هر آن چیزی که در مورد ديفرانسيل باید بدانید

هر آن چیزی که در مورد ديفرانسيل باید بدانید

 

دلايل استفاده از ديفرانسيل به شرح زير مي باشد :

1-کاهش دور و افزايش گشتاور خروجي گيربكس ، جهت دستيابي به سرعت و نيروي محرك مورد نياز خودرو

2-تغيير 90 درجه اي صفحه دوران ، درخودروهايي كه موتور در جهت طول خودرو نصب شده است .

3-ايجاد اختلاف دور مناسب بين چرخ داخل پيچ و چرخ بيرون پيچ ، به جهت دستيابي به پايداري مطلوب حركت خودرو در سر پيچ

4-ايجاد اختلاف دور مناسب بين  چرخ هاي عقب و جلو خودرو در خودروهاي چهارچرخ محرك . اين وظيفه برعهده ديفرانسيل مركزي يا ديفرانسيل سوم مي باشد .

براي دستيابي به اهداف يك و دو از يك جفت چرخ دندة مخروطي با پروفيل دندة هيپوئيد ، مطابق شكل (1) استفاده مي شود .

1- پينيون 2- كرانويل

شكل1- مجموعة پينيون و كرانويل

 

چرخ دندة كوچك را پينيون [1] و چرخ دندة بزرگ را كرانويل [2] مي نامند . این مجموعه در خودرو ، نسبت دنده اي درحدود چهار ايجاد مي كند ، بنابراين دور ورودي از طريق پينيون يك چهارم  شده و از كرانويل خارج مي شود در حاليكه گشتاور ورودي به پينيون چهار برابر شده و از كرانويل خارج مي شود .

براي دستيابي به هدف اصلي كه ايجاد اختلاف دور مورد نياز بين چرخ هاي داخل و بيرون پيچ ( چرخ هاي محرك ) و يا هر چهار چرخ ( در خودروهاي چهار چرخ محرك ) مطابق شكل (2) ، از يك مجموعة هوزينگ[3]  كه عمل ديفرانسيلي را انجام مي دهد ، استفاده مي گردد.

[1] Pinion
[2] Crown wheel
[3] Housing

1-مهره2-فلانچ اتصال به میل کاردان3-هزار خار شفت ورودی دیفرانسیل4-کاسه نمد5-رولبرینگ بیرونی6-واشرهای تنظیم(شیم)7-شفت پینیون8-لولة فاصله انداز9-رولبرینگ داخلی10-جهت دوران

11-پینیون12-چرخ دندة مخروطی هرز گرد13-چرخ دندة مخروطی سر پلوس14-واشر تنظیم (شیم)

15-رولبرینگ16-پلوس17-هزار خار پلوس18-هوزینگ19-شفت چرخ دنده های هرز گرد

20-تکیه گاه رولبرینگ21-خار تثبیت کنندة شفت چرخ دنده های هرز گرد22-کرانویل

شكل2- مجموعة ديفرانسيل

 

با توجه به شكل (2) ، ملاحظه مي گردد كه هوزينگ با پيچ به كرانويل وصل مي شود و همواره با كرانويل دوران مي كند. هوزينگ حامل چهار عدد چرخ دنده مخروطي مي باشد . دو عدد از اين چرخ دنده هاي مخروطي (12) كه به وسيله شفت (19) به هوزينگ متصل شده اند را چرخ دنده هاي هرز گرد گويند . درحاليكه دو عدد چرخ دنده ديگر كه به پلوس ها وصل مي باشند را چرخ دنده هاي سرپلوس (13) مي گويند .

چرخ دنده هاي هرزگرد (12) داراي دو نوع دوران به شرح ذيل مي باشند :
1- دوران چرخ دنده هاي هرز گرد با هوزينگ يا كرانويل كه به آن حركت انتقالي گفته مي شود .

2- دوران چرخ دنده هاي هرزگرد حول شفت و محور خودشان كه به آن حركت وضعي گفته مي شود .

