/
/
/
دیفرانسیل خودرو چیست و چه کاربردی در ماشین دارد؟
دیفرانسیل خودرو

دیفرانسیل خودرو چیست و چه کاربردی در ماشین دارد؟

زمان انتشار:

دی 12, 1400

به اشتراک گذاری:

دیفرانسیل خودرو یکی از مهم‌ترین خصوصیات فنی هر ماشین است. به طوری که پس از بیان حجم موتور، نوع گیربکس و تعداد دنده‌های آن و توان و گشتاور خروجی موتور، در رابطه با دیفرانسیل آن صحبت می‌شود. اما سوال اینجاست که این خصیصه مربوط به کدام بخش ماشین است؟ و تاثیر نوع و مدل آن در خودرو چیست؟

در این مقاله از رادار جی پی اس تصمیم گرفتیم به بررسی دقیق‌تر دیفرانسیل خودرو بپردازیم. در پایان با مدل‌های مختلف دیفرانسیل و نحوه عملکرد آن آشنا خواهیم شد.

معرفی دیفرانسیل خودرو

دیفرانسیل مجوعه‌ای از چرخ‌دنده‌ها است که در کنار هم ضمن انتقال نیرو، جهت گشتاور را هم تغییر می‌دهند. این سیستم در واقع محور متحرک خودرو بوده و زیر آن قرار می‌گیرد. به کمک دیفرانسیل نیروی گیربکس به چرخ‌های متحرک ماشین منتقل می‌شود. این انتقال نیرو بر اساس نحوه حرکت خودرو در مسیر مستقیم یا سر پیچ‌ها و به تناسب نیاز، میان چرخ‌ها تقسیم می‌شود. هر جفت چرخ ماشین دارای یک محور است. محور جفت چرخ جلویی را محور جلو و محور چرخ‌های عقبی را محور عقب می‌نامند. دیفرانسیل موظف است نیرو را از میل گاردان یا گیربکس دریافت کرده و به محور متحرکت ماشین منتقل نماید.

مسیر انتقال نیرو از موتور به چرخ‌ها، به ترتیب شامل فلایویل،کلاچ، گیربکس، دیفرانسیل، پلوس و چرخ می‌باشد. در این مسیر دیفرانسیل خودرو به عنوان یک سیستم چرخ دنده‌ای، کار تقسیم قدرت موتور میان چرخ‌ها را انجام می‌دهد. به طور مثال هنگام حرکت سر پیچ، چرخ بیرونی خودرو نسبت به چرخ داخلی باید سریع‌تر حرکت کند. در نتیجه دیفرانسیل قدرت بیشتری به چرخ بیرونی داده و از قدرت چرخ داخلی می‌کاهد تا حرکت یکنواختی برای ماشین ایجاد شود. این اتفاق از واژگون شدن خودرو، سر پیچ جلوگیری می‌کند.

تاریخچه دیفرانسیل خودرو

تاریخچه روی کار آمدن دیفرانسیل در خودروها

در اغلب ماشین‌های قدیمی، سرعت چرخ‌ها برای گردش در پیچ یکسان بود. به همین سبب معمولا خودروها هنگام پیچیدن، واژگون می‌شدند. این ماشین‌ها فاقد سیستم دیفرانسیل بودند. اما رفته رفته نیاز به حضور این سیستم در ماشین به سبب مشکلات رانندگان هنگام دور زدن سر پیچ‌ها احساس شد. به کمک دیفرانسیل سرعت حرکت چرخ‌ها بر اساس نیاز آن‌ها تعیین می‌شود. در نتیجه زمان دور زدن ماشین با مسئله واژگونی مواجه نخواهد شد.

تاریخ در رابطه با اختراع دیفرانسیل دیدگاه‌های متفاوتی دارد. با این حال روند روی کار آمدن آن را در ادامه می‌خوانیم:

اولین سیستم دیفرانسیل کشف شده به 70 تا 100 سال پیش از میلاد برمی‌گردد. دانشمندان در سال 1902 در لاشه‌های یک کشتی غرق شده، سیستمی شبیه به دیفرانسیل کشف کردند. آن‌ها معتقدند این سیستم برای تعیین زاویه بین موقعیت‌های اکلیپتیک (خسوف و کسوف) خورشید و ماه استفاده می‌شده است.

پس از آن در سال‌های 227 تا 239 میلادی Ma Jun در چین ارابه‌ای به نام جنوب‌نما ساخت که از قطب‌نمای غیرمغناطیسی و نوعی دیفرانسیل بهره می‌برد. سال ‌های 658 تا 666 میلادی نیز سال‌های شکوفایی دو مهندس و راهب چینی بودایی بود که ارابه‌های جنوب‌نما مجهز به سیستم دیفرانسیل ساختند. با گذشت زمان و در سال‌های 1027 تا 1107، بازتولید ارابه جنوب‌نما توسط یان سو و وو درن انجام شد. البته دیفرانسیل به کار رفته در این ارابه‌ها نسبتا پیشرفته‌تر از نمونه‌های قدیمی خود بود.

