دیفرانسیل خودرو

دیفرانسیل خودرو مکانیزمی است که چرخ های محرک چپ و راست (یا جلو و عقب) را با سرعت های مختلف می چرخاند. عمدتاً از چرخ دنده های سمت چپ و راست، دو چرخ دنده سیاره ای و یک چرخ دنده تشکیل شده است. عملکرد آن چرخاندن چرخ های چپ و راست با سرعت های مختلف هنگام چرخش یا دویدن خودرو در جاده های پر دست انداز است، یعنی اطمینان از حرکت چرخشی خالص چرخ های محرک در دو طرف. دیفرانسیل برای تنظیم اختلاف سرعت بین چرخ های چپ و راست نصب شده است. در چهارچرخ محرک، تمام چرخ ها باید به هم متصل شوند تا چهار چرخ را به حرکت درآورند. اگر چهار چرخ به صورت مکانیکی به هم متصل باشند، خودرو نمی تواند در هنگام دویدن روی یک پیچ با سرعت یکسان بچرخد. هنگام دویدن روی یک منحنی، سرعت چرخش اساساً ثابت است. در این زمان باید یک دیفرانسیل وسط برای تنظیم اختلاف سرعت بین چرخ های جلو و عقب اضافه شود.

متشکل از

یک دیفرانسیل معمولی از قطعاتی مانند یک چرخ دنده سیاره ای، یک حامل سیاره ای (مورد دیفرانسیل) و یک چرخ دنده جانبی تشکیل شده است. نیروی موتور از طریق شفت گیربکس وارد دیفرانسیل می شود، به طور مستقیم حامل چرخ دنده سیاره ای را به حرکت در می آورد، و چرخ دنده سیاره ای نیمه شفت های چپ و راست را به ترتیب برای حرکت چرخ های چپ و راست به حرکت در می آورد. الزامات طراحی دیفرانسیل برآورده می شود (نیم سرعت شفت سمت چپ) + (نیم سرعت شفت سمت راست)=2 (سرعت حامل سیاره). وقتی ماشین مستقیم می‌رود، سرعت چرخش چرخ‌های چپ و راست و حامل سیاره برابر و در حالت متعادل است، اما وقتی ماشین می‌پیچد، این سه حالت تعادل شکسته شده و سرعت چرخش کاهش می‌یابد. سرعت چرخش چرخ داخلی افزایش می یابد و سرعت چرخش چرخ بیرونی افزایش می یابد.

اصل

هنگام چرخش، چرخ بیرونی می لغزد و چرخ داخلی می لغزد، به طوری که طبق «اصل حداقل مصرف انرژی»، چرخ های دو طرف ناگزیر با توجه به سرعت چرخش چرخ دنده سیاره، نیروهای اضافی در جهت مخالف ایجاد می کنند. ، سه رابطه تعادل شکسته شده است که در چرخ دنده شفت جانبی از طریق نیم شفت منعکس می شود و چرخ دنده سیاره را مجبور به چرخش می کند ، سرعت نیم شفت داخلی را کاهش می دهد و سرعت نیمه شفت بیرونی را افزایش می دهد. سرعت چرخش چرخ ها در دو طرف متفاوت است.

نمودار مدار دیفرانسیل

اگر چرخ های محرک در دو طرف محور محرک به طور محکم در سرتاسر شفت به هم متصل باشند، دو چرخ فقط می توانند در یک زاویه بچرخند. بنابراین، هنگامی که ماشین می چرخد، چرخ بیرونی بیشتر از چرخ داخلی حرکت کرده است، بنابراین چرخ بیرونی هنگام غلتیدن می لغزد و چرخ داخلی در هنگام غلتیدن می لغزد. حتی اگر ماشین مستقیم حرکت کند و سطح جاده صاف باشد، چرخ ها به دلیل ناهمواری سطح جاده و ناهمواری شعاع چرخش لاستیک (خطای ساخت لاستیک، تفاوت در سایش، بار ناهموار، اختلاف فشار هوا) لغزند. .

هنگامی که چرخ ها می لغزند، نه تنها سایش تایر را افزایش می دهد، بلکه قدرت را نیز افزایش می دهد.

هنگامی که چرخ ها می لغزند، نه تنها باعث افزایش سایش لاستیک و افزایش قدرت و مصرف سوخت می شود، بلکه چرخش خودرو را دشوار می کند و عملکرد ترمزگیری را کاهش می دهد. برای جلوگیری از لغزش چرخ تا حد امکان، لازم است ساختاری وجود داشته باشد که به هر چرخ امکان چرخش در زاویه متفاوتی را بدهد.

بین محوری: معمولاً چرخ‌های محرک به وسیله یاتاقان‌ها روی محور اصلی قرار می‌گیرند تا بتوانند در هر زاویه بچرخند، در حالی که چرخ‌های محرک محکم به دو نیم‌شفت متصل می‌شوند و بین دو نیم‌شفت دیفرانسیل تعبیه می‌شود. به این نوع دیفرانسیل، دیفرانسیل بین محوری نیز می گویند.

برای خودروهای آفرود چند محوره، برخی از آنها مجهز به دیفرانسیل بین محوری بین دو محور محرک هستند به طوری که هر محور محرک با سرعت زاویه ای متفاوتی می چرخد ​​تا از لغزش چرخ های محرک در هر محور جلوگیری کند.

اثر

وقتی ماشین می چرخد، شعاع چرخش چرخ های داخلی و خارجی متفاوت است. شعاع چرخش چرخ بیرونی بزرگتر از چرخ داخلی است، بنابراین سرعت چرخش چرخ بیرونی باید سریعتر باشد. سرعت چرخ داخلی هنگام چرخش. عملکرد دیفرانسیل برآوردن الزامات سرعت چرخ های مختلف در سمت چپ و راست هنگام چرخش خودرو است. این تابع ابتدایی ترین عملکرد دیفرانسیل ها مانند دیفرانسیل مرکزی، دیفرانسیل ضد لغزش و دیفرانسیل LSD است. دیفرانسیل‌های تورسن و غیره که بعداً توسعه یافتند، برای بهبود عملکرد رانندگی و هندلینگ خودرو در نظر گرفته شده‌اند.

طراحی شده با تاکید بر عملکرد و قابلیت کنترل.

تابع

هنگامی که یک ماشین به گوشه ای می پیچد، مسیر چرخ یک قوس است. اگر ماشین به چپ بپیچد، نقطه مرکزی قوس در سمت راست است. برای متعادل کردن این تفاوت، چرخ سمت چپ باید کندتر و چرخ راست سریعتر باشد و از سرعت های چرخشی متفاوت برای جبران تفاوت فاصله استفاده کند.

اگر محور عقب به طور کلی ساخته می شد، تفاوت سرعت چرخش بین چرخ های چپ و راست جبران نمی شد و تنظیم خودکار امکان پذیر نبود. برای حل این مشکل، لویی رنو، موسس شرکت خودروسازی رنو فرانسه، 100 سال پیش دیفرانسیل را طراحی کرد.