دیفرانسیل در خودرو

دیفرانسیل در خودرو

گاردان دنده پینیون هم می چرخد و چون دنده كرانویل با دنده پینیون درگیر
است كرانویل را به حركت در می اورد و  به همراه خود  هرز گردها را هم می چرخاند
اگر چرخ های  اتومبیل در سطح  صاف حركت كنند  دنده هرز گرد  با دنده های پلوس  حركت
و چرخشی ندارد  ولی اگر چرخ ها هماهنگی نداشته باشد و اتومبیل در حال دور زدن باشد
باید یك چرخ كه در زاویه تنگ قرار گرفته است اهسته گردش نماید  در این موقع  دنده
های  هرز گرد بر خلاف دنده های  پلوس به حركت  در ایند و سبب سریع تر گردانیدن یكی
از دنده های پلوس می شوند (چرخی كه مقاومت كمتری را تحمل می كند) دنده های هرز گرد
كه تعداد انها دو یا چهار عدد می باشد نقش مهمی در دیفرانسیل دارند كار انها تنظیم
دور چرخ در سر پیچ ها می باشد.

قسمت های یك دیفرانسیل ساده: دنده پنیون، دنده كرانویل، هوزینگ،
دنده های هرز گرد، دنده های پولوس

وظایف دیفرانسیل:

1- تقلیل سرعت 2- تغییر جهت نیرو ( جزء در خودرو های كه موتور شان به
صورت عرضی قرار دارد ) 3- تقسیم نیرو بر چرخ ها  4- تنظیم دور در سر پیچ ها ( دور
زدن در سر پیچ ها )

1- تقلیل سرعت : برای ازدیاد كشش اتومبیل ، دیفرانسیل بایستی گشتاور
زیادی را به چرخ ها انتقال نماید مثلاً دور موتور های بنزینی در حدود 6000 RPM و
دور موتور های مسابقه در حدود 750RPM چنین دور قبل از انتقال به چرخ ها باید به
اندازه ای لازم تقلیل یابد . تقلیل موجود در دیفرانسیل به وسیله پینیون و كرانویل
صورت می گیرد ، چنانچه اگر تعداد دنده های پنیون و كرانویل را مساوی انتخاب كنیم
هیچ تغییر كوپلی در این قسمت نخواهیم داشت . ولی شرایط ایجاد می كند توان منتقله به
چرخ ها دارای سرعت كم و نیروی زیاد باشد به نسبتی كه بخواهیم سرعت در دیفرانسیل كم
شود بایستی تعداد دندانه های كرانویل نسبت به پنیون را بزرگتر انتخاب نماییم برا ی
مثال : دیفرانسیل فولكس واگن 1200 را در نظر می گیریم كه تعداد دندانه های چرخ دنده
های پنیون و كرانویل به ترتیب 8 و 35 می باشد .

2- تغییر جهت نیرو :

تغییر اساسی كه دیفرانسیل در خط نیرو انجام می دهد تغییر و تبدیل نیرو
است كه به وسیله پنیون و كرانویل ( مكانیزم انتقال و تبدیل نیرو صورت می گیرد ) چون
خط محرك و محور خروجی گیربكس در امتداد طول اتومبیل قرار گرفته اند و محور های محرك
چرخ های عقب ( میل پولوس ها ) در امتداد عرضی اتومبیل واقع شده اند لازم است از
مكانیزم استفاده شود كه نیرو را تحت زاویه 90 درجه بر چرخ های محرك اتومبیل منتقل
نماید كه این بوسیله درگیری پنیون و كرانویل صورت می گیرد .

3- تقسیم نیرو بر چرخ ها :

زمانیكه اتومبیل در خط مستقیم و در جاده مسطح حركت می كند هر دو چرخ
محرك دوران مساوی داشته و در این شرایط نیروی از پنیون به كرانویل منتقل می شود از
طریق بدنه دیفرانسیل به دنده های هرز گرد و از آنجا به دنده های سر پولوس و در
نتیجه به چرخ ها میرسد ( در این حالت برای سادگی مطلب می توان فرض كرد كه دنده های
هرز گرد به دنده های سر پولوس جوش خورده اند بنابراین دور چرخ ها مساوی بوده و هر
كدام دورانی به اندازه كرانویل خواهند داشت

4- تنظیم دور ( دور زدن در سر پیچ ها ) :

