تاریخچه دیفرانسیل
دیدگاه‌های متنوعی درباره اختراع دیفرانسیل وجود دارد. برخی از نقاط عطف تاریخی برای دیفرانسیل عبارت‌اند از:
- ۷۰ تا ۱۰۰ سال پیش از میلاد مسیح : مکانیزم آنتیکیترا (Antikythera) به این دوره مربوط است. دانشمندان این مکانیزم را در سال ۱۹۰۲ در لاشه‌های یک کشتی غرق‌شده کشف کردند و تحقیقات جدید نشان میدهد که از نوعی دیفرانسیل برای تعیین زاویه بین موقعیت‌های اکلیپتیک (خسوف و کسوف) خورشید و ماه و به این ترتیب وضعیت ماه استفاده می‌کردند.
- ۲۲۷ تا ۲۳۹ میلادی : Ma Jun از سلسله پادشاهی Wei در چین اولین ارابه تاریخی جنوب‌نما را اختراع کرد. در این ارابه جنوب‌نما، از مکانیزم قطب‌نمای غیرمغناطیسی و نیز نوعی دیفرانسیل استفاده شده بود.
- ۶۵۸ تا ۶۶۶ میلادی : دو مهندس و راهب چینی بودایی ارابه‌های جنوب‌نما برای تنجی، امپراتور وقت ژاپن، ساختند که در آن از نوعی دیفرانسیل استفاده شده بود.
- ۱۰۲۷ تا ۱۱۰۷ میلادی : بازتولید ارابه جنوب‌نما به‌دست یان سو و سپس وو درن که جزئیاتی از عملکرد مکانیکی و نسبت دنده دستگاه را بسیار بیشتر از سایر موارد شناخته‌شده در چین توصیف می‌کرد.
- سال ۱۷۲۰ میلادی : جوزف ویلیامسون از یک دیفرانسیل در ساعت استفاده کرد.
- سال ۱۸۱۰ میلادی : رودولف آکرمن آلمانی از سیستم چهار چرخ فرمان برای کالسکه‌ها استفاده کرد که برخی بعدها به اشتباه آن را دیفرانسیل گزارش دادند.
- سال ۱۸۲۷ : دیفرانسیل کنونی که در خودروهای معاصر استفاده میشود، برای اولین‌بار به‌وسیله اونسیفور پیکوئر، ساعت‌ساز فرانسوی، برای کاربرد در ماشین بخار اختراع شد.
- سال ۱۸۳۲ : ریچارد رابرتز دستگاهی به نام دنده جبران‌کننده اختراع کرد که به‌عنوان دیفرانسیل لوکوموتیوهای جاده‌ای استفاده شد.
- سال ۱۸۷۴ : اولینگ و پورتر از روچستر در لوکوموتیو نوعی دیفرانسیل برای محور عقب استفاده کردند.
- سال ۱۸۷۶ : جیمز استارلی دیفرانسیلی برای استفاده در دوچرخه‌ها طراحی کرد؛ اختراعی که بعدها آن را کارل بنز در خودروها به‌کار برد.
- سال ۱۸۹۷ : دیوید شیرر در استرالیا اولین‌بار از دیفرانسیل در یک ماشین بخار بهره گرفت.
- سال ۱۹۵۸ : ورنون گلیزمن دیفرانسیل تورسن را اختراع کرد. این دیفرانسیل نوعی دیفرانسیل لغزش محدود محسوب میشد که به‌جای استفاده از ترکیب کلاچ و چرخ‌دنده، تنها بر دنده‌ها متکی بود.
دیفرانسیل یا محور متحرک خودرو وسیله‌ای در زیر خودرو است که نیروی گیربکس را به چرخهای محرک خودرو منتقل میکند. در واقع در خودروهای مختلف ممکن است که تنها دو چرخ حرکت کنند و دو چرخ دیگر به واسطه‌ی حرکت آنها به حرکت در آیند. گاهی نیز ممکن است هر چهار چرخ در حال حرکت باشند. اما در هر حال حرکت آنها وابسته به حرکت دیفرانسیلها است. بعضی خودروها دو دیفرانسیل هستند و برخی نیز تنها از یک دیفرانسیل بهره می‌برد. در خودرو یا دیگر وسایل نقلیه چرخ‌دار، دیفرانسیلها قسمتی از سیستم انتقال قدرت هستند که باعث می‌شوند تا چرخها با سرعت‌های مختلف و با نیرویی مساوی بچرخند و وظیفه انتقال حرکت از جعبه‌دنده به چرخها را برعهده دارند.
دیفرانسیل همچنین ضمن ارسال نیروی گشتاور موتور و قوای محرکه‌ی گیربکس به چرخها، این نیرو را به تناسب نیاز هر یک بین‌شان تقسیم میکند. بنابراین به کمک دیفرانسیل چرخها با سرعت متفاوت اما با نیروی برابر می‌چرخند. در واقع دیفرانسیل در خودرو مجموعه‌ای از چرخ دنده‌ها است که وظیفه تغییر ۹۰ درجه ای نیروی تولید شده توسط گیربکس و ایجاد اختلاف سرعت در چرخ های محرک را در شرایط متفاوت را برعهده دارد. یعنی ضمن انتقال و تقسیم متناسب نیرو، دور عمودی گشتاور را به افقی تبدیل میکند . نیاز به حضور دیفرانسیل و عملکرد خاص آن از زمانی احساس شد که گردش سریع چرخهای عقب در پیچ‌ها برای رانندگان ایجاد دردسر می‌کرد. چرا که با یکی بودن سرعت چرخها در پیچ‌ها خودرو معمولا واژگون میشد. به این ترتیب که در پیچ‌ها چرخی که سمت خارج پیچ بود نیاز به حرکت سریع‌تر داشت تا از این مشکل جلوگیری شود. برای حل این مشکل دیفرانسیل پا به عرصه‌ی ساز و کار خودروسازی گذاشت.
دیفرانسیل سه وظیفه مهم برعهده دارد :
۱ . رساندن قدرت پیشرانه به چرخها : دیفرانسیل یکی از اجزای خط انتقال قدرت است که در رساندن قدرت به چرخها نقش ایفا میکند؛ به‌همین‌دلیل، گاهی اوقات به آن گرداننده نهایی نیز گفته میشود.
