سیستم دیفرانسیل خودرو 1402

شمادر این مقاله باسیستم دیفرانسیل خودرو و طرز کار دیفرانسیل خودرو و همین طور وظایف دیفرانسیل در خودرو آشنا خواهید شد

دیفرانسیل خودروکه در زبان انگلیسی به آن( differential) گفته می‌شود نام قطعه ای در سیستم انتقال نیروی محرکه خودرو می‌باشد.ازمهمترین سیستم ها در حرکت خودرو می باشد.این سیستم وظیفه تغییرجهت انتقال نیرو را برعهده دارد.نیروی تولید شده در موتور برای به گردش درآوردن چرخ ها را به قسمت های مساوی تقسیم می کند و سبب حرکت کردن چرخ ها می شود.دیفرانسیل خودرو هم چنین سبب تعدل و توازن بین خودرو می گردد.

رصورت نبود این سیستم در هنگام حرکت یکی از چرخ ها قفل شده و بن اجبار برروی‌زمین کشیده می شود و این سیستم سبب سهولت حرکت خودرو می‌گردد.وازمهم ترین سیستم ها در خودرو می باشد.

انرژی تولید شده در موتور ازطریق یک میل گردان از خروجی گیربکس به چرخ های خودرو منتقل می شود.

چرخ های محرکت در خودرو چرخ هایی می باشندکه قدرت موتورخودرو به آن ها وارد می شود و سبب حرکت چرخ ها می گردد.وظیفه دنده دیفرانسیل در خودرو این می باشد که اجازه دهد چرخ های محرک خودرو سرعت چرخش متفاوتی داشته با این که این میزان انرژی و قدرت به هردویشان به صورت مساوی وارد می شود.

نحوه عملکرد دیفرانسیل خودرو

دیفرانسیل خودرو محوری متحرک در زیر خودرو می باشد که نیروی انتقالی از موتور به گیربکس خودرو را به چرخ های محرک انتقال داده وسبب حرکت خودرو شود البته باتوجه به نوع خودرو متفاوت است مثلاً گاهی اوقات ممکن است انرژی از دیفرانسیل به دوچرخ محرک وارد شده و دوچرخ دیگر به واسطه این ها به حرکت در آید و در برخی از خودروهای دیگر ممکن است خودرو دو دیفرانسیل باشد و چرخ ها با نیروی مستقیمی که از گیربکس و سپس دیفرانسیل به آن ها وارد شده سبب حرکت خودرو می گردد.هم چنین دیفرانسیل باتوجه به جهت حرکت خودرو و نیروی گشتاور آن ها میزان قدرت وارده به خودرو را کنترل می کند

مثال :

مثلا در هنگام دور زدن خودروچرخ داخلی مجبور می باشد مسافت کمتری طی نموده و چرخ بیرونی مجبور به حرکت دایره شکل ومسافت بیشتری شود بنابراین تقسیم نیروی حرکت میان این دوچرخ به دست دیفرانسیل می باشد.

بنابراین با کمک دیفرانسیل چرخ ها باقدرت مساوی و اما با میزان حرکت ومسافت وسرعت متفاوتی حرکت می کنند.

دیفرانسیل

دیفرانسیل در خودرو در واقع به طور کلی که بخواهیم توضیح دهیم مجموعه ای از چرخ دنده ها می باشد که وظیفه تغییر۹۰درجهای نیروی تولیدی ازگیربکس خودرو دریافت کرده وسبب اختلاف سرعت در چرخ های محرک می گردد علاوه برآن انرژی افقی واردشده از گیربکس ها را دریافت نموده ودورعمودی گشتاور رابه افقی تبدیل می کند.معمولا کارآیی دیفرانسیل زمان حرکت در مسیرهای چرخی وپیچ دار مشخص می شودزسرا در صورت یکی بودن سرعت در تمام چرخ ها خودرو در پیچ ها دچار واژگونی می گردد.بنابراین از زمانی سیستم دیفرانسیل پایه عرصه‌ی خودرو گذاشت که درپیچ ها که خودرو چرخ بیرونی نیازی به حرکت سریع تری نسبت به لاستیک داخلی داشته وسبب یک حرکت هماهنگ و ایمن می شد.

