پنجشنبه, 07 مهر 1401
سیستم دیفرانسیل خودرو را می توان به عنوان سیستمی در نظر گرفت که وظیفه اصلی آن انتقال گشتاور موتور به چرخ ها است. دیفرانسیل با کمک نیرویی که از موتور می گیرد کار می کند و سپس آن را تقسیم می کند که به نوبه خود آزادی چرخش در سرعت های مختلف را به چرخ ها می دهد. هنگام چرخش، چرخ بیرونی دورتر و سریعتر از چرخی که در داخل است حرکت می کند. بنابراین دیفرانسیل نقش مهمی ایفا می کند زیرا مجموعه ای از چرخ دنده ها است که در پشت انتقال نیروی موتور به چرخ ها قرار دارند و از این رو آنها را برای چرخش با سرعت های مختلف و نزدیک شدن به یک پیچ استفاده می کند.
هنگام در نظر گرفتن یک خودرو دیفرانسیل جلو (FWD)، قرارگیری دیفرانسیل به گونه ای است که در همان جهت گیربکس موجود در داخل محفظه است و کل این واحد به طور گسترده به عنوان یک گیربکس در نظر گرفته می شود. در حالی که در خودرو دیفرانسیل عقب (RWD)، دیفرانسیل در بین جفت چرخ های عقب و در ارتباط مستقیم با گیربکس با کمک میل محرک قرار می گیرد. در مورد خودروهای چهار چرخ متحرک (AWD) و چهار چرخ متحرک WD4، یک مجموعه اضافی از دیفرانسیل مرکزی یا جعبه انتقال وجود دارد که به توزیع نیرو در جلو و عقب کمک می کند.
بخش‌های سیستم دیفرانسیل به شرح زیر است:
• دنده جانبی دیفرانسیل یا دنده خورشیدی
• محور پینیون یا پین متقاطع
• شفت محور یا نیم شفت
• چرخ دنده حلقه یا چرخ تاج
• پینیون درایو یا پینیون اریب
• پینیون های دیفرانسیل یا چرخ دنده های سیاره ای
• کیس دیفرانسیل
نیروی موتور از طریق چرخ دنده پینیون به چرخ دنده منتقل می شود. چرخ دنده حلقه ای به یک چرخ دنده عنکبوتی متصل است که در قلب سیستم دیفرانسیل قرار دارد. چرخ دنده عنکبوتی می تواند به دو صورت مختلف بچرخد، یکی همراه با چرخ دنده حلقه و دو در محور خود. چرخ دنده عنکبوتی با دو چرخ دنده جانبی مشبک می شود، بنابراین نیروی موتور از پینیون به چرخ های چپ و راست جریان می یابد. بیایید مواردی را در نظر بگیریم.
خودرو در مسیر مستقیم حرکت می کند: در این حالت چرخ دنده عنکبوتی همراه با چرخ دنده حلقه ای می چرخد اما در محور خود نمی چرخد. چرخ دنده عنکبوتی فشار می آورد و باعث می شود چرخ دنده های جانبی بچرخند و هر دو با یک سرعت می چرخند.
خودرو در حال چرخش است: دنده عنکبوتی در اینجا نقش مهمی ایفا می کند. همراه با چرخش چرخ دنده حلقه ای در محور خود می چرخد. بنابراین چرخ دنده عنکبوتی یک چرخش ترکیبی دارد. هنگامی که چرخ دنده جانبی به درستی مشبک شده باشد باید سرعت محیطی مشابه چرخ دنده عنکبوتی داشته باشد. هنگامی که چرخ دنده عنکبوتی در حال چرخش و همچنین چرخش است، سرعت محیطی به اندازه سمت چپ چرخ دنده عنکبوتی، مجموع سرعت چرخش و چرخش است.
دیفرانسیل ها به انواع اصلی زیر طبقه بندی می شوند:
• دیفرانسیل باز
• دیفرانسیل قفل شده
• دیفرانسیل لغزش محدود
• دیفرانسیل جوش داده شده
• دیفرانسیل فعال
• دیفرانسیل تورسن
• دیفرانسیل بردار گشتاور
در ادامه به توضیح در مورد تعدادی از انواع دیفرانسل های خودرو خواهیم پرداخت.