۲ . کاهش نسبت دنده نهایی خودرو : به‌عنوان کاهنده نهایی نسبت دنده در خودرو عمل میکند و سرعت دورانی جعبه‌دنده را یک بار دیگر قبل از رسیدن به چرخها کاهش میدهد.
۳ . اجازه چرخیدن چرخها با سرعت‌های متفاوت در هنگام پیچیدن : دیفرانسیل به چرخها اجازه میدهد که هنگام چرخیدن در سر پیچ‌ها، علاوه‌بر انتقال نیرو با سرعت‌های متفاوتی بچرخند.
بنابراین به طور کلی می‌توان گفت هر جفت چرخ دارایی یک محور است. محور جفت چرخ های جلو را محور جلو وچرخ‌های عقب را محور عقب می‌گویند. دیفرانسیل، نیرو را از میل گاردان یا گیربکس گرفته و آن را به محور متحرک منتقل میکند.
معمولا هر بخش از سیستم‌های مختلف فنی خودرو خود دارای اجزای جداگانه است و به نوعی سیستمی مجزا محسوب میشود. برای مثال در سیستم انتقال قدرت، گیربکس خود یک سیستم پیچیده با قطعات متعدد است. دیفرانسیل نیز برای انجام وظایف خود اجزا و قطعاتی دارد که در قالب یک قطعه فعالیت می‌کنند. این اجزا شامل موارد زیر میشود:
۱. هوزینگ : به تنظیم دور چرخ ها هنگام حرکت و یا دور زدن می‌پردازد. شمال ۴ چرخ دنده است. دو چرخ دنده آن هرزگردها هستند و دو چرخ دنده‌ی دیگر را چرخ دنده‌های سرپلوس می‌نامند. این چرخ دنده‌ها در پوسته‌ی هوزینگ قرار دارند.
۲. چرخ دنده پلوس : در عبور از ناهمواری‌ها و مسیرهای غیر مستقیم به هرزگرد کمک میکند تا گشتاور و سرعت را بین چرخها تقسیم کند.
۳. چرخ دنده کرانویل : با پینیون و هرزگرد در ارتباط است و چرخش پینیون را به هرزگرد منتقل میکند. این قطعه به هوزینگ پیچ شده و با چرخش آن می‌چرخد. به آن رینگر یا چرخ دنده حلقه‌ای نیز می‌گویند.
۴. چرخ دنده پینیون یا کله گاوی : وظیفه انتقال گشتاور از گیربکس به دیفرانسیل را بر عهده دارد .
۵. چرخ دنده هرزگرد : وظیفه‌ی تنظیم حرکت چرخ ها و حفظ تعادل خودرو در پیچ‌ها را بر عهده دارد. این چرخ دنده‌های مخروطی با شفت به هوزینگ متصل می‌شوند.
۶. چرخ دنده‌های جانبی : این قطعات رینگر را با دوران می چرخانند.آنها را چرخ دنده‌های سر پلوس نیز می‌نامند.
۷. چرخ دنده های اسپایدر : حرکت چرخهای چپ و راست توسط آنها صورت می‌گیرد.
به طور کلی، دیفرانسیل مجوعه‌ای از چرخ‌دنده‌ها است که در کنار هم ضمن انتقال نیرو، جهت گشتاور را نیز تغییر می‌دهند. در بین این قطعات دنده هرزگرد که از اجزای هوزینگ است به عنوان مهمترین جزء مجموعه‌ی دیفرانسیل شناخته میشود. هریک از اجزای دیفرانسیل ممکن است بنا به نیاز و نوع سیستم در تعداد متفاوت به کار روند . برای مثال گاهی ۴ دنده‌ی هرزگرد و ۶ بلبرینگ در دیفرانسیلها وجود دارد. نکته‌ی آخر اینکه چرخ دنده پینیون کوچکتر از چرخ دنده رینگر است که در نوع انتقال قدرت تاثیر دارد.
دیفرانسیل وسیله‌ای است که گشتاور پیشرانه را به دو بخش تقسیم میکند و به هرکدام از خروجی‌ها اجازه میدهد تا با سرعت متفاوتی بچرخند. دیفرانسیل در تمام خودروهای مدرن و کامیون‌ها و بسیاری از وسایل نقلیه تمام‌چرخ محرک یافت میشود. خودروهای تمام‌چرخ محرک روی هر مجموعه از چرخها و بین محورهای جلو و عقب به دیفرانسیل نیاز دارند؛ زیرا چرخهای جلو و عقب نیز مسیر متفاوتی می‌پیمایند و باید سرعت متفاوتی داشته باشند.
سیستم‌های چهارچرخ محرک نیمه‌وقت به استفاده از دیفرانسیل بین چرخهای جلو و عقب نیازی ندارند؛ درعوض محورهای جلو و عقب باهم قفل می‌شوند؛ به‌طوری‌که چرخهای جلو و عقب باید با سرعت متوسط یکسانی چرخش داشته باشند. به‌همین‌دلیل، این خودروها در هنگام استفاده از سیستم چهار چرخ محرک به‌سختی می‌پیچند.
پیش از بیان نحوه‌ی کار دیفرانسیل باید درباره‌ی قطعه‌ی مهم هرزگرد و عملکرد آن توضیحاتی را داد. به این ترتیب که هرزگرد توانایی دو نوع چرخش دارد. این دنده که با دو دنده‌ی کناری خود ترکیب میشود قادر است در امتداد چرخ دنده‌ی کرانویل، چرخش حول محور خودش داشته باشد. در ادامه برای توضیح نحوه‌ی کار دیفرانسیل باید گفت نیروی تولید شده در گیربکس به وسیله‌ی دنده پینیون به چرخ دنده کرانویل دیفرانسیل منتقل میشود. چرخ دنده کرانویل نیز که در مرکز دیفرانسیل قرار دارد به هوزینگ وصل است. بنابراین نیروی منتقل شده توسط پینیون به واسطه‌ی کرانویل به هوزینگ و هرزگرد که بخشی از هوزینگ است ارسال شده و انتقال قدرت انجام میشود. اما این فرآیند در جهت‌های مختلف حرکت خودرو تفاوت‌هایی دارد که به این شرح است:
– حرکت مستقیم خودرو
در این حالت دنده هرزگرد در امتداد چرخ دنده کرانویل که تحت تاثیر پینیون است می چرخد. این دنده با دوران خود دنده‌های کناری یا دنده‌های سرپلوس را چرخانده و چرخها را با سرعت برابر به حرکت در می‌آورد. بنابراین دنده هرزگرد در مسیر مستقیم خودرو حول محور خود چرخشی ندارد و برخورد آن با دنده‌های کناری مانند یک میله مستقیم است در نتیجه سرعت هر دو چرخ برابر خواهد شد.
