צמיגות טובה
לא חלפו השנים ויצרני רכבי השטח המובילים, טויוטה ראשון ואחריו יצרנים נוספים, החרו החזיקו אחרי הריינג'רובר והחלו ליצר רכבי 4X4 עם מערכות הינע מסוג 4X4 קבוע – כלומר עם דיפרנציאל נוסף, שלישי.
אבל היה זה שוב ריינג'רובר, בשנת 1989, שבפריצה טכנולוגית נוספת בין רכבי השטח החליף את נעילתו המכנית של הדיפרנציאל המרכזי – פעולה שעד אותו יום הייתה מותנית בשיקול דעתו וזכרונו המצוין של הנהג – בנעילה אוטומטית (האאודי קוואטרו הקדימה אותו הפעם ב-6 שנים תמימות).
המנגנון שהורכב בריינג'רובר היה מערכת צימוד/חיבור צמיגית, Viscous Coupling בלועזית. המצאת ה- Viscous Coupling "הולכת" אחורה עד שנות ה-20 ושימוש ראשון בה נעשה כבר במכוניות מרוץ 4X4 בשנות ה-50 אך כניסתה לפס ייצור רכב סדרתי נעשתה כאמור רק בשנות ה-80.
איך זה עובד
ה- Viscous Coupling – ראשי תיבות VC ("נעילה ויסקוזית" בשפת הקודש) – פועל באופן הבא: את בית הדיפרנציאל השלישי הופכים לתא אטום, מלא בנוזל סיליקוני, בעל צמיגות גבוהה. לתוך התא האטום מגיעים קצותיהם של שני גלי ההינע, הקדמי והאחורי. על כל אחד מקצוות אלה מורכבות דיסקות חיכוך. גלי ההינע והדיסקות שעליהם קרובים מאוד זה לזה אבל אינם נמצאים במגע ישיר – הנוזל הסיליקוני מפריד ביניהם.
כל עוד הרכב נוסע בתנאי דרך שאינם יוצרים כלל הפרשי מהירויות בין גל הינע קדמי ואחורי (כדוגמת נסיעה במישור), או תנאי דרך היוצרים הפרשי מהירויות קטנים בלבד בין שני גלי ההינע (כדוגמת נסיעה בסיבוב) – כל עוד אלו הם תנאי הדרך, דיסקות החיכוך של מנגנון הויסקוזי לא נכנסות לפעולה ומאפשרות למנגנון הדיפרנציאל השלישי לעבוד "לפי הספר", כפי שתוכנן.
כידוע לא תמיד תנאי הדרך כל כך עדינים ומתחשבים. ישנם לא מעט מקרים בהם משתנים תנאי האחיזה: שלולית מים על הכביש, טלאי של קרח שנותר מהשלג האחרון, שכבת אבק בסמוך למחצבה, חול שנשפך ממשאית עמוסה. ובשטח: בוץ חלקלק בעליה מתוך ערוץ נחל לגדתו, שביל תחוח במיוחד בעלייה תלולה. בכל המצבים הללו מומלץ כמובן להיות במצב 4X4 נעול. האם זכרתם לנעול? האם ידעתם שכדאי לנעול? האם היה לכם מספיק זמן להגיב ולנעול?
ה- VC נוצר בדיוק בשביל לתת מענה לתרחישים שלמעלה:
ראשית, עבור מצבי נעילה "שקופים", עם מספיק זמן תגובה לנהג לבצע את הנעילה, אלא שהנ"ל, משום נטייתו האנושית לשכחה… לא נעל, או גרוע מכך נעל ושכח לשחרר.
שנית, עבור תנאי דרך המשתנים לפתע פתאום – אינם מאפשרים לנהג להגיב מספיק מהר ולשנות את מצבה של "שרשרת ההינע".
וכך אנחנו חוזרים למנגנון ה-VC.
כל תנאי הדרך שיגרמו לגלגלי אחד הסרנים להסתחרר מהר, באופן משמעותי, מגלגלי הסרן השני יגרמו גם לגל ההינע הקשור לאותו סרן, להסתובב במהירות גבוהה יותר מגל ההינע הקשור לסרן השני. כפועל ישיר מכך דיסקות חיכוך, המחוברות בקצה הגל המהיר, מסתובבות מהר יותר מאלו של הגל האיטי. הנוזל הצמיגי, הנמצא בתווך צפוף בין דיסקות חיכוך מהירות ואיטיות, מנסה להדביק את מהירות הגל המהיר. בעשותו כך מתחמם הנוזל, מגדיל התנגדותו וגורם לצימודן של הדיסקות האיטיות אל המהירות.
הצימוד משווה את מהירות גלי ההינע - מאט את תנועת הגל המחובר לסרן המסוחרר ומוסיף מומנט ותנועה לכיוון הסרן השני עם האחיזה – והרי לפניכם רכב 4X4 עם דיפרנציאל מרכזי נעול. תנאי הדרך השתנו, חזרו למצבם התקין? מנגנון ה-VC יתקרר ויאפשר לדיפרנציאל לחזור ולעבוד באופן משוחרר.
סיכום:
מנגנון ה- VC הנו שומר הסף של הדיפרנציאל המרכזי. כל עוד אין בו צורך יאפשר ה- VC לתנועה לזרום דרך הדיפרנציאל המרכזי המשוחרר, ללא הפרעה, בדיוק כפי שצריך. ברגע הצורך: מדויק, יעיל, חסר חולשת השכחה האנושית, ינעל ה-VC, אוטומטית, את הדיפרנציאל המרכזי.
שימושים נוספים
מערכות 4X4 קבועות, מתקדמות, נוטות אם כך להשתמש במנגנון נעילה אוטומטי עבור הדיפרנציאל השלישי. ויש גם אלו שמנסים להשיג את "הטוב בכל העולמות": את המנגנון הויסקוזי יצמידו לדיפרנציאל השלישי בהיותו במצב פתוח, משוחרר, רק כמנגנון מרסן, סוג של דיפרנציאל מגביל החלקה (ראו עליו בפרק הבא) ואילו לנעילה מלאה של הדיפרנציאל המרכזי ישתמשו בנעילה מכנית (פאג'רו דגם ישן).
אי אפשר לסיים את שיר ההלל לויסקוזי מבלי לציין את קשת שימושיו הרחבה, הנוספת: ישנם מנגנונים ויסקוזים המשמשים כמגבילי החלקה בסרנים רוחביים ואחרים משמשים לנעילת סרנים רוחביים (פולקסווגן סינכרו), ויש גם כאלו שבזכותם רכבי 4X2 מסוגלים לעבור ולהיות בהנעת 4X4 זמנית (הונדה CRV וולוו XC90 ואחרים). השונות בין מנגנון אחד למשנהו מושגת באמצעות שימוש בנוזלים צמיגיים שונים, כמו גם באמצעות קדיחת חורים בקטרים שונים בדיסקות המצמד הויסקוזי.
תגובות אחרונות