktarma-dağıtma sistemleri:

*Mekanik Dişli Tip Transfer Kutusu: Mekanik çalışan bu sistemde sürücü ayrı bir kol ile aracı 2 çekerden 4 çekere geçirir, tork ön ve arka akslara eşit dağıtılır. Arazi ve seri konumlar seçilebilir. 35km/den sonra 4 çeker kullanılamaz. (Ağır arazi tip araçlarda-Yarı zamanlı (part time) 4wd. (Eski tip)

*Mekanik Merkezi Diferansiyelli Transfer Kutusu: Mekanik olarak çalışan bir merkezi diferansiyel ve ön-arka akslara bağlantı dişlilerinden oluşan bu sistem, sürekli 4 tekerden çekiş sistemi (full time 4wd) örneğidir, arazi tip araçlarda kullanılır. Çekiş her zaman dört tekerden gerçekleşirken, tork %50 - %50 ön ve arka akslara eşit dağıtılır. Buradaki diferansiyel; klasik açık diferansiyeldir. (Eski tip)

*Planet Dişli Tip Transfer Kutusu: Sürekli dört tekerden çekiş sisteminde, Planet dişli sistemi sayesinde, tork ön ve arka akslara eşit olarak değil; %35 ön akslara ve %65 arka akslara aktarılabilir, böylece hem farklı oranlarda tork dağılımı, hem de ön-arka aksların farklı hızlarda dönmesi sağlanır. Diferansiyel (ayna-maruti-istavroz) yoktur. Bu tipte tork dağılımı değiştirilemez, yani adaptif veya otomatik değildir, ön-arka tork dağılımı hep sabittir. (Eski tip)

*Haldex (Audi Quattro ve Volkswagen 4Motion)
*Torsen Diferansiyel (Torka Duyarlı Diferansiyel: Otomobillerde Ön aks, arka aks, merkezi diferansiyel olarak kullanılır. Örneğin ilk audi quattro)

*Viskoz Kavrama - Viscous Coupling: (Hem Merkezi Diferansiyel, hem de arka aksta sınırlı kaymalı (lsd) diferansiyel olarak kullanılır.

*Çok Diskli Hidrolik Kavrama (Hydraulic multi-plate clutch): Hem transfer kutularında hem de arka-ön akslardaki diferansiyellerde, tork aktarımı ve dağıtımı için kullanılır.)

*Atessa E-TS: (Nissan tarafından geliştirilen 4 tekerden çekiş sistemi ünitesi)

Otomotiv üreticilerinin geliştirip kullandığı çeşitli (AWD) 4 tekerden çekiş sistemleri:
*Mercedes 4Matic,
*Bmw xDrive,
*Audi Quattro,
*Vw 4motion,
*Subaru SAWD Symmetrical All Wheel Drive
*Toyota All-Trac
*Honda SH-AWD

Yorumlar