– حرکت در پیچ‌ها و هنگام دور زدن خودرو
فرض بر این است که خودرو به سمت راست تغییر مسیر داده است. در این زمان هرزگرد وارد مرحله‌ی حساس عملکرد خود میشود. چرا که با چرخش دنده کرانویل در این زمان‌ها، دنده هرزگرد حول محور خود نیز شروع به گردش میکند. یعنی حرکت چرخشی آن ترکیبی از چرخش در راستای کرانویل و حول محور خود میشود. بنابراین تاثیر متفاوتی روی دنده‌های جانبی دارد. به این ترتیب که سرعت حرکت دنده سر پلوس با سرعت چرخش دنده هرزگرد حول خودش تنظیم میشود. دنده هرزگرد در زمان دور زدن خودرو به سمت راست یا چپ، به آن سمت حول محور خود می‌چرخد. بنابراین وقتی دنده هرزگرد به سمت راست می‌چرخد، سرعت دنده جانبی سمت چپ بیشتر میشود. و در زمان چرخیدن به چپ نیز دنده هرزگرد به سمت مخالف خواهد چرخید و این فرآیند به صورت عکس تکرار میشود. معمولا برای تحمل گشتاور و قدرت بیشتر از ۲ دنده هرزگرد استفاده می شود. گاهی حتی در بعضی خودروهای سنگین دنده هرزگرد ۴ تایی هم به کار می‌رود.
به‌طور کلی، می‌توان انواع دیفرانسیل را در چهار دسته قرار داد:
- دیفرانسیل باز
- دیفرانسیل قفل شونده
- دیفرانسیل لغزش محدود
- دیفرانسیل توزیع گشتاور
درادامه، با این دیفرانسیلها آشنا خواهیم شد.
دیفرانسیل باز
اولین و ساده‌ترین نوع دیفرانسیل، نوع باز است. این نوع دیفرانسیل ازدیگر نمونه‌ها ساده‌تر و درنتیجه، هزینه ساخت و تعمیر و نگه‌داری از آن کمتر است. دیفرانسیل باز از تعدادی چرخ‌دنده به‌همراه سه شفت مجزا تشکیل شده است. شفت ورودی (محرک) وظیفه انتقال قدرت از پیشرانه به دیفرانسیل را برعهده دارد. قدرت پیشرانه پس از تغییر با استفاده از ضریب دنده، درنهایت به چرخها منتقل میشود. دو شفت دیگر هریک به یکی از چرخهای محرک متصل است و قدرت پیشرانه را از دیفرانسیل به چرخها منتقل می‌کنند.
هنگامی‌که خودرو در مسیر مستقیم حرکت میکند ، چرخهای محرک با سرعت برابر می‌چرخند. در این حالت، شفت ورودی (محرک) دیفرانسیل قدرت پیشرانه را به چرخ‌دنده رینگی منتقل میکند و در حالت حرکت در مسیر مستقیم، شفت‌های متصل به چرخها با قفل‌شدن به یکدیگر ازطریق تماس با چرخ‌دنده رینگی، با سرعت برابر می‌چرخند.
چرخ‌دنده روی شفت ورودی به دیفرانسیل کوچکتر از چرخ‌دنده رینگی است و این یعنی که دیفرانسیل ضریب دنده را کاهش میدهد و درنتیجه، سرعت چرخش چرخهای محرک برای آخرین‌بار از شفت ورودی کمتر میشود. در زمان پیچیدن که سرعت چرخهای محرک با یکدیگر متفاوت میشود، چرخ‌دنده‌های عنکبوتی تعبیه‌شده در دیفرانسیل وظیفه کنترل سرعت این چرخها را برعهده می‌گیرند. در این حالت، چرخی که به داخل پیچ نزدیک‌تر است، با سرعت کمتر و چرخی که در خارج پیچ قرار دارد، با سرعت بیشتر می‌چرخد.
دیفرانسیل باز در حالت عادی همواره گشتاور پیشرانه را میان دو چرخ به‌طور مساوی توزیع میکند که همین امر یکی از معایب این نوع دیفرانسیل است. اگر سطح جاده خشک باشد یا چرخهای محرک به‌طور عادی روی سطح جاده قرار داشته باشند، توزیع برابر گشتاور هیچ مشکلی ایجاد نمی‌کند؛ اما زمانی‌که سطح جاده لغزنده باشد، گشتاور بیشتر به‌سمت چرخی انتقال می‌یابد که مقاومت کمتری دارد (می‌لغزد و اصطکاک کمتری دارد).
در حالت عادی، بیشترین میزان گشتاور قابل‌انتقال به چرخها به‌وسیله پیشرانه و جعبه‌دنده و دیفرانسیل محدود میشود؛ اما در حالت لغزندگی جاده، بیشترین میزان گشتاور قابل‌اعمال مقداری است که چرخ دچار لغزش (لیز خوردن) نشود. در این حالت، گشتاور انتقالی به چرخها باید به‌اندازه‌ای باشد که چرخ دچار لغزیدن نشود و کنترل و هدایت خودرو میسر باشد. به‌همین‌دلیل، بعضی رانندگان در شرایطی که سطح جاده یخ زده باشد، به‌جای استفاده از دنده یک، برای شروع حرکت از دنده دو یا سه استفاده می‌کنند؛ چراکه در این حالت گشتاور کمتری به چرخها اعمال میشود و درنتیجه، احتمال سُر‌خوردن به‌حداقل می‌رسد.
