تأثیر گشتاور موتور روی فرمان خودرو چیست؟

تورک استیر در خودروهای مدرن خیلی دیده نمی‌شود زیرا خودروسازان این پدیده را به‌گونه‌ای مهندسی کرده‌اند که روی عملکرد وسایل نقلیه تأثیر چندانی نداشته باشد. این وضعیت معمولاً در خودروهای دیفرانسیل جلوی پرقدرتی دیده می‌شود که گشتاور زیادی را به چرخ‌های جلو منتقل می‌کنند و خودروهایی همچون مزدا اسپید ۳ به همین دلیل مشهور شده‌اند. در حین شتاب گیری با چنین خودروهایی معمولاً فرمان به یک سمت کشیده می‌شود و راننده باید مسیر حرکت را تصحیح کند؛ اما چرا خودرویی همچون هوندا سیویک تایپ R که بسیار قوی‌تر از مزدا اسپید ۳ دیگر از مشکل تورک استیر رنج نمی‌برد؟

به گزارش پدال، درحالی‌که اکثر خودروسازان از سیستم چهار چرخ محرک در خودروهای ۳۰۰ اسبی و قوی‌تر استفاده می‌کنند تا با توزیع گشتاور در تمامی چرخ‌ها این پدیده را مرتفع سازند، سیویک تایپ R قدرت ۳۱۵ اسب بخار داشته و محصولی دیفرانسیل جلوست و درعین‌حال رفتار بسیار خوبی دارد و تقریباً اثری از تأثیر گشتاور موتور روی سیستم فرمان آن نیست. در این مقاله به چگونگی رفع مشکل تورک استیر توسط خودروسازان می‌پردازیم. موضوع موردبحث می‌تواند به خاطر شرایط زیر به وجود آید:

شفت‌های جلوی نامتقارن که در طول، استحکام پیچشی و یا قطر با یکدیگر تفاوت دارند

استفاده بیش از حد از گشتاور چرخ‌های جلو

قطعات مستهلک سیستم تعلیق همچون بوش‌های کنترل

حرکات پیشرانه یا دسته‌موتورهای معیوب

شرایط چسبندگی نامناسب چرخ‌های جلو

تغییر شکل دیواره لاستیک‌های جلو

شعاع سایش قابل‌توجه

شعاع سایش به‌طور خاص اهمیت زیادی دارد و هرچه بیشتر باشد باعث ایجاد تورک استیر خواهد شد. زمانی که خودرو را از نمای جلو نگاه کنید این شعاع بین محور فرمان و خط مرکز لاستیک متفاوت خواهد بود و اگر تفاوت زیادی بین آن‌ها وجود داشته باشد (شعاع سایش بیشتر باشد) گشتاور تولیدی پیشرانه تلاش خواهد کرد تا چرخ را بچرخاند و در این حالت با سطح نابرابر یا چسبندگی متفاوت چرخ‌های جلو مواجه خواهد شد و فرمان از دستان راننده خارج می‌شود. کاهش شعاع سایش به کمترین مقدار تقریباً باعث حذف تورک استیر می‌شود. در خودروی دیفرانسیل جلو با پیشرانه طولی، گیربکس در انتهای پیشرانه نصب شده و همین امر منجر به طول متفاوت شفت‌ها می‌شود که این حالت تأثیر گشتاور موتور روی سیستم فرمان را افزایش می‌دهد. در طول این سال‌ها خودروسازان تلاش کرده‌اند پدیده موردبحث را از خودروهای خود حذف کنند و این روش‌ها را بکار گرفته‌اند:

برابری استحکام پیچشی شفت‌ها با ایجاد تغییراتی در متریال و ابعاد آن‌ها

استفاده از بلبرینگ در بوش‌های شفت طویل که باعث می‌شود طول هر دو شفت تقریباً یکسان شود

نصب طولی پیشرانه در جلوی اکسل جلو و قرار دادن گیربکس و دیفرانسیل در پشت آن که در این حالت شفت‌ها طول یکسانی دارند. آئودی و سوبارو چندین سال است از این روش استفاده می‌کنند

نصب طولی پیشرانه در پشت اکسل جلو و نصب گیربکس در جلو. چنین حالتی در خودروهای فیات ۱۲۷ و ۱۲۸ و همچنین رنو ۵ دیده شده است

استفاده از لاستیک‌هایی با دیواره‌های مقاوم‌تر به منظور جلوگیری از تغییر شکل دیواره لاستیک‌ها