سال 1720 میلادی نیز جوزف ویلیامسون از سیستم دیفرانسیل در ساعت استفاده نمود.

دیفرانسیل‌های کنونی اولین بار در سال 1827 توسط اونیسفور پیکوئر در ماشین بخار به کار گرفته شد. در سال 1876 جیمز استارلی دیفرانسیلی برای دوچرخه‌ها طراحی کرد. این سیستم بعدها توسط کارل بنز در خودروها مورد استفاده قرار گرفت. سال 1958 نیز دوران روی کار آمدن دیفرانسیل لغزش محدود بود. این سیستم توسط ورنون گلیزمن اختراع شد.

وظیفه دیفرانسیل در خودرو چیست؟

دیفرانسیل به عنوان یکی از اصلی‌ترین سیستم‌های خودرو، سه وظیفه مهم برعهده دارد که عبارتند از:

  1. کاهش دور و افزایش گشتاور خودرو که توسط پینیون و کرانویل در دیفرانسیل انجام می‌شود. نسبت تبدیل دور و گشتاور در خودروهای سواری معمولا حدود 3.5 تا 4.5 می‌باشد.
  2. تغییر جهت نیروی دریافتی از گیربکس و انتقال آن به چرخ‌های محرک ماشین که توسط درگیری پینیون و کرانویل انجام می‌شود. محور خروجی گیربکس و خط نیروی محرک در ماشین به صورت عمودی هستند. اما محورهای محرکت چرخ‌ها به صورت افقی زیر ماشین قرار گرفته‌اند. دیفرانسیل موظف است این نیروی عمودی را با تغییر جهت 90 درجه به محور محرک چرخ‌ها منتقل کند.
  3. تنظیم دور چرخ‌ها هنگام گردش سرپیچ که به سبب پیشگیری از واژگونی خودرو انجام می‌شود. دیفرانسیل نیروی گیربکس را بر اساس نیاز چرخ‌ها تقسیم نموده و امکان حرکت آن‌ها با سرعت متفاوت را ایجاد می‌نماید.

کار دیفرانسیل در ماشین چیست؟

اگر بخواهیم عملکرد دیفرانسیل در ماشین را به صورت خلاصه‌وار بگوییم، باید 4 مورد زیر را در لیست قرار دهیم:

  • کاهش دور و افزایش گشتاور خروجی گیربکس برای رسیدن به سرعت و نیروی محرکه لازم در خودرو
  • تغییر 90 درجه‌ای صفحه دوران در ماشین‌هایی که موتور و گیربکسشان در راستای طول قرار دارند.
  • ایجاد اختلاف دور مناسب میان چرخ داخل پیچ و چرخ بیرونی آن، برای رسیدن به پایداری و استقامت هنگام حرکت سر پیچ
  • فراهم کردن اختلاف دور مناسب میان چرخ‌های عقب و جلو در ماشین‌های چهارچرخ محرک که توسط دیفرانسیل مرکزی یا دیفرانسیل سوم انجام می‌شود.
اجزای دیفرانسیل خودرو

اجزای تشکیل دهنده دیفرانسیل خودرو

خودرو مجموعه‌ای سیستم‌های مختلف که در کنار هم فعالیت نموده و آن را به حرکت درمی‌آورند. این سیستم خود نیز از بخش‌ها و اجزای متعددی تشکیل شده‌اند. در ادامه اجزای تشکیل دهنده دیفرانسیل خودرو را معرفی می‌کنیم:

  1. هوزینگ وظیفه تنظیم دور چرخ‌ها در زمان حرکت یا دور زدن ماشین را برعهده دارد. هوزینگ دارای 4 چرخ دنده است که دوتای آن هرزگرد و دوتای دیگر چرخ‌دنده‌های سرپلوس هستند. هرزگردها مهم‌ترین بخش در دیفرانسیل هستند.
  2. چرخ دنده پلوس هنگام عبور از ناهمواری‌های و مسیرهای غیرمستقیم به کمک هرزگرد آمده و گشتاور و سرعت را میان چرخ‌ها تقسیم می‌کند.
  3. چرخ دنده کرانویل در ارتباط با پینیون و هرزگرد بوده و چرخش پینیون را به هرزگرد منتقل می‌کند. این چرخ دنده به هوزینگ پیچ شده و با چرخش آن به حرکت درمی‌آید. برخی کرانویل را رینگر یا چرخ دنده حلقه‌ای می‌نامند.
  4. چرخ دنده پینیون که با نام کله گاوی هم شناخته می‌شود، کار انتقال گشتاور از گیربکس به دیفرانسیل را برعهده دارد. این دنده معمولا کوچک‌تر از دنده رینگر است تا انتقال قدرت راحت‌تر صورت پذیرد.
  5. چرخ دنده هرزگرد وظیفه تنظیم حرکت چرخ‌ها و حفظ تعادل ماشین سر پیچ را برعهده دارد. این چرخ دنده شبیه به مخروط بوده و با شفت به هوزینگ متصل می‌شود. این قطعه توانایی دو نوع چرخش را دارد و با دو دنده کناری خود ترکیب می‌شود. هرزگرد می‌تواند در امتداد چرخ دنده‌ی کرانویل، چرخش حول محور خود حرکت کند.
  6. چرخ دنده‌های جانبی که کار چرخاندن رینگر را به عهده دارند. این چرخ‌دنده‌ها را سرپلوس هم می‌نامند.
  7. چرخ دنده‌های اسپایدر حرکت چپ و راست را امکان‌پذیر می‌کنند.