حال شرایطی را در نظر بگیرید که یکی از چرخهای محرک از اصطکاک لازم با سطح جاده برخوردار باشد؛ اما چرخ محرک دیگر روی سطحی لغزنده مثل یخ قرار گرفته باشد. همان‌طورکه در قسمت پیشین اشاره شد، بیشترین میزان گشتاور قابل‌انتقال در حالت لغزندگی جاده برابر مقداری است که مانع از لغزیدن چرخ شود که به‌طور حتم در این حالت میزان گشتاور بسیار اندک خواهد بود. در این حالت، بیشتر گشتاور ازطریق دیفرانسیل باز به چرخ محرکی منتقل میشود که روی سطح لغزنده قرار دارد، درنتیجه حرکت و کنترل خودرو با مشکل مواجه خواهد شد.
معضل دیگر استفاده از دیفرانسیل باز هنگام رانندگی در مسیرهای خارج از جاده (آفرود) رخ میدهد. تصور کنید در یکی از این مسیرها یکی از چرخهای محرک از زمین فاصله بگیرد، در این حالت نیز دیفرانسیل باز میزان بزرگ‌تری از گشتاور پیشرانه را بدون هیچ‌گونه بهره‌ای صرف چرخش چرخ محرک معلق در هوا خواهد کرد و درنتیجه، حرکت خودرو دچار مشکل میشود. برای حل این معضلات دیفرانسیل لغزش محدود (Limited Slip Differential) ساخته شد که درادامه، آن را معرفی می‌کنیم.
مزایا
۱. عملکرد مناسب در مسیرهای آسفالت شده و معمولی
۲. هزینه پایین تولید و تعمیر
۳. تعمیرات ساده‌تر به دلیل طراحی ساده
معایب
۱. انتقال همه قدرت به چرخ‌هایی که کمترین میزان کشش را دارند
۲. ایجاد دردسر برای راننده در سطوح لغزنده
۳. همچنین این دیفرانسیلها توانایی و قابلیت آفرودی چندانی ندارند. هرچند به همین دلیل معمولا در سواری‌های شهری به کار می‌روند.
دیفرانسیل باز همواره مقدار گشتاور یکسانی به هرکدام از چرخها اعمال میکند. دو عامل وجود دارد که مقدار گشتاور اعمال‌شده روی چرخها را تعیین میکند: تجهیزات و چسبندگی. در شرایط خشک و زمانی‌که چسبندگی زیادی وجود داشته باشد، مقدار گشتاور اعمال‌شده به چرخها به‌واسطه پیشرانه و جعبه‌دنده محدود میشود؛ اما در شرایطی که چسبندگی کم باشد (مانند هنگام رانندگی روی یخ)، گشتاور به‌اندازه‌ای تنظیم میشود که باعث شود چرخ نلغزد. بنابراین، حتی اگر خودرو گشتاور بیشتری هم تولید کند، لازم است چسبندگی کافی وجود داشته باشد تا بتواند این گشتاور را به زمین انتقال دهد. اگر بعد از اینکه چرخها شروع به لغزش کنند بیشتر گاز دهیم، چرخها با سرعت بیشتری شروع به هرزگردی می‌کنند.
اگر تا‌به‌حال روی یخ رانندگی کرده باشید، ممکن است با ترفندهایی آشنا باشید که شتاب‌گیری را در چنین شرایطی آسان می‌کنند. اگر به‌جای شروع حرکت با دنده یک، خودرو را در دنده دو یا سه قرار دهیم، خودرو بهتر روی یخ حرکت میکند؛ چراکه گشتاور کمتری در دنده‌های بالا دردسترس خواهد بود و باعث میشود چرخها بدون هرزگردی شروع به چرخش کنند.
اگر یکی از چرخها چسبندگی خوبی داشته باشد (مثلا روی آسفالت) و دیگری روی یخ حرکت کند، چه اتفاقی می‌افتد؟ بازهم دیفرانسیلهای باز در این شرایط به مشکل برخورد می‌کنند و باید فکری برای عملکرد آنها در شرایط آب‌وهوایی نامساعد کرد. دیفرانسیل باز همیشه گشتاور یکسانی روی هر دو چرخ اعمال میکند و حداکثر مقدار گشتاور به بزرگ‌ترین مقداری محدود است که چرخها را دچار لغزش نکند. وقتی چسبندگی چرخها با یکدیگر مساوی نباشد، چرخ روی آسفالت گشتاور کمتر و چرخ روی یخ گشتاور بیشتری دریافت میکند؛ درنتیجه چرخ روی یخ هرزگردی میکند؛ ولی چرخ روی آسفالت بدون حرکت باقی می‌ماند و خودرو نیز حرکت نخواهد کرد.
یکی دیگر از اوقاتی که دیفرانسیل باز با مشکل روبه‌رو میشود، هنگام رانندگی آفرود یا خارج از آسفالت است. اگر برای رانندگی در چنین مسیرهایی از خودرو چهار چرخ محرک یا شاسی بلند مجهز به دیفرانسیل باز در جلو و عقب استفاده کنیم، در جاهای زیادی زمین‌گیر خواهیم شد. به‌خاطر بسپارید که دیفرانسیل باز همیشه گشتاور یکسانی روی هر دو چرخ اعمال میکند. اگر یکی از چرخهای جلو و عقب از روی زمین بلند شوند، آنها بدون توقف شروع به چرخش می‌کنند و خودرو نمی‌تواند حرکت کند.
راه‌حل این مشکلات دیفرانسیل لغزش محدود (LSD) است که گاهی اوقات پوزیترکشن نامیده میشود. دیفرانسیل لغزش محدود از مکانیزم‌های مختلفی استفاده میکند. هنگامی که یکی از چرخها شروع به لغزش کند، دیفرانسیل لغزش محدود گشتاوری بیشتری به چرخ مقابل (چرخ دارای چسبندگی بیشتر) انتقال میدهد تا خودرو بتواند به حرکتش ادامه دهد.
در بخش‌های بعدی، جزئیات بیشتری از انواع مختلف دیفرانسیلهای لغزش محدود ارائه میشود. ازجمله این دیفرانسیلها می‌توان به انواع لغزش محدود نوع کلاچی، کوپلینگ ویسکوز (Viscous Coupling) و دیفرانسیل تورسن (Torsen) اشاره کرد.