حركت اتومبیل در سر پیچ ها باعث دوران دنده های هرز گرد نسبت به محور
شان می شود و در نتیجه سرعت دورانی پولوس ها مساوی نخواهند بود . مثلاً هنگام گردش
چرخ داخلی پیچ تحت قوه ثقل و سنگینی اتومبیل و فشاری كه در اثر این عوامل به آن
وارد می شود می خواهد كمتر حركت كند ولی چرخ خارجی كه آزادی بیشتری دارد شروع به
حركتی بیش از چرخ داخلی می كند موقعی كه فشار به چرخ داخل وارد شد چون ارتباط
هوزینگ به وسیله هرز گرد با دنده های پولوس مربوط شده اند دنده هرز گرد كه سعی می
كند با نیروی وارده چرخ سمت داخل را بچرخاند موفق نشده و در نتیجه شروع به چرخش به
دور خود می كند بدون این كه نیرو را به چرخ داخل پیچ منتقل نماید و به همین نسبت
سرعت چرخ داخل پیچ كمتر از چرخ خارج پیچ می شود این عمل تا زمانی ادامه دارد كه عكس
العمل قوه ثقل روی چرخ داخل پیچ فشار می آورد و به مجرد این كه اتومبیل در مسیر
مستقیم قرار گرفت نیروی ثقل از چرخ داخل برداشته شد ، هرز گرد متوقف می شود و
دوباره پولوس تابع چرخش كرانویل خواهد شد.

انواع دیفرانسیل در خودرو ها:

1- دیفرانسیل ساده 2- دیفرانسیل چهار چرخ محرك 3- دیفرانسیل كمك دار 4-
دیفرانسیل بدون لغزش

1- دیفرانسیل ساده :

اغلب خودرو ها مجهز به دیفرانسیل از نوع ساده هستند . در بعضی از خودرو
ها دیفرانسیل در روی محور محرك جلو و در بیشتر موارد روی محور محرك عقب قرار دارد
.

2- سیستم چهار چرخ محرك :

اغلب خودرو های سبك دارای دو چرخ محرك هستند ، ممكن است دو چرخ عقب محرك
باشد و یا دو چرخ جلو محرك باشد . وقتی جاده پوشیده از برف ، یخ و گل است ، سطح
جاده لغزنده می شود در این وضعیت چرخ های متحرك اصطكاك لازم ( چسبندگی ) با سطح
جاده را ایجاد نكرده و یكی از دو چرخ متحرك و یا هر دو آنها لغزش می كنند لغزش چرخ
های متحرك روی چرخ های محرك و دیفرانسیل نیز تاثیر گذارده و در محفظه هرزگرد ها نیز
تغییر دور به وجود می آید .

هر گاه همه چرخهای خودرو محرك باشند ، چرخ ها چسبندگی بهتری با سطح جاده
به وجود آورده و عمل كنترل خودرو و شرایط رانندگی در جاده ساده تر خواهد بود . دلیل
اینكار توزیع بار خودرو روی چهار چرخ و استفاده از آن در نیروی كشش همه چرخ
هاست.

خودرو های چهار چرخ محرك هم روی سواریها( لندروور، رنجرور ،لندكروز و
غیره) وهم در روی خودرو های نظامی ( جیب و….) و در بعضی ماشین های باری( بنز 911
، ایفا ،..) كاربرد دارد.

معمولاً از محركه چهار چرخ در شرایط اضطراری و لغزنده بودن جاده استفاده
می شود و برای رانندگی طولانی نباید از این حالت استفاده نمود . در حال استفاده از
محرك چهار چرخ باید جعبه دنده در دنده سنگین باشد برای درگیر نمودن چرخ های آزاد
جلو یا سیستم انتقال قدرت ،اهرم تعویض دنده دیگری وجود دارد كه در صورت لزوم میل
گاردان جلو را با جعبه دنده كم كم در گیر می نماید .

3- دیفرانسیل كمك دار

دیفرانسیل كمك دار در سیستم انتقال قدرت خودرو های سنگین حمل و نقل و
راهسازی و غیره كاربرد دارند . دیفرانسیل های كمك دار به صورت دوبل ،تریبل و
خورشیدی وجود دارد .

در دیفرانسیل دوبل دو پنیون و دو كرانویل وجود داشته و تقلیل دور در دو
مرحله انجام می شود . این دو به طور ثابت و بدون تغییر است . در دیفرانسیل دوبل
تقلیل دور یكبار به صورت كم و بار دیگر به صورت زیاد تر انتقال می یابد . در نوع
تریبل ( سه گانه ) دیفرانسیل مجهز به سیستم تعویض دنده است و در موقعی كه نیروی
كششی كافی نباشد ، راننده با فشردن دكمه ای ، بطور الكتریكی یا بوستری ، ماهكی را
حركت داده و حالت دوم و سوم در آن ایجاد می شود .

دیفرانسیل های خورشیدی هم مانند دوبل عمل می كنند ، با این تفاوت كه
مرحله دوم آن به طور اختیاری، وسیله راننده به وجود می آید .

