علبة التحويل

Transfer Case

صندوق التروس الإضافي/ صندوق الغرز (علبة التحويل) Transfer case

علبة النقل/ التحويل Transfer case:

علبة النقل/ التحويل هي جزء من مجموعة النقل drivetrain وهي عبارة عن صندوق تروس يقوم بتقسيم القدرة بين عمودين منفصلين في نظام سيارات رباعية الدفع/ الدفع الرباعي four-wheel-drive, وسيارات الدفع بجميع العجلات all-wheel-drive, والسيارات الاخرى متعددة محاور الدفع multiple powered. تقوم علبة نقل الحركة بنقل الحركة من ناقل الحركة/ صندوق التروس transmission إلى المحاور الأمامية والخلفية عن طريق أعمدة إدارة drive shafts. وتقوم ايضا بالتوفيق بين سرعة دوران العجل الأمامي والخلفي, ويمكن ان تحتوي على واحد أو اكثر من مجموعات التروس/ النقلات المخفضة low range gears التي يطلق عليها في العادة علبة نقل ثنائية المدى dual-range transfer cases- والتي تجعل من السيارة قادرة على السير خارج للسير off-road. حيث أن النقلة الاولى بصندوق التروس العادي ليست كافية في حالات للصعود والهبوط خارج الطرق.

علبة التحويل التي يتم فيها التحول من وضعية الدفع الثنائي two-wheel drive والدفع الرباعي four-wheel drive بالسيارات التي بها تلك الخاصية. في العديد من سيارات رباعية الدفع بشكل غير دائم part-time 4WD, تقوم علبة النقل بنقل القدرة من تركيبة النقل الدائم للعجلات الخلفية full-time rear-wheel-drive assembly إلى العجلات الامامية. اعتمادا على نوع السيارة, السائق يقوم بالتحويل بين الدفع الثنائي والرباعي للسيارة عن طريق أي من ذراع ميكانيكي, في العادة موجود بأرضية السيارة, أو مفتاح كهربائي الذي يقوم بتفعيل قابض كهرومغناطيسي أو تخلخلي موجود داخل علبة النقل. بعض السيارات تقوم ذاتيا/ تلقائيا بالتحويل بين الدفع الرباعي في حالة اكتشاف وجود انزلاق.

http://www.wikiwand.com/en/Transfer_case Transfer case
https://en.wikipedia.org/wiki/Transfer_case Transfer case

عمل علبة النقل Functions:

· علبة النقل تحصل على القدرة من صندوق التروس وتقوم بإرسالها إلى كلا من المحاور الأمامية والخلفية. يمكن القيام بذلك عن طريق تروس gears, هيدروليك hydraulics, أو جنزير chain drive. في بعض السيارات, مثل الشاحنات رباعية الدفع أو المركبات المخصصة للاستخدام على الطرق الوعرة, يمكن التحكم في هذه الخاصية عن طريق السائق. يمكن للسائق وضع علبة النقل في وضعية القيادة الثنائية الدفع two-wheel-drive او رباعية الدفع four-wheel-drive. يمكن القيام بهذا عن طريق ذراع ناقل shifter, مماثل لذلك في ناقل الحركة اليدوي manual transmission. في بعض السيارات يمكن تحقيق ذلك إلكترونيا عن طريق مفتاح. في حالات السيارات الرياضية SUV ذات الدفع بجميع العجلات, بها علب نقل لا يمكن اختيار نقلاتها. مثل علبة ناقل الحركة المغلقة دائما  permanently locked في وضعية الدفع بجميع العجلات.

· علب النقل المصممة للسماح للاستخدام على الطرق العادية تقوم بعمل تزامن مع دوران العجلات الامامية والخلفية, بنفس الطريقة التي تقوم بها علبة التروس الفرقية differential على محور معين. هذا أمر ضروري لأن الإطارات الأمامية والخلفية لا تدور عند نفس السرعة. معدلات مختلفة لدوران الإطارات قد تكون بسبب الاقطار المختلفة للإطارات (حيث أن الإطارات الأمامية والخلفية في العادة يكون لها معدل تأكل مختلف), كما أن هناك نسبة تخفيض مختلفة في الامام والخلف حيث أن المصنعين يقومون في العادة بعمل تغيير بسيط في النسبة الأمامية عن الخلفية للمساعدة في التحكم (مثل 3.55:1 في الدفرانس الخلفي و 3.54:1 في الدفرانس الأمامي). في حالة عدم قيام علبة نقل الحركة بعمل التعويض بين معدل الدوران, فإنه يحدث تلف لعلبة النقل.