دیفرانسیل لغزش محدود نوع کلاچی
دیفرانسیل لغزش محدود نوع کلاچی (Clutch-type LSD) احتمالا رایج‌ترین مدل دیفرانسیل لغزش محدود است. نوع کلاچی اجزای یکسانی با دیفرانسیل باز دارد، با این تفاوت که تعدادی فنر و مجموعه‌ای از چنگک‌های اضافه دارد. بعضی از این دیفرانسیلها کلاچ مخروطی دارند که دقیقا شبیه مکانیزم سنکرونایزر (Synchronizer) در جعبه‌دنده دستی عمل میکند.
فنرها چرخ‌دنده‌های جانبی را به چنگک‌ها فشار می‌دهند و چنکگ‌ها نیز به‌نوبه خود به هوزینگ متصل هستند. هنگامی که هر دو چرخ خودرو در مسیر مستقیم حرکت می‌کنند، چرخ‌دنده‌های جانبی (هرزگردها) همراه‌با هوزینگ می‌چرخند و به استفاده از کلاچ نیازی نیست. کلاچ زمانی وارد عمل میشود که یکی از چرخها بخواهد با سرعت بیشتری از دیگری حرکت کند؛ مثلا هنگامی که خودرو می‌خواهد بپیچد.
در این شرایط، کلاچ با چنین حرکتی مخالفت میکند و می‌خواهد سرعت هر دو چرخ یکسان باشد. اگر یکی از چرخها بخواهد سریع‌تر بچرخد، باید ابتدا کلاچ را زیر فشار قرار دهد و بر نیروی فنرهای آن غلبه کند. سختی فنرها همراه با اصطکاک مشخص میکند که چه میزان گشتاور برای غلبه بر کلاچ لازم است.
بار دیگر به وضعیتی برمی‌گردیم که در آن یکی از چرخهای محرک روی یخ است و دیگری چسبندگی خوبی دارد. در این شرایط، اگر از دیفرانسیل لغزش محدود نوع کلاچی استفاده کنیم، حتی اگر چرخ روی یخ نتواند گشتاور زیادی به زمین منتقل کند، چرخ دیگر هنوزهم گشتاور لازم را برای حرکت دارد. گشتاور فراهم‌شده برای چرخی که روی یخ قرار دارد، برابر با مقدار گشتاوری است که برای غلبه بر کلاچ‌ها دریافت میکند. نتیجه این است که خودرو می‌تواند رو به جلو حرکت کند؛ اگرچه هنوز تمام قدرت خروجی پیشرانه دردسترس نیست.
کوپلینگ ویسکوز (Viscous Coupling) اغلب در وسایل نقلیه تمام‌چرخ محرک استفاده میشود. معمولا برای اتصال چرخهای عقب به چرخهای جلو از کوپلینگ ویسکوز بهره برده میشود؛ بنابراین، هنگامی که مجموعه‌ای از چرخها (محور جلو یا عقب) شروع به لغزش کند، گشتاور به مجموعه دیگر منتقل خواهد شد.
کوپلینگ ویسکوز دو مجموعه صفحه در داخل هوزینگ دارد که با سیال غلیظی پر میشود. هوزینگ کاملا دربرابر بیرون درزگیری میشود و مایع نمی‌تواند از آن خارج شود. یک مجموعه از صفحات به هر شفت خروجی متصل شده است. در شرایط عادی، مجموعه صفحات و سیال هر دو با سرعت مساوی می‌چرخند.
هنگامی که یک مجموعه از چرخها سعی میکند سریع‌تر بچرخد (شاید به‌دلیل لغزش)، مجموعه صفحات مربوط به آن چرخها سریع‌تر از دیگری شروع به چرخیدن می‌کنند. سیال که بین صفحات گیر کرده است، تلاش میکند با دیسک‌های سریع‌تر درگیر شود و حرکت آنها را کُندتر کند و آنها را به‌سمت دیسک‌های کُندتر بکشاند؛ درنتیجه، گشتاور بیشتری به چرخهای کُندتر (چرخ‌هایی که لغزش ندارند) منتقل میشود.
هنگامی که خودرو می‌پیچد، تفاوت سرعت در میان چرخها به‌اندازه‌ای بزرگ نیست که یکی از چرخها می‌لغزد. هرچه صفحات درمقایسه‌با یکدیگر سریع‌تر حرکت کنند، کوپلینگ ویسکوز گشتاور بیشتری انتقال میدهد. هنگام چرخیدن خودرو کوپلینگ مداخله نمی‌کند؛ زیرا مقدار گشتاور منتقل‌شده در زمان پیچیدن خیلی کوچک است. بااین‌حال، کوپلینگ ویسکوز معایبی هم دارد. برای مثال، تا زمانی‌که چرخ واقعا شروع به لغزیدن نکند، انتقال گشتاور رخ نخواهد داد و این یکی از معایب مهم چنین دیفرانسیل‌هایی به‌شمار می‌رود.
آزمایشی ساده با یک تخم‌مرغ به توضیح رفتار کوپلینگ ویسکوز کمک میکند. اگر تخم‌مرغی را روی میز آشپزخانه قرار دهید، پوسته و زرده هر دو ساکن می‌ایستند. اگر به‌طور ناگهانی تخم‌مرغ را بچرخانید، پوسته تقریبا به‌مدت یک ثانیه سریع‌تر از زرده می‌چرخد؛ اما زرده به‌سرعت خود را با پوسته هم‌سرعت میکند، با این تفاوت که پس از ایستادن پوسته، زرده هنوزهم کمی می‌چرخد.
برای اثبات اینکه زرده در حال چرخش است، تخم‌مرغی را بچرخانید و سپس آن را متوقف کنید. می‌بینید که تخم‌مرغ دوباره شروع به چرخش میکند؛ مگر اینکه کاملا آب‌پز شده باشد. در این آزمایش، از اصطکاک بین پوسته و زرده برای اعمال نیرو به زرده استفاده کردیم و سرعت آن را افزایش دادیم. هنگامی که پوسته را متوقف کنیم، اصطکاک هنوز بین زرده و پوسته وجود دارد و نیروی به پوسته اعمال میکند که باعث میشود کمی سرعت بگیرد. در کوپلینگ ویسکوز نیز نیرو بین سیال و مجموعه صفحات به همین شیوه زرده و پوسته تخم‌مرغ عمل میکند.