دیفرانسیل باز به یکی از اساسی ترین شکل های دیفرانسیل گفته می شود که از دو نیمه یک محور به همراه یک چرخ دنده در دو سر آن تشکیل شده است. اینها با استفاده از چرخ دنده سوم که مسئول تشکیل سه ضلع مربع است به یکدیگر متصل می شوند. این دیفرانسیل ها به همراه دنده چهارم برای استحکام بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. این همان چیزی است که منجر به تکمیل مربع می شود.
این سیستم واحد کامل سپس یک چرخ دنده حلقه ای به کیس دیفرانسیل اضافه می کند که وظیفه اصلی آن نگه داشتن چرخ دنده های اصلی اصلی در موقعیت صحیح است و این ترتیب چرخ دنده حلقه ای در نتیجه باعث می شود که چرخ هایی توسط چرخ به حرکت درآیند.
این دیفرانسیل ها به عنوان یک دیفرانسیل باز در نظر گرفته می شوند، اما همراه با یک مزیت اضافی در قفل شدن آن در جای خود، در صورت لزوم، به عنوان یک محور ثابت به جای یک محور مستقل عمل می کنند. مشخص شده است که این امر به صورت دستی یا حتی الکترونیکی با توجه به فناوری روی خودرو اتفاق می افتد.
مزیت اصلی یک دیفرانسیل قفل شده این است که به شدت مستعد توسعه به منظور به دست آوردن مقدار قابل توجهی کشش بیشتر است که به طور همزمان با دیفرانسیل باز مقایسه می شود. از آنجایی که توزیع گشتاور در این نوع سیستم به طور مساوی ۵۰/۵۰ نیست، که احتمالاً می تواند گشتاور بیشتری را به چرخ منتقل کند که کشش کمی بهتر از دو مورد موجود را تجربه می کند که توسط پایین تر نقص نمی شود. کششی که در هر نقطه از زمان روی چرخ دیگر وجود دارد.
دیفرانسیل های جوش داده شده کم و بیش مانند دیفرانسیل قفل شده عمل می کنند، تنها نقطه تفاوت این است که در معرض جوش دائمی از دیفرانسیل (باز) به یک محور ثابت قرار می گیرد. این فقط در شرایط خاص خاصی انجام می شود که در آن ویژگی های محور ثابت، که باعث می شود چرخش همزمان هر دو چرخ پیچیدگی کمتری داشته باشد، ضروری است – به عنوان مثال، در اتومبیل هایی که برای دریفت در نظر گرفته شده اند. هدف دیفرانسیل جوش داده شده این است که هر دو چرخ پشت ماشین را با سرعت یکسان/یکسان بچرخاند، اما از آنجایی که چرخ موجود در بیرون نسبتاً سریعتر از چرخی است که در سمت داخلی در یک پیچ وجود دارد می چرخد. ، حفظ سرعت یکسان در هر دو چرخ باعث از دست دادن کشش و در نهایت لغزش چرخ داخلی می شود که باعث می شود بیش فرمانی کاملاً رایج شود. اما جوش دیفرانسیل کاری است که بسیار دائمی است و بعداً قابل تغییر نیست و عوارضی نیز خواهد داشت.
دیفرانسیل فعال بسیار قادر به استفاده از الکترونیک برای تغییر مصنوعی نیروهای مکانیکی سیستم با تغییر شرایط رانندگی است. این باعث می شود که آنها قابل برنامه ریزی و از این پس قابل کنترل باشند، و با کمک طیف وسیعی از حسگرهای موجود در سراسر خودرو، یک کامپیوتر به تنهایی می تواند تشخیص دهد که کدام چرخ های محرک و چه زمانی به نیرو نیاز دارد.
دیفرانسیل تورسن از دنده های بسیار هوشمندانه ای استفاده می کند تا به درستی کار کند و اثر مشابهی را که در دیفرانسیل لغزش محدود مشاهده می شود بدون استفاده از کلاچ یا مقاومت سیال متقابل انجام دهد. این امر با افزودن یک لایه چرخ دنده حلزونی به مجموعه سنتی دنده دیفرانسیل باز با موفقیت به آن دست می یابد. این مجموعه چرخ دنده های حلزونی که بر روی هر دو محور عمل می کنند، مقاومت لازم را برای باز کردن انتقال گشتاور ایجاد می کنند، که سپس توسط چرخ دنده های حلزونی در شبکه (ثابت) با یکدیگر با کمک چرخ دنده های خار که متصل هستند، با موفقیت به دست می آید.