· علبة النقل المصممة للاستخدام خارج الطرق off-road يمكن عن طريقها غلق lock المحاور الامامية والخلفية معا عند الحاجة (مثلا: عندما يكون احد المحاور على سطح زلق, أو عالق في الطين, وعندما تكون باقي العجلات لهم تلاصق افضل). هذا مماثل لغلق الدفرانس differential lock.

· علبة النقل يمكن ان تحتوي على واحدة أو اكثر من مجموعة تروس المدى المنخفض low range gears للاستخدام خارج الطرق off-road. تروس المدى المنخفض تعشق عن طريق ذراع shifter, أو مفتاح إليكتروني electronic switch. في العديد من علب النقل, السائق يقوم بنفسه باختيار تشغيل الدفع الثنائي والدفع الرباعي 2WD أو 4WD. هذه الخاصية غير موجودة في سيارات الدفع بجميع العجلات all-wheel-drive cars. بعض السيارات الكبيرة أو ما شابه, يكون لها اكثر من مجموعة تخفيض.

طرق التشغيل Drive type:

هناك نوعين مختلفين للإلية الداخلية الموجودة في معظم علب النقل.

· الدفع بالتروس Gear-drive:

علبة النقل المستخدمة للتروس تستخدم مجموعة من التروس لتشغيل أي من اعمدة الدفع الامامية أو كلا من الامامية والخلفية. تكون في العادة وحدة قوية, وثقيلة وتستخدم في الشاحنات الكبيرة, ولكن هناك عدة وحدات من علب النقل ذات التروس تستخدم حاليا في سيارات الركوب.

· الدفع بالجنزير Chain- driven:

علب النقل تستخدم جنزير في العادة لدفع محور واحد, ولكن يمكن ان تدفع كلا المحورين. تلك العلب أكثر هدوء وأخف وزنا عن الاخر المدفوعة بالتروس. وتستخدم في الشاحنات الصغيرة, والجيب, والسيارات الرياضية SUVs.

نوع الفارغة Housing type:

فارغة علب النقل يتم تصنيفها كفارغة منفصلة/ مستقلة divorced/independent أو تزاوج married.

· نوع التزاوج Married:

نوع التزاوج يربط مباشرة مع صندوق التروس transmission, في العادة بين عمود خرج صندوق التروس والنهاية الخلفية لعمود الدفع الرئيسي. في بعض الحالات هذا النوع هو جزء لا يتجزأ من صندوق التروس والعنصران يشتركان في نفس الفارغة.

· نوع المنفصل Divorced/independent:

هذا النوع منفصل بالكامل عن صندوق التروس. وعلبة النقل تكون موجودة في خط نقل القدرة ابعد من نوع التزاوج ويتصل مع صندوق التروس عن طريق عمود إدارة قصير متصل بخرج صندوق التروس. هذا النوع من علبة النقل يستخدم في السيارات التي لها مسافة كبيرة بين العجلات wheelbase vehicles, مثل الشاحنات والمركبات الحربية.

طريقة النقل في علبة النقل (انواع علب النقل) Transfer case shift types:

تستخدم علبة النقل في سيارات الاستخدام الجزئي part-time لسيارات الجر الرباعي لخارج الطرق four-wheel drive off-road vehicles, والتي تسمح للسائق باختيار الدفع الثنائي والرباعي, بالإضافة إلى النقل المنخفض والعالي. الانواع المستخدمة منها في السيارات الرياضية SUV وسيارات الأداء تكون غير ظاهرة للسائق حيث لا يوجد ذراع اختيار بها.

· علب النقل ذات النقل اليدويManual Shift On-the-Fly M.S.O.F  لها ذراع اختيار في مرتفع النقل بأرضية السيارة بجانب السائق driver’s side floor transmission hump ويمكن ان يكون به اما اثنين صرة غلق locking hubs ذاتية بالمحور الأمامي أو اثنين ذرع اختيار يدوي "للغلق LOCK" أو "منع الغلق UNLOCK" أو "حر FREE".