قطعات در مسیر انتقال قدرت ازموتور به دیفرانسیل

فلایویل،کلاچ،گیربکس ،دیفرانسیل ،پلوس وچرخ قطعات مهم که نقش انتقال قدرت ازموتور به خودرو را برعهده دارند.

سیستم حرکت چرخ‌ها

حرکت چرخ های روی میل پلوس منتقل می گرددوسپس دیفرانسیل که وظیفه انتقال وتقسیم قدرت موتور خودرو را برعهده دارد به این وسیله در حرکت پیچ ها نیروی بیشتری به خودروی بیرونی وارد گردیده و نیروی کمتری به چرخ های داخلی برای حرکت وارد می شود بنابراین سبب یک حرکت ایمی بدون واژگونی می گردد.

وظایف دیفرانسیل در خودرو

۱:تنظیم دو گشتاور خروجی گیربکس برای رساندن چرخ ها برای دور حرکت وسرعت صحیح و به اندازه و حرکتی به دور از واژگونی

۲:تغییر ۹۰درجه ای گشتاور در حرکت به خصوص پیچ ها

۳:تنظیم گشتاور میان چرخ ها برای رسیدن به پایداری در حرکت

۴:تنظیم نیرو وکشتاور در چرخ های جلو و عقب خودرو هنگام حرکت

هرجفت چرخ درخودرو دارای یک محور است به محور چرخ های جلو محور جلو می گویندو به محور چرخ های عقب محور عقب خودرو می گویند

دیفرلنسیل نیرو را از گیربکس می گیرد و به محور متحرک خودرو منتقل می کند.

اجزای موجود در سیستم دیفرانسیل خودرو

معمولا هر بخش و سیستمی درخودرو دارای اجزای مختلف و مجزا وسیستمی جداگانه محسوب می شود.

هوزینگ: این سیستم در دیفرانسیل خودرو تنظیم دور چرخ‌ها می‌پردازد و شامل ۴ چرخ دنده است دو چرخ‌دنده آنرا هرزگردهاودوچرخ دنده دیگر را سرپلوس می نامندواین چرخ دهنده ها در قسمت پوسته ی هوزینگ قرار دارند

۲:چرخ دنده پلوس:وظیفه این چرخ دنده در خودرو هنگام عبورازمسیر های ناهموارومسیرهای غیرمستقیم به کمک هرزگرد آمده که گشتاور وسرعت در چرخ ها را تنظیم کند.

۳:چرخ دنده کرانویل:این چرخ دنده با دوقطعه هرانزویل وهرز گرد مرتبط می باشدوسبب انتقالچرخش از پینیون به هرزگرد می گردد.واین قطعه به هوزینگ پیچ‌شده وبا چرخش هوزینگ کرانویل نیز به چرخش درآمده.به اسم رینگر یا چرخ دنده حلقه ای نیز معروف می‌باشد.

۴:چرخ دنده پینیون وکله گاوی:وظیفه انتقال گشتاور از گیربکس به دیفرانسیل را انجام می دهد.

۵:چرخ دنده هرز گرد:این نوع از چرخ دنده کار تنظیم حرکت چرخ ها ومتعادل بودن خودرو در مسیر پیچ ها را برعهده داشته‌اند چرخ دنده ها باشفت به هوزینگ وصل می شوند.

۶:چرخ دنده های جانبی:این قطعه سبب ایجاد دوران دررینگر می‌گرددونام دیگر آن چرخ دنده سرپلوس می‌باشد.

۷:چرخ دنده های اسپایدر:حرکت در چرخ های سمت چپ و راست خودرو به وسیله این سیستم انجام می گیرد.

اگر بخواهیم توضیح مختصری درباره دیفرانسیل ارائه نماییم دیفرانسیل در واقع مجموعه‌ای ازچرخ دنده‌ها می‌باشد که ضمن انتقال نیرو جهت گشتاور را نیز تغییر می‌دهند. در میان تمام قطعات توضیح داده شده چرخ دنده هرزگرد مهمترین عضو از مجموعه دیفرانسیل می‌باشد.