عملکرد دیفرانسیل خودرو چگونه است؟

دیفرانسیل نیروی تولید شده در گیربکس را به کمک دنده پینیون به چرخ دنده کرانویل منتقل می‌کند. چرخ دنده کرانویل به عنوان قطعه مرکزی دیفرانسیل خودرو به هوزینگ متصل است. در نتیجه نیروی دریافتی از پینیون را به هوزینگ و سپس هرزگرد می‌رساند. در نهایت عمل انتقال قدرت صورت می‌گیرد اما این فرآیند بر اساس نوع حرکت خودرو به دو صورت متفاوت انجام می‌شود، که عبارتست از:

1- حرکت خودرو به صورت مستقیم

هنگام حرکت خودرو به صورت مستقیم دیفرانسیل باید سرعتی برابر در هر دو چرخ موازی به وجود آورد. از این رو دنده هرزگرد در امتداد چرخ دنده کرانویل که تحت تاثیر پینیون است، می‌چرخد. این دنده با دوران خود دنده‌های سرپلوس (دنده‌های کناری) را به حرکت درآورده و سرعت برابر در چرخ‌ها ایجاد می‌کند. به عبارت دیگر زمان حرکت مستقیم ماشین، دنده هرزگرد حول محور خود چرخشی نداشته و برخورد آن با دنده‌های کناری همانند یک میله مستقیم می‌باشد. در نتیجه سرعت گردش در هر دو چرخ یکسان خواهد بود.

2- حرکت خودرو در پیچ‌ها و زمان دور زدن

حرکت ماشین در پیچ‌ها و یا زمان دور زدن نیازمند ایجاد تفاوت در سرعت گردش چرخ‌هاست. در این هنگام هرزگرد دیفرانسیل خودرو وارد حساس‌ترین مرحله عملکردش می‌شود. هرزگرد در این مرحله علاوه بر گردش با دنده کرانویل، به دور محور خود نیز شروع به چرخش می‌کند. در این حالت حرکت چرخشی هرزگرد، ترکیبی از گردش در راستای کرانویل و حول محور خود می‌باشد. در نتیجه تاثیر متفاوتی روی دنده‌های جانبی به جا می‌گذارد. به طوری که سرعت حرکت دنده سرپلوس با سرعت چرخش دنده هرزگرد به دور محور خودش تنظیم می‌گردد. زمانی که خودرو به سمت راست می‌پیچد، هرزگرد نیز به سمت راست به دور محور خود می‌چرخد. در نتیجه سرعت دنده جانبی سمت چپ بیشتر شده و لاستیک سمت چپ نیز سریع‌تر به گردش درخواهد آمد. بر این اساس هنگام گردش خودرو به سمت چپ این فرآیند به صورت عکس تکرار خواهد شد.

امروزه برای ایجاد قدرت بیشتر و تحمل گشتاور بالاتر در خودروهای مدرن از 2 دنده هرزگرد استفاده می‌شود. البته در خودروهای سنگین و آفرود ممکن است تعداد این دنده‌ها به 4 عدد هم برسد.

این مطلب برای شما مفید بود؟

بر روی یک ستاره کلیک کنید تا به آن امتیاز دهید!

0 / 5. شمارش آرا: 0

اولین نفری باشید که به این پست امتیاز می دهد.

ارسال این مقاله برای دوستان

برای دیدن ویدئو آزمایش ردیاب رادار فرم زیر را پر کنید

  • لطفا شماره با ارقام انگلیسی وارد نمایید.

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

۱۰۰ هزارتومان تخفیف
خرید ردیاب رادار
۶۰ هزارتومان تخفیف
خرید ردیاب رادار
۳۰ هزارتومان تخفیف
خرید ردیاب رادار
ای بابا چرا اینجا
وایستاد! پوچ بود آخه
۳۰۰ هزارتومان تخفیف
خرید ردیاب رادار
۲ماه
اشتراک‌رایگان رادار
۶ماه
اشتراک‌رایگان رادار
۱۲۰ هزارتومان تخفیف
نصب ردیاب رادار
۵۰۰ هزارتومان تخفیف
خرید ردیاب رادار
۱‌میلیون تومان تخفیف
خرید ردیاب رادار
۸۰ هزارتومان تخفیف
نصب ردیاب رادار
متاسفانه این یکی
خالی بود

یکی از جوایز ردیاب رادار رو همین الان برنده شو!

اطلاعاتتون رو وارد کنید و بعد با فشار دادن دکمه پایین گردونه رو به چرخش در بیارید، امیدواریم روی بهترین گزینه توقف کنه! 😉

قانون ما:

  • یک بازی برای هر کاربر
  • صحیح بودن اطلاعات برای دریافت جایزه الزامی می‌باشد