لتعشيق نظام الدفع الرباعي four-wheel-drive يجب ان تكون السيارة تسير بسرعة منخفضة. هذا فقط بالنسبة وضعية النقلة العالية four-wheel-drive high. لتعشيق السيارة في وضيعة النقلة المنخفضة four-wheel-drive low, السيارة يجب ان تكون متوقفة ويكون صندوق التروس في وضع الحياد neutral, ثم يتم اختيار وضعية النقلة المنخفضة للدفع الرباعي.

http://www.aa1car.com/library/2004/bf60414.htm 4WD Locking Hubs

· علب النقل ذات النقل الإليكتروني Electronic Shift On-the-Fly, يكون لها مفتاح اختيار بلوحة العدادات أو زر يتحكم في صرة الغلق ذاتيا أو فلانجة دفع drive flanges. خلافا للحالة اليدوية, هذا النظام يحتوي على موتور بعلبة النقل transfer case motor.

محرك التشفير encoder motor هو محرك كهربائي الذي يستخدم لتحويل علبة النقل من النقلة العالية إلى النقلة المنخفضة.

علبة التروس/ الدفرانس الوسطي/ الثالثة Center (3rd) Differential:

هي علبة تروس فرقية (ثالثة) وغالبا ما تركب في سيارات الدفع الرباعي four-wheel drive (4WD). وهي موجودة بالوسط بين المحور الأمامي والمحور الخلفي, غالبا ما تتواجد في امتداد لصندوق التروس, وتتواجد بعلبة النقل transfer case., وتقوم بتنصيف الدفع 50/50 إلى المحور الأمامي والخلفي بدون تلف لاجزاء نظام النقل. وتسمح بالعمل بشكل دائم full-time operation على الطرق المرصوفة الجافة dry pavement بدون مشاركة من خط نقل الحركة. الدفرانس الوسطي مشابه فقط من ناحية أنه يقسم القدرة بين المحور الامامي والخلفي. في ظل ظروف القيادة العادية, جميع العجلات لها قدرة ويسمح لك بعمل انعطافات ضيقة بدفع الاربع عجلات بدون أي مشاكل بين المحورين, مع اختلاف السرعة.

بالإضافة إلى الاخذ في الاعتبار الفرق في سرعات المحاور بسبب التموجات في التضاريس والمنعطفات, فهي تسمح لأي اختلاف في قطر الدوران للإطارات لكل محور. الدفرانس يمكن ان يكون بأي من الانواع المعروفة التي تتضمن محدودة الانزلاق LSD, والتي تتحكم في توزيع الدفع بين المحاور. الدفرانس الوسطي غالبا ما يكون بها غلق للدفرانس lock للتغلب على الفقد التام للتلاصق في حالة واحدة من عجلات احدى المحاور انزلقت. الدفرانس الموجودة بين المحاور تكون في الغالب نوع تناسب العزم torque-proportioning diff.

الدفرانس المغلق Locking Differentials:

الدفرانس الوسطي جيد على الاسطح الجافة dry pavement, ولكنه قد يؤثر سلبيا بالأداء على الاسطح ذات التلاصق القليل. التدابير المستخدمة لمكافحة ذلك تتضمن غلق lock للدفرانس الوسطي, البعض ميكانيكي محدود الانزلاق  LSDأو نظام التحكم في الجر لمنع غلق العجلات للسيارات رباعية الدفع ABS-based four-wheel traction control.

· التحكم بالدفرانس الوسطي يسمح للسائق بغلق lock المحور الامامي والخلفي معا- كما لو ان ليس هناك دفرانس- اما بشكل يدوي أو عن طريق الضغط على زر. توزيع 50/50 للقدرة يعمل كأساسي, وفي الدفع الرباعي لبعض الوقت part-time 4WD وفعال في ظروف التلاصق المنخفض.

· التحكم بالانزلاق المحدود LSD يستخدم تقنية مثل المستخدمة في الدفرانس الخلفي, مع قوابض ذاتية في الدفرانس الوسطي وكلا من الموجودة بالمحاور بحيث يمكن توجيه القدرة لأي من العجلات الاربع. كل نظم الدفع بكل العجلات all-wheel drive تقوم بتوجيه القدرة بهذا الشكل ولكن فعليا تقوم تحول القدرة بين المحاور الامامية والخلفية, وليس من جانب إلى جانب

· التحكم بالجر traction control على اساس التحكم في الجر للأربع عجلات يحقق الغاية نفسها عن طريق مراقبة دوران العجل وتطبيق الفرامل لأي من العجلات التي تدور بدون حركة spinning wheels. القدرة تذهب تلقائيا إلى العجلات التي بها تلاصق.