نحوه کار کردن دیفرانسیل خودرو

زمانی که خودرو در مسیر مستقیم حرکت می‌کند دنده هرزگرد با کرانویل می‌چرخد و حرکتی در حول محور خود ندارد. بنابراین ه‌های کناری متصل به دنده هرزگرد با سرعت یکنواخت می‌چرخند. این بدین معنی می‌باشد که هنگامی که خودرو در مسیر مستقیم حرکت می‌کند کرانویل و دنده هرزگرد به صورت یکسان و یکنواخت با هم می‌چرخند بنابراین هر دو چرخ با سرعت یکسان حرکت می‌کنند.

اما هنگام حرکت کردن خودرو در مسیرهای منحنی و یا پیچ‌ها وحتی هنگام دور زدن خودرو چرخ داخلی نسبت به چرخ خارجی مسافت کمتری را طی می‌کند و هنگام حرکت دور کمتری نسبت به چرخ خارجی خودرو دارد در این حالت سیستم دیفرانسیل خودرو هرزگرد که مرتبط بادنده پلوس می‌باشد نمی‌تواند تمام دنده را به دور جعبه دنده هوزینگ منتقل کند بنابراین سرعتش کم می‌شود و روی آن می‌لغزد و حول محور خود به دوران در می‌آید این حرکت را به دنده پولوس منتقل می شود و آن را با دور بیشتری به حرکت در می‌آورد.

دنده هرزگرد فقط در زمان حرکت در مسیرهای منحنی ویا دور زدن خودرو عمل نمی کند که میزان اصطکاک میان دوچرخ متفاوت باشدویا بار یکی از لاستیک ها نسبت به دیگریکمترباشد عمل می کند همانند هنگامی که یکی از چرخ های خودرو روی یخ قرار دارد.

انواع دیفرانسیل در خودرو

دیفرانسیل‌های متفاوتی در خودروسازی وجود دارند بر اساس کارایی کلاس و نوع آن در خودروسازی استفاده می شود. اینگونه از دیفرانسیل‌ها عبارتند از:

۱:دیفرانسیل باز

۲:دیفرانسیل قفل شونده

۳:دیفرانسیلLSD

4: دیفرانسیل تقسیم کننده گشتاور

۵:دیفرانسیل الکترونیکی

باید به این نکته مهم نیز اشاره کرد که دیفرانسیل‌ها در طی سال‌های مختلف تغییرات زیادی را کردند و به مرور زمان قطعات مکانیکی آن جای خود را با کلاج‌های الکتریکی و شیرهای کنترل سیال برقی تعویض نمودند.

بررسی انواع مزایا و معایب دیفرانسیل‌ها

۱:دیفرانسیل باز در خودرو

این نوع از دیفرانسیل از انواع دیگر آن کاربرد بیشتری دارد به جز مدل‌های خودروهای آفرود و اسپرت در انواع مختلف خودرو به کار رفته شده است قیمت تمام شده پایینشان یکی از دلایل پرکاربرد بودن این نوع از دیفرانسیل می‌باشد. دیفرانسیل گشتاور انتقالی از موتور خودرو را بین دو چرخ خودرو تقسیم می‌کند در حالتی که هر یک از چرخ‌ها توانایی چرخش با سرعت مختلفی دارند مثلاً این کارهای زمانی مشخص می‌شود که یکی از چرخ‌ها بر روی زمین بوده و دیگری بر روی هوا کل نیرو بین آن دو به درستی تقسیم نمی‌شود وکل نیرو به چرخ معلق منتقل می شود و چرخی که روی زمین می‌باشد توانایی به حرکت درآوردن خودرو رو دارد بدون استفاده می‌ماند الابته این مشکل به وسیله سیستم‌های کنترل پایدار تا حدی رفع شده است.

مزایا ومعایب دیفرانسیل های باز

مزایا:

درمسیرهای آسفالت و معمولی عملکرد خوبی داردوبه دلیل طراحی ساده‌ آن هزینه تولیدوتعمیر انر نیز کاهش می یابد.