با توجه به مطالب فوق و شكل (3) ، هنگامي كه نيروي مقاوم روي چرخ چپ و راست با يكديگر برابر باشد ، چرخ دنده هاي هرزگرد فقط حركت انتقالي دارند و حركت وضعي آنها صفر مي باشد ، از اين رو كرانويل ، هوزينگ ، چرخ دنده هاي هرزگرد و چرخ دنده هاي سرپلوس همگي هم دور با هم دوران كرده و چرخ ها نيز با دوران برابر خودرو را در مسیر مستقیم به حركت در مي آورند .

1-کرانویل2-هوزینگ3-شفت چرخ دنده های هرز گرد4- چرخ دندة هرز گرد5-چرخ دندة سر پلوس6-پلوس

    Nc: دور کرانویل                NL: دور چرخ چپ             NR: دور چرخ راست

شکل 3-عملکرد دیفرانسیل ، هنگامی که نیروی مقاوم روی چرخ چپ و راست برابر است

 

چنانچه مطابق شكل (4) نيروي مقاوم روي يكي از چرخ ها از چرخ ديگر زيادتر شود ، در این وضعیت حرکت انتقالی چرخ با نیروی مقاوم بیشتر کاهش یافته و به عنوان تکیه گاهی برای چرخ دنده های هرز گرد عمل می کند ، از اینرو چرخ دنده های هرز گرد علاوه بر داشتن حرکت انتقالی ، حرکت وضعی نیز پیدا می کنند ، بنابراین حرکت انتقالی و وضعی خود را به چرخ با نیروی مقاوم کمتر منتقل کرده و باعث دوران بیشتر چرخ با نیروی مقاوم کمتر می شود . از اينرو به طور خلاصه ، هرزگرد ها مقداري از دوران چرخ با نيروي مقاوم زيادتر را گرفته و به چرخ با نيروي مقاوم كمتر منتقل مي كنند و باعث دوران بيشتر چرخ با نيروي مقاوم كمتر مي شود و در نتیجه باعث اختلاف (دیفرانسیل) دور چرخ چپ و راست می شود .

شکل 4-عملکرد دیفرانسیل ، هنگامی که نیروی مقاوم روی چرخ راست بیشتر از چرخ چپ می شود

 

بنابراين اگر مطابق شكل (3) ، هركدام از چرخ ها با ده دور در دقيقه درحال حركت بوده اند ، حال چنانچه مطابق شكل (4) ، اگر چرخ سمت راست ثابت شود ، دوران چرخ سمت چپ 20 دور دردقيقه مي شود . به عبارتي ديگر 10 دور از چرخ سمت راست كم شده و به چرخ سمت چپ اضافه شده است .

لازم به ذکر است که در سر پیچ ها ، عامل ایجاد اختلاف در نیروی مقاوم چرخ چپ و راست ، اختلاف در شعاع دوران مسیر حرکت چرخ داخل پیچ نسبت به چرخ بیرون پیچ می باشد . به عبارتی دیگر هنگام حرکت خودرو در مسیر پیچ ، چرخ داخل پیچ باید مسیر کوتاه تری را طی کند ، در حالیکه چرخ بیرون پیچ باید مسیر طولانی تری را طی نماید ، از این رو نیروی مقاوم روی چرخ داخل پیچ بیشتر و نیروی مقاوم روی چرخ بیرون پیچ کمتر می شود .

پلوس ها شفت هاي توپري هستند كه وظيفه انتقال گشتاور پيچشي ديفرانسيل به چرخ ها را برعهده دارند. توجه : در خودروهايي كه موتور آنها عرضي نصب شده است ، وظیفة دوم دیفرانسیل حذف شده ، بنابراین پينيون و كرانويل مخروطي نبوده و چرخ دنده هاي معمولي مي باشند ، لذا هزينه طراحي ، توليد ، نگهداري و تعمير آنها كاهش مي يابد.

گروه فنی مهندسی اِیمِگ