انواع علب التروس الوسطية Center differential

- الدفرنس الوسطي المفتوح Open center differential

يقوم النظام بقسمة دخل العزم إلى عزمين خرج (المحور الأمامي والمحور الخلفي) ويسمح لهم بالدوران بسرعات مختلفة. ولكن الدفرنس المفتوح ليمكنه الحد من الفرق في السرعة بين المحاور, ويكون للعزم الحرية باتباع المسار الذي به أقل مقاومة.

(+) تتميز بالبساطة ورخص السعر (-) لها تحكم محدود على توزيع العزم. موجود بسيارات: Jeep Grand Cherokee Laredo, Mercedes-Benz G-class

http://auto.howstuffworks.com/differential2.htm Open Differentials

- الدفرنس الوسطي محدود الانزلاق Limited-slip center differential

هذا النوع من الدفرنس الوسطي السلبي/ غير فعال passive center differential (يتفاعل مع العزم عند العجل أو عند المحرك) يقوم بتوجيه العزم إلى المحور الذي به تلاصق اكبر. عن طريق الحساسات والمشغلات يمكنه تغيير نسبة توزيع عزم المحور الامامي إلى المحور الخلفي, ويأتي في تصميمات مختلفة:

o دفرنس وسطي لزج Viscous center differential

هذا النوع من الدفرنس محدود الانزلاق يقوم بوصل اعمدة الدفع الأمامية والخلفية driveshafts عن طريق مجموعة من الأقراص مغمورة في سائل صناعي synthetic fluid داخل علبة محبكة. عند انزلاق العجلة تتسبب الزيادة في سرعة احد الاعمدة عن الأخر بشكل كبير مما يغير من خواص السائل, مما يؤدي إلى ان العمودين يدوران بسرعة متقاربة.

(+) رخيص السعر, وزن خفيف, سهولة التفعيل (-) يحتاج إلى انزلاق العجل لتوفير قوة الغلق. موجود بسيارات: Subaru WRX and Crosstrek with manual transmission

https://en.wikipedia.org/wiki/Viscous_coupling_unit Viscous coupling unit

o دفرنس وسطي حلزوني Helical center differential

هذا النوع من الدفرنس محدود الانزلاق يطلق عليه اسم تورسين Torsen, هو أكثر تعقيدا. يقوم باستخدام مجموعة من التروس الكوكبية planetary-gear arrangements والتي اسنانها مشكلة بشكل حلزوني التي تضغط على اقراص احتكاكية لتحد من انزلاق العجلة وتعدل من توزيع العزم. ويصمم الدفرنس لتوزيع عزوم مختلفة للأمام حسب نسبة التروس لدفع المحور الأمامي والخلفي.

(+) يتفاعل مع تغير العزم من كلا المحرك والعجل المنزلق (-) لا يمكن ضبطه- قيمة الغلق تعتمد على زاوية الترس والعزم المؤثر, والمقاومة عند العجل لعمل الغلق. موجود بسيارات: Audi A8, Bentley Continental GT, Land Rover Range Rover Sport

- الدفرنس الوسطي ذو التحكم الإليكتروني محدد الانزلاق Electronically controlled limited-slip center differential

يعمل بشكل مشابه للدفرنس السلبي, ويستخدم مشغلات هيدروليكية أو كهربائية (أو كلاهما) لتشغيل/ تفعيل القابض الذي يحد من الانزلاق بين الأعمدة. الميزة هنا القدرة على العمل بدون الاعتماد على عزم المحرك أو الاحتكاك عن العجلات. عن طريق مجموعة من الحساسات والتحكم من الحاسب يمكن توفير مدى متكامل من العمل من الفتح الكامل إلى الغلق الكامل حسب ظروف التشغيل.