معایب:

واز معایب آن می توان‌ به انتقال قدرت به تمام چرخ‌هایی که کمترین میزان کشش را دارند و ایجاد مشکل در حرکت در سطوح لغزنده و در خودروهایی از جمله آفرود و اسپرت کارایی ندارد معمولاً در سواری‌های شهری به کار می‌روند.

دیفرانسیل قفل شونده

از این نوع دیفرانسیل در خودروهایی آفرودمانند جیپ رانگلر یا بنز کلاس جی استفاده می‌گردد. این گونه از دیفرانسیل در مواقع لازم قفل شده و تا زمانی که دیفرانسیل در حالت قفل بماند چرخ‌ها تحت تاثیر دیفرانسیل با سرعت برابر می‌چرخند این قابلیت برای حرکت در مسیرهای سخت و صعب العبورور مناسب می‌باشد. اما در مسیرهای معمولی و پیچ‌ها کارایی چندانی ندارد قفل شدن دیفرانسیل از درون کابین و تحت کنترل راننده می‌باشد.

مزایا و معایب دیفرانسیل قفل شونده

مزایا:

از مزایای دیفرانسیل قفل شونده می‌توان به شتاب و کارایی یکنواخت دیفرانسیل و همچنین عملکرد مناسب هنگام فعال نبودن قفل‌ها و امکان قفل کردن آن از طریق نده از درون کابین امکان‌پذیر می‌باشد.

معایب:

سروصدای زیادقفل ها وجود فشار زیاد برروی شفت های خودرو و درخودروهای مجهز به دیفرانسیل های قفل شونده بریدن چرخ از معضلات محتمل به شمار می آید.

عملکرد دیفرانسیل الکترونیکی

دیفرانسیل الکترونیکی که رواج بسیار زیادی دارد با سیستم‌های کنترل پایداری در ارتباط می‌باشد و با بررسی سرعت زاویه‌ای فرمان،وضعیت دریچه گاز،شتاب خودرو،درصد انحراف از مسیر و شرایط ترمز،زمان و میزان قفل شدن محورها رادر یک هزارم ثانیه مشخص و اجرا می‌کند. علامت برای دیفرانسیل‌ها امنیت نسبت به سرعت از اهمیت بیشتری برخوردار است بنابراین شتاب و سرعت بالایی ندارند.

مزایا و معایب دیفرانسیل الکترونیکی

مزایا

از مزایای اینو از دیفرانسیل در هنگام رانندگی می‌توان به دقت بیشتر در هنگام رانندگی سرعت عمل و عملکرد بهتر در هنگام برخورد با حوادث عملکرد مناسب‌تر در تمام شرایط جاده را می‌توان از مزایای این گونه از دیفرانسیل دانست.

معایب

از معایب این گونه دیفرانسیل می‌توان به امکان خرابی و نقص در سیستم الکترونیکی دیفرانسیل و تعمیرات سخت‌تر نسبت به طراحی پیچیده آن و هزینه‌ای بالای تعمیرات و قیمت تمام شده تولید را بیش از نوع مکانیکی دیفرانسیل را دانست.

دیفرانسیل‌های LSD

از این گونه از دیفرانسیل‌ها در خودروهای مسابقه استفاده می‌کنند کلاچ در این خودروها به محورهای خودرو وصل است در این دیفرانسیل‌ها لغزش محدودی وجود دارد و به آنها دیفرانسیل‌های لغزش معروف نیز گفته می‌شود. این محور توسط یک رمپ که کلاج را تحت فشار قرار می دهد در خودرو قفل می‌شوداین امر سبب کنترل دیفرانسیل و قفل کردن آن در پیچ ها می‌شود. عملکرد رمپ در این نوع از دیفرانسیل‌ها به موقعیت دریچه گاز بستگی دارد

مزایا و معایب دیفرانسیل‌هایLSD

مزایا

از مزایای دیفرانسیل‌های ال اس دی می‌توان به سایش کمتر لاستیک‌ها و عملکرد مناسب در جاده‌های آسفالت و همچنین قابلیت آفرود بیشتر و فشار کمتر بر شفت محور خودرو اشاره نمود

معایب

از معایب دیفرانسیل‌های ال اس دی می‌توان به عملکرد ضعیف در مسیرهای شنی و گلی ناتوانی در ارسال تمام قدرت به چرخ‌های دارای اصطکاک و چون دیفرانسیل ها مقداری از قدرت را به چرخ های با اصطکاک کمتر می فرستدممیزان کنترل چرخ در آن ها نیز متفاوت می باشد.