در حال حاضر دیگر خودروهایی که پیشرانه پشت گیربکس قرار گرفته تولید نمی‌شوند زیرا این نوع طراحی فضای زیادی را اشغال کرده و نیازمند دماغه‌ای طویل‌تر است. در چنین حالتی پیشرانه دقیقاً در کنار دیواره آتش خودرو قرار می‌گیرد. همچنین باید دانست چنین وضعیتی برای توزیع وزن خودرو مطلوب نیست زیرا وزن زیادی را خارج از فاصله بین محوری قرار می‌دهد هرچند آئودی با عقب‌تر کشیدن حداکثری پیشرانه و استفاده از نمونه‌های خورجینی کوتاه‌تر این مشکل را به حداقل رسانده است. البته خودروهای قدیمی‌تر آئودی دارای پیشرانه‌های ۵ سیلندر خطی بلوک آهنی در بخش جلو بوده‌اند. پیشرانه‌های کوتاه، سبک‌وزن و آلومینیومی سوبارو نیز با طراحی بوکسوری خود این مشکل را تقریباً محو کرده‌اند.

اکثر خودروهای دیفرانسیل جلوی امروزی از پیشرانه‌های عرضی که یک سر آن‌ها به گیربکس متصل است استفاده می‌کنند و با به‌کارگیری بلبرینگی واسط در شفت طویل‌تر باعث طول مساوی شفت‌ها شده‌اند. طراحی لاستیک‌های جدید، سیسم تعلیق و دسته‌موتورهای کاراتر و سیستم‌های فرمان مدرن نیز باعث شده‌اند پدیده تورک استیر دیگر یک مشکل نباشد و خودروهایی که قدرت زیادی تولید می‌کنند معمولاً دیفرانسیل عقب یا چهار چرخ محرک هستند. به همین خاطر مشکل تورک استیر فقط باید در خودروهای بسیار قدرتمند دیفرانسیل جلو رفع شود و البته تعداد چنین خودروهایی زیاد نیست. این خودروها باید بازمهندسی گسترده‌ای روی سیستم تعلیق جلو داشته باشند و مکانیسمی را در نظر بگیرند که باعث شود چرخ حول محول خود به‌ گونه‌ای قرار گیرد که به خط مرکزی نزدیک بوده و شعاع سایش بسیار کمی داشته باشد.

نوع طرحی که هوندا برای سیستم تعلیق سیویک تایپ R و آکورا اینتگرا تایپ S کنونی در نظر گرفته است اولین بار در سیویک تایپ R سال ۲۰۱۷ معرفی شد. این طراحی استرات جدید باعث می‌شود نقطه محوری به داخل چرخ منتقل شده و نهایتاً شعاع سایش به تقریباً صفر برسد. تویوتا در سال ۱۹۹۱ راه‌حلی را برای کاهش شعاع سایش و به حداقل رساندن کمبر ارائه کرد. این سیستم به‌طور کامل جایگزین استارت مک فرسون جلو می‌شد هرچند به همان نقاط اتصال قبلی می‌چسبید تا هزینه‌ها کاهش یابد. این سیستم جزو اولین تلاش‌ها برای حل برخی از مشکلات سیستم تعلیق استرات مک فرسون سنتی بود. در واقع تویوتا از ترکیب استرات مک فرسون و چند اتصالی استفاده می‌کرد. این سیستم تعلیق روی برخی خودروها همچون کارینا Gti و کرولا و سلیکا پرقدرت نصب شد. برخی شرکت‌های دیگر نیز تلاش‌هایی در همین زمینه داشته‌اند که ذکر همه آن‌ها در این مقاله نمی‌گنجد.

اما باید گفت اکثر خودروسازان شاسی دیفرانسیل جلوی خودروهای خود را به‌گونه‌ای مهندسی کرده‌اند که دیگر تورک استیر به عنوان یک مشکل در آن‌ها وجود ندارد. از یک طرف خودروهای پرقدرت به‌صورت دیفرانسیل عقب یا چهار چرخ محرک تولید می‌شوند و بنابراین به ندرت تورک استیر در آن‌ها وجود دارد. در واقع چنین پدیده‌ای دیگر به‌طور گسترده وجود ندارد و شاید فقط در برخی خودروهای ارزان‌قیمت دیده شود؛ اما هوندا به تولید خودروهای سبک‌وزن و هیجان‌انگیز دیفرانسیل جلو متعهد است و ژئومتری متمایز سیستم تعلیق جلوی سیویک تایپ R و اینتگرا تایپ S به ما نشان می‌دهد که ژاپنی‌ها چقدر به فکر سواری هیجان‌انگیز هستند و حاضر شده‌اند راه‌حل‌های مهندسی قابل‌توجهی را برای حذف پدیده تورک استیر ارائه نمایند.