دیفرانسیل تورسن (Torsen) دستگاهی کاملا مکانیکی است که در آن هیچ‌گونه تجهیزات الکترونیکی و کلاچ و سیال (ویسکوز) وجود ندارد. تورسن از ترکیب ابتدای کلمات Torque Sensing به‌دست آمده و در شرایطی که گشتاور روی هر دو چرخ برابر باشد، شبیه دیفرانسیل باز عمل میکند.
به‌محض اینکه یکی از چرخها چسبندگی خود را از دست دهد، تفاوت گشتاور باعث میشود چرخ‌دنده‌های دیفرانسیل تورسن باهم درگیر شوند. طراحی دنده‌ها در این نوع دیفرانسیل، نسبت جهت‌گیری گشتاور را تعیین میکند. به‌عنوان مثال، اگر دیفرانسیل خاصی با نسبت جهت‌گیری ۱:۵ طراحی شده باشد، آن را قادر می‌سازد تا پنج برابر گشتاور بیشتری به چرخی وارد کند که چسبندگی خوبی دارد.
دیفرانسیل تورسن اغلب در وسایل نقلیه تمام‌چرخ محرک و با عملکرد زیاد استفاده میشود. مانند دیفرانسیل نوع کوپلینگ ویسکوز ، آنها اغلب برای انتقال قدرت بین چرخهای جلو و عقب استفاده می‌شوند. در این کاربرد، نوع تورسن بر کوپلینگ ویسکوز برتری دارد؛ زیرا قبل از اینکه لغزش واقعی رخ دهد، گشتاور را به چرخهای ثابت انتقال میدهد.
بااین‌حال، اگر مجموعه‌ای از چرخها کاملا چسبندگی خود را از دست دهد، دیفرانسیل تورسن نمی‌تواند برای مجموعه چرخهای دیگر گشتاور فراهم کند. نسبت جهت‌گیری دیفرانسیل تعیین میکند که چه مقدار گشتاور می‌تواند منتقل شود و پنج برابر صفر به‌طور مشخص صفر میشود؛ درنتیجه، هیچ گشتاوری در این شرایط منتقل نخواهد شد.
دیفرانسیل قفل‌شونده برای وسایل نقلیه آفرود بسیار مفید است. در این نوع، همان قطعات دیفرانسیل باز وجود دارد؛ اما مکانیزم الکتریکی یا بادی یا هیدرولیکی برای قفل‌کردن دو دنده هرزگرد هم به آن اضافه میشود. مکانیزم یادشده معمولا با سوئیچ به‌صورت دستی فعال میشود یا هنگامی که هر دو چرخ با سرعت یکسانی بچرخند. اگر یکی از چرخها از روی زمین بلند شود، در حرکت چرخ دیگر مشکلی ایجاد نخواهد شد؛ درنتیجه، هر دو چرخ با سرعت یکسان به چرخیدن ادامه خواهند داد؛ به‌طوری‌که انگار هیچ‌چیزی تغییر نکرده است.
مزایا
۱. شتاب و کارایی یکنواخت
۲. همچنین عملکرد مناسب هنگام فعال نبودن قفل‌ها
۳. امکان کنترل قفل آن توسط راننده
معایب
۱. سروصدای زیاد قفل‌ها
۲. فشار زیاد روی شفت‌های محور خودرو
۳. در خودروهای مجهز به دیفرانسیلهای قفل شونده، بریدن محور چرخ از معضلات محتمل به شمار می‌رود
این دیفرانسیلها که رواج آنها بیش از پیش است با سیستم‌های کنترل پایداری در ارتباطند و با پایش و بررسی سرعت، زاویه‌ی فرمان، وضعیت دریچه گاز، شتاب خودرو، درصد انحراف از مسیر و شرایط ترمز، زمان و میزان قفل شدن محورها را در یک هزارم ثانیه مشخص و اجرا می‌کنند. البته برای این دیفرانسیلها امنیت نسبت به سرعت در درجه اهمیت بیشتری قرار دارد. بنابراین نمی‌توان با آنها شتاب و سرعت بالا را تجربه کرد.
مزایا
۱. دقت بیشتر
۲. سرعت عمل بالاتر
۳. راندمان و عملکرد بهتر
۴. عملکرد مناسب در تمام انواع شرایط جاده
معایب
۱. امکان خرابی و نقص سیستم الکترونیکی دیفرانسیل
۲. طراحی پیچیده و تعمیرات سخت‌تر
۳. هزینه تعمیرات و قیمت تمام شده‌ی تولید بیش از انوع مکانیکی دیفرانسیل را نیز می‌توان به معایب دیفرانسل‌های برقی اضافه کرد.
این دیفرانسیلها را بیشتر در خودروهای مسابقه‌ای شاهد هستیم. کلاچ در آنها به محورهای خودرو وصلاست. در این دیفرانسیلها که به دیفرانسیلهای لغزش محدود نیز معروف هستند، محور توسط یک رمپ که کلاچ را تحت فشار می‌گذارد قفل میشود. این امر برای راننده امکان کنترل قفل دیفرانسیل را در پیچ‌ها ممکن می‌سازد. عملکرد رمپ در این نوع دیفرانسیل به موقعیت دریچه گاز بستگی دارد.
مزایا
۱. قابلیت آفرود بیشتر
۲. عملکرد مناسب در جاده‌‌های آسفالت
۳. سایش کمتر لاستیک‌‌ها
۴. فشار کمتر بر شفت محور خودرو
معایب
۱. عملکرد نه چندان خوب در مسیرهای شنی و گلی
۲. ناتوانی در ارسال تمام قدرت به چرخهای دارای اصطکاک
۳. به این ترتیب علاوه‌بر اینکه این دیفرانسیلها مقداری از قدرت را به چرخهای با اصطکاک کمتری می‌فرستند، میزان کنترل چرخ نیز در آنها متفاوت است.
دیفرانسیل توزیع گشتاور
توزیع گشتاور یا «Torque Vectoring» فناوری استفاده‌شده‌ای در دیفرانسیل خودرو است که توانایی تغییر گشتاور را در هر نیم‌محور با یک سیستم الکترونیکی دارد. این روش انتقال نیرو اخیرا در خودروهای چهارچرخ محرک رایج شده است. برخی از خودروهای جدید دیفرانسیل جلو نیز از دیفرانسیل توزیع گشتاور پایه بهره می‌برند. با پیشرفت فناوری در صنعت خودرو، خودروهای بیشتری به دیفرانسیل توزیع گشتاور مجهز‌‌‌ند. این فناوری اجازه میدهد تا چرخها برای شروع حرکت و هندلینگ، چسبندگی بهتری با جاده داشته باشند.
عبارت «Torque Vectoring» را اولین بار Ricardo در سال ۲۰۰۶ در ارتباط با فناوریهای پیشرانه آنها استفاده کرد. ایده توزیع گشتاور براساس اصول اولیه کارکرد دیفرانسیل استاندارد است. دیفرانسیل توزیع گشتاور وظایف دیفرانسیل ساده را انجام میدهد؛ درحالی‌که گشتاور را به‌طور مستقل بین چرخها منتقل میکند. این قابلیت انتقال گشتاور تقریبا در هر شرایطی هندلینگ و کشش را بهبود می‌‌بخشد.
دیفرانسیلهای توزیع گشتاور در اصل در مسابقات استفاده میشد و خودروهای رالی میتسوبیشی اولین خودروهایی بودند که از این فناوری استفاده کردند. این فناوری به‌آرامی توسعه یافت و هم‌اکنون، در انواع کمی از خودروهای تولیدی در حال پیاده‌سازی است. امروزه رایج‌ترین کاربرد توزیع گشتاور در خودروها در خودروهای چهارچرخ محرک است.
ایده و اجرای توزیع گشتاور هر دو پیچیده هستند. هدف اصلی توزیع گشتاور تغییر گشتاور به‌طور جداگانه در هر چرخ است. دیفرانسیلها بهطورکلی فقط از اجزای مکانیکی تشکیل شده‌اند. دیفرانسیل توزیع گشتاور علاوه‌بر اجزای مکانیکی استاندارد، به سیستم نظارت الکترونیکی نیز نیاز دارد. این سیستم الکترونیکی زمان و چگونگی تغییر گشتاور را برای دیفرانسیل مشخص میکند. با‌‌توجه‌‌‌به تعداد چرخ‌هایی که نیرو دریافت می‌کنند، دیفرانسیل جلو یا عقب کمی پیچیده‌تر از دیفرانسیل چهار چرخ محرک است.
ایده و اجرای توزیع گشتاور هر دو پیچیده هستند. هدف اصلی توزیع گشتاور تغییر گشتاور به‌طور جداگانه در هر چرخ است. دیفرانسیلها بهطورکلی فقط از اجزای مکانیکی تشکیل شده‌اند. دیفرانسیل توزیع گشتاور علاوه‌بر اجزای مکانیکی استاندارد، به سیستم نظارت الکترونیکی نیز نیاز دارد. این سیستم الکترونیکی زمان و چگونگی تغییر گشتاور را برای دیفرانسیل مشخص میکند. با‌‌توجه‌‌‌به تعداد چرخ‌هایی که نیرو دریافت می‌کنند، دیفرانسیل جلو یا عقب کمی پیچیده‌تر از دیفرانسیل چهار چرخ محرک است.
تأثیر توزیع گشتاور تولید گشتاور انحرافی ناشی از نیروهای طولی و تغییر مقاومت جانبی ایجاد‌شده هر تایر است و اعمال نیروی طولی بیشتر مقاومت جانبی قابل‌ایجاد را کاهش میدهد. شرایط خاص رانندگی تعیین میکند که چگونه بین افزایش یا کاهش شتاب جانبی مصالحه شود. این عملکرد مستقل از فناوری است و می‌تواند با دستگاه‌های انتقال قدرت برای سیستم محرکه معمولی یا با منابع گشتاور الکتریکی به‌دست آید. سپس، عنصر عملی ادغام با عملکردهای پایداری ترمز برای سرگرمی و ایمنی مطرح میشود.
محرک جلو یا عقب
دیفرانسیلهای توزیع گشتاور در خودروهای دیفرانسیل جلو یا عقب خیلی پیچیده نیستند؛ اما مزایایی مشابه دیفرانسیلهای چهار چرخ محرک دارند. گشتاور دیفرانسیل فقط بین دو چرخ متفاوت است. سیستم نظارت الکترونیکی فقط دو چرخ را رصد میکند و پیچیدگی کمتری دارد. در خودرو دیفرانسیل جلو، باید چند فاکتور در نظر گرفته شود. به‌عنوان مثال، سیستم نظارت باید چرخش و زاویه فرمان چرخها را کنترل کند.
ازآنجاکه این عوامل در هنگام رانندگی متفاوت هستند، نیروهای مختلفی روی چرخها اعمال میشود. دیفرانسیل بر این نیروها نظارت و بر‌‌‌این‌‌اساس گشتاور را تنظیم میکند. بسیاری از دیفرانسیلهای خودروهای محرک جلو می‌توانند گشتاور منتقل‌شده به چرخ خاصی را افزایش یا کاهش دهند. این قابلیت باعث افزایش توانایی خودرو برای حفظ کشش در شرایط بد آب‌وهوایی میشود.
هنگامی که یک چرخ شروع به لغزش میکند، دیفرانسیل می‌تواند گشتاور آن چرخ را کاهش دهد و چرخ به‌طور موثری ترمز کند. همچنین، دیفرانسیل گشتاور را به چرخ مقابل منتقل میکند و گشتاور آن را افزایش میدهد و به تعادل قدرت خروجی و ثبات حرکتی خودرو کمک میکند. دیفرانسیل توزیع گشتاور در خودروهای محرک عقب نیز مشابه عملکرد آن در خودروهای دیفرانسیل جلو عمل میکند.
خودرو تمام‌چرخ محرک
بیشتر دیفرانسیلهای توزیع گشتاور روی خودروهای چهارچرخ محرک استفاده شده‌اند. در دیفرانسیل توزیع گشتاور ساده، گشتاور بین چرخهای جلو و عقب متفاوت است. این یعنی در شرایط عادی رانندگی، چرخهای جلو درصد معینی از گشتاور پیشرانه و چرخهای عقب بقیه آن را دریافت می‌کنند. در‌صورت نیاز، دیفرانسیل می‌تواند گشتاور بیشتری بین چرخهای جلو و عقب منتقل کند تا عملکرد خودرو بهبود یابد.
به‌عنوان مثال، در حالت استاندارد ۹۰ گشتاور تولیدی خودرو می‌تواند به چرخهای جلو و ۱۰ درصد باقی‌مانده به چرخهای عقب برسد. در‌صورت لزوم، دیفرانسیل توزیع گشتاور را به پنجاه‌پنجاه تغییر میدهد. این توزیع جدید گشتاور را به‌طور یکنواخت بین هر چهار چرخ پخش میکند. داشتن دیفرانسیل توزیع گشتاور حتی باعث افزایش کشش خودرو میشود.
دیفرانسیلهای توزیع گشتاور پیشرفته‌تری نیز وجود دارند. این دیفرانسیلها براساس انتقال گشتاور اصلی بین چرخهای جلو و عقب عمل و قابلیت انتقال گشتاور بین چرخهای جداگانه را نیز اضافه می‌کنند. این روش مؤثرتری برای بهبود ویژگی‌های جابه‌جایی ارائه میدهد. دیفرانسیل روی هر چرخ به‌طور مستقل نظارت و گشتاور موجود را مطابق با شرایط لحظه‌ای توزیع میکند.
خودروهای الکتریکی
در خودروهای برقی، سیستم چهارچرخ محرک معمولا با دو موتور الکتریکی مستقل (یکی برای هر محور) اجرایی میشود. در این حالت، توزیع گشتاور بین محورهای جلو و عقب فقط کنترل الکترونیکی توزیع قدرت بین دو موتور برقی است که می‌تواند در مقیاس میلی‌ثانیه انجام شود.
در خودروهای الکتریکی دارای سه یا چهار موتور، حتی می‌توان توزیع گشتاور دقیق‌تری به‌صورت الکترونیکی اعمال کرد. بدین‌صورت که در حالت چهارموتوره، کنترل گشتاور هر چرخ در هر میلی‌ثانیه انجام میشود و در حالت سه‌موتوره نیز، کنترل هرکدام از چرخهای دارای موتور به‌صورت لحظه‌ای و محور دارای موتور نیز جداگانه به‌صورت لحظه‌ای کنترل خواهد شد.
اگر دیفرانسیل توزیع گشتاور ازطریق دو موتور الکتریکی فعال شود که روی یک محور قرار دارند، حتی می‌تواند مؤثرتر هم باشد؛ زیرا این پیکربندی می‌تواند برای کمک به ویژگی‌های کم‌فرمانی خودرو و بهبود واکنش گذرای خودرو استفاده شود. وانت برقی تسلا سایبرتراک (برنامه‌ریزی‌شده برای تولید در سال ۲۰۲۲ ) خودرو برقی سه‌موتوره با یک محور با دو موتور است؛ درحالی‌که در وانت برقی ریوین R1T (برنامه‌ریزی‌شده برای تولید در سال ۲۰۲۱) از دو موتور در هرکدام از محورهای جلو و عقب بهره برده میشود.
علاوه‌بر دیفرانسیلهای یادشده ، دیفرانسیلهای دیگری نیز وجود دارند که نام آنها کمتر به گوش کسی خورده است. درادامه، با این دیفرانسیلها هم آشنا خواهیم شد.
دیفرانسیل اپی‌سیکلیک
دیفرانسیل اپی‌سیکلیک (Epicyclic) از چرخ‌دنده‌های اپی‌سیکلیک برای تقسیم گشتاور بهره می‌برد و گشتاور را بین دو محور جلو و عقب تقسیم میکند. دیفرانسیل اپی‌سیکلیک در قلب سیستم انتقال قدرت خودرو تویوتا پریوس استفاده شد که در آن، پیشرانه و موتور الکتریکی و چرخهای محرک را به‌هم متصل میکند. در این خودرو، از دیفرانسیل دوم برای تقسیم گشتاور معمولی بین چرخهای یک محور استفاده میشود. مزیت این دیفرانسیل طراحی نسبتا جمع‌وجور در طول محور است.
چرخ‌دنده‌های اپی‌سیکلیک به‌عنوان چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای هم نامیده می‌شوند ؛ زیرا محور چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای در اطراف محور مشترک دنده خورشیدی و رینگی چرخانده میشود که آنها را به یکدیگر متصل میکند. در تصویر، محور زردرنگ دنده خورشیدی را نشان میدهد که تقریبا پنهان به‌نظر می‌رسد. چرخ‌دنده‌های آبی‌رنگ دنده‌های سیاره‌ای هستند و چرخ‌دنده صورتی‌رنگ رینگی است. از چرخ‌دنده رینگی در دنده سراستارت روی فلایویل پیشرانه خودرو هم استفاده میشود.
دیفرانسیل دنده مستقیم
دیفرانسیل دنده مستقیم (Spur-Gear Differential) با درگیر‌کردن دنده‌های سیاره‌ای دو مجموعه دنده ایپیسیکلیک هم‌محور ساخته میشود. پوسته دیفرانسیل به‌عنوان قفسه برای مجموعه دنده سیاره‌ای عمل میکند. در این نوع دیفرانسیل، دو دنده مستقیم هم‌اندازه وجود دارد که با فاصله کمی از یکدیگر، هرکدام روی یک نیم‌شفت قرار گرفته‌اند. به‌جای دنده‌های مورب در بخش مرکزی دیفرانسیل، قفسه دوّاری روی هر محور به‌عنوان شفت وجود دارد. گشتاور خروجی از محرک اولیه یا جعبه‌دنده شبیه محور محرک خودرو قفسه را می‌چرخاند.
خودروها بر اساس تعداد دیفرانسیل
خودروها در زمینه‌ی دیفرانسیل یک تقسیم‌بندی اصلی دیگر نیز دارند که براساس تعداد چرخهای محرک آنها و اینکه کدام چرخها با دیفرانسیل در ارتباط هستند انجام میشود. این تقسیم بندی شامل موارد زیر میشود:
- دیفرانسیل جلو یا FWD
این دیفرانسیل که اوایل قرن بیستم در فرانسه تولید شد سابقه در خودروهای مسابقه‌ای مورد استفاده قرار می‌گرفت اما امروزه رایج‌ترین نوع دیفرانسیل در خودروهای شهری است. این دیفرانسیل قدرت موتور را تنها به چرخهای جلو منتقل میکند.