دیفرانسیل تقسیم کننده گشتاور

اینو از دیفرانسیل که جزو جدیدترین و پیشرفته‌ترین نوع دیفرانسیل می‌باشد علاوه بر انجام وظایف اصلی دیفرانسیل در فرمان‌پذیری و هوندلینگ خودرو نیز موثر می‌باشد. استفاده از این دیفرانسیل‌ها که جهت دهنده گشتاور نیز می‌باشند در خودروهای چهار چرخ محرک بیشتر دیده می‌شود این نوع از دیفرانسیل‌ها تقسیم کننده گشتاور اطلاعات ورودی ازسنسورهای سرعت و شتاب را به صورت مداوم بررسی می‌کنند. تو از شرایط پایدار بودن خودرو مطلع شوند. پس از آن تقسیم نیرو در بین چهار چرخ براساس اطلاعات به دست آمده به بهترین شکل صورت می‌پذیرد از این دیفرانسیل‌ها در خودروهای لوکس استفاده می‌گردد که هم قیمت بالاتری و هم وزن بالاتری دارند.

انواع دیفرانسیل در خودرو

به طور کلی در تمامی خودرو از دیفرانسیل استفاده شده است دارای سه نوع می‌باشد دیفرانسیل‌های جلو دیفرانسیل‌های عقب دیفرانسیل‌های دیفرانسیل‌ چهارچرخ هستند البته نوع دیفرانسیل بستگی به تعداد چرخ‌های محرک دارد.

دیفرانسیل جلوی خودرو(FWD)

این نوع از دیفرانسیل ها که در اواخر دهه۱۹۰۰واوایل ۲۰۰۰درفرانسه تولید گردید ابتدا برای خودروهای مسابقه‌ای استفاده می‌گردید این دیفرانسیل قدرت موتور را به چرخ های جلو منتقل می کند.

دیفرانسیل عقب خودرو(RWD)

این دیفرانسیل جزو ابتدایی‌ترین دیفرانسیل‌ها می‌باشند ودرخودروهای‌اولیه استفاده می شد و وظیفه انتقال قدرت از موتور به دیفرانسیل عقب را بر عهده دارد .

دیفرانسیل تمام چرخ خودرو(AWD)

در خودروهایی با قابلیت دیفرانسیل‌های تمام چرخ بر روی هر اکسل یک دیفرانسیل قرار گرفته و میان هر دو اکسل نیز یک دیفرانسیل قرار گرفته و دلیل وجود دیفرانسیل سوم حل مشکل پیش آمده در سرعت‌های متفاوت در چرخ‌های اکسل جلو و عقب هنگام پیچیدن است

دیفرانسیل چهار چرخ محرک خودرو

این گونه از دیفرانسیل‌ها در خودروهای چهار چرخ( FWD) در مواقع ضروری و لزوم هر چهار چرخ آن فعال می‌گردند استفاده می‌گردد در این نوع تکنولوژی استفاده شده از دیفرانسیل در هنگام رانندگی درحالت چهار چرخ که محرک می‌باشد اکسل جلو و عقب به یکدیگر قفل می‌گردد این سبب می‌شود سرعت متوسط چرخ‌های جلو و عقب با یکدیگر یکسان بوده به بنابراین رانندگی در حالت چهار چرخ محرک پیچیدن روی سطوح با اصطکاک بالابسیار دشوار می‌باشد.

در این مقاله شما با انواع دیفرانسیل و نوع کارایی آن و مزایا و معایب و شرایط رانندگی با آنها آشنا شدید البته نوع دیفرانسیل در خودروی متفاوت با توجه به قیمت سرعت و کارایی آن متفاوت می‌باشد. بنابراین توجه به عملکرد صحیح دیفرانسیل خودرو می‌تواند سبب افزایش بیشتر ایمنی در رانندگی گردد.

با تشکر از همراهی شما