(+) يمكن ضبطه بدقة (-) معقد, مكلف. يوجد بسيارات: Subaru WRX STI

http://www.aam.com/Technology/Front-Rear-Wheel-Drive-eLSD-119.html Front- Rear-wheel drive eLSD

- وصل/ قران عند/ حسب الطلب On-demand coupling

كل الانظمة السابقة تتحدث عن انظمة تدفع العجلات الأربعة كل الوقت. هذا النوع يستخدم طريقة مختلفة, حيث أنه في البداية يدفع محور واحد حتى يتم وصل المحور الاخر للمساعدة. تستخدم مجموعة القوابض هنا بالإضافة إلى تروس التعشيق dog gears. غالبا الوحدة تتواجد امام المحور الثانوي وتقوم بزيادة مساعدة المحور بشكل تدريجي حسب الحاجة.

(+) يحسن كفاءة مقارنة بنظم الدفع الرباعي كل الوقت (-) ليس نظام رباعي الدفع كل الوقت. يوجد بسيارات: Mazda CX-5, Volkswagen Golf R

- وصلات/ قران مزدوج للمحور الخلفي عند/ حسب الطلب On-demand twin rear-axle couplings

هذا النوع به مجموعة قوابض لأنصاف المحاور الخلفية اليمنى واليسرى, المحور الخلفي به علبة بها تروس التاج والبنيون ولكن لا يوجد علبة التروس الفرقية. حيث ان القوابض توفر وصل سريع وتعشيق جزئي فإن ذلك يتغلب على مشاكل الدفع بالأربع عجلات.

(+) توزيع العزم على العجل الأيمن والأيسر ايضا (-) مجموعة القوابض تحتاج إلى عناية حرارية للتخلص من الحرارة. يوجد بسيارات: Acura TLX, Ford Focus RS

http://www.autoevolution.com/news/four-wheel-drive-how-gkn-driveline-s-on-demand-4wd-system-works-105402.html

- الدفع الرباعي الفعال مزدوج القابض Active Twin Clutch (ATC) AWD

يتكون النظام من زوج من مجموعات القوابض التي يتحكم فيها إلكترونيا متواجد في مكان علبة التروس الخلفية, ويمكن للنظام تشغيل كلا من العجلات الخلفية جزئيا أو كليا بشكل منفصل لزيادة الدفع على الطرق الزلقة وتوفر عزم المحور الخلفي للعجلة الاكثر تلاصقا.

متواجدة بسيارات GMC Acadia 2017

http://www.gmfleet.com/configurator/DDP/buick-fleet/US/b2c/en/2017/lacrosse/lacrosse/F46_Detail.html All-wheel drive with active twin clutch

http://www.cars.com/go/advice/vpedia/center_differential_popup.jsp Center differential
http://www.cars.com/go/advice/vpedia/transfer_case_popup.jsp Transfer case
http://www.testroete.com/car/Toyota/mr2%20spyder/References/Technical%20Training/02%20-%20Chassis%20and%20Drivetrain/13.pdf  Technical training chassis and drivetrain*****
http://www.slideshare.net/Clutch007/fourwheel-drive Four-wheel drive****
https://sites.google.com/site/awdand4wd/ AWD and 4WD****
https://en.wikipedia.org/wiki/Quattro_(four-wheel-drive_system)

https://en.wikipedia.org/wiki/Torsen Torsen differential
https://en.wikipedia.org/wiki/Viscous_coupling_unit

خدمة علبة النقل Service of transfer case:

اعراض مشاكل وتلف علبة النقل:

· إضاءة لمبة "خدمة الدفع الرباعي Service 4WD"

· ضوضاء غير طبيعية من منتصف السيارة عند القيادة

· صوت زن عند تشغيلها

· تسريب للسائل

توصيات الصيانة والإصلاح:

· تحتوي علبة النقل على تروس ورلمان بلي الذي يحتاجا إلى تزييت, جميع الزيوت والسوائل بالسيارة يجب ان يتم تغييرها حسب توصيات الشركة المصنعة, أو بشكل اكثر في حالة استخدام السيارة في الجر أو حمل احمال عالية.

· دائما يستخدم نوع الزيت الموصي به من الشركة المصنعة عند خدمة علبة النقل.

· هناك علب نقل مصممة بنقلة واحدة أو أثنين. علب النقل ذات السرعتين غالبا تكون موجودة في الشاحنات, ولها مدى منخفض, والتي يجب استخدامها في الحالات القاسية.

http://westmichigantransmission.com/how-often-should-the-transfer-case-fluid-be-replaced/ Transfer fluid replacement