در این نوع دیفرانسیل یك مجموعه خورشیدی وجود دارد كه دنده كرانویل به
دنده رینگی پیچ شده و قفسه ؛محفظه دنده هرزگرد ها متصل می شود . در صورت به كار
انداختن سیستم خورشیدی ، دنده خورشیدی ثابت شده و در كرانویل از دنده رینگی به قفسه
و از آن به پولوس ها منتقل می شود .

وقتی دیفرانسیل در حال تقلیل دور یا افزایش گشتاور است ، دنده خورشیدی
ثابت ،دنده رینگی محرك و قفسه متحرك بوده و با نسبت ID=ZC/ZR=ZR+ZS/ZR گشتاور خروجی
افزایش و دور خروجی كاهش می یابد .

جهت نیرو در دیفرانسیل خورشیدی:

با ثابت شدن دنده خورشیدی جهت نیرو به شرح زیر است :

پینیون ← كرانویل ← رینگی ← قفسه ← محفظه هرزگرد ها ← محور هرزگرد ←
دنده هرزگرد ها ← دنده سر پولوس ← پولوس

ID=ZK/ZP×ZC/ZP=ZK/ZP×ZS+ZR/ZR

دنده خورشیدی با نیروی پوستر حركت به راست نموده و با نگهدارنده ثابت در
گیر شده و می شود .

4- دیفرانسیل های بدون لغزش

یكی از معایب دیفرانسیل های معمولی آن است كه وقتی یكی از چرخ ها در
جاده ای لغزنده و كم اصطكاك قرار بگیرد ،این چرخ با سرعت زیاد چرخش نموده و همه
نیروی میل گاردان از طریق همین چرخ مصرف شده و چرخ دیگر هیچگونه نیروئی را انتقال
نمی دهد.

خاصیت دیفرانسیل آن است كه گشتاور یكسانی را به هر دو محور محرك انتقال
دهد . حال اگر یكی از چرخ ها در سطح لغزنده ای سریعاً بچرخد ، چرخ دیگر هیچ گونه
نیروی را انتقال نخواهد داد.

در این گونه موارد معمولاً خودرو ، بی حركت مانده و برای انتقال قدرت ،
باید حركت چرخی كه سریع می گرد به نحوی كندتر شود تا نیرو به چرخ دیگر نیز منتقل
شود .

ایجاد اصطكاك زیاد تر بین چرخ لغزان و زمین لغزنده عمل نسبتاً دشواری
است ، و لذا در خودرو ها پر قدرت و پیشرفته از دیفرانسیل های بدون لغزش استفاده می
كنند .

دیفرانسیل های بدون لغزش به دو صورت قفل شونده خودكار و یا نوع اصطكاكی
ساخته می شود در نوع كلاج مخروطی بین چرخ دنده سر پولوس و محفظه دیفرانسیل قار می
گیرد ، بین كلاج مخروطی و دنده ها ، فنر های قرار دارد كه سطوح مخروطی را به هم می
فشارد . به این ترتیب نیروی اصطكاكی بین دنده سر پولوس و محفظه دیفرانسیل بوجود می
آید ، این نیرو با هر گونه اختلاف دورانی كه بین پولوس ها به وجود آید مقابله می
كند . البته این نیرو آنقدر زیاد می باشد كه در سر پیچ ها مانع تقلیل دو چرخ داخل
پیچ و یا افزایش دور چرخ خارج قوس گردد . در روی سطوح اصطكاكی و مارپیچ دنده درشتی
برای عبور روغن می باشد در نوع دیگر از صفحه كلاج استفاده شده است . در این طرح
صفحات دیسك در روی شیار های بدنه دیفرانسیل و صفحه كلاج ها در روی شیار های قطعه ای
كه متصل به پولوس هست قرار دارند .

آخرین صفحه دیسكی كه بین دنده و صفحات قرار دارد ، صفحه فنری است ( فنر
موج دار ) كه در موقع سوار كردن مجموع صفحات ، با پیش فشار معینی جمع شده و نیروی
محوری به صفحات وارد می كند . با این طرح صفحه كلاج ها بین رینگ های جانبی ( كه به
طور هزار خاری با پولوس درگیر هستند ) و بدنه دیفرانسیل به حالت فشرده قرارگرفته و
پولوس ها با بدنه دیفرانسیل عملاً یك پارچه می شود در این طرح هم ، نیروی فنر طوری
محاسبه شده كه در پیچ ها مزاحمتی برای كاستن از دور داخل پیچ ، و یا افزایش دور چرخ
خارج پیچ فراهم نمی شود . ممكن است از فنر لوله ای هم در نوع كلاج دار استفاده
شود.

منبع: www.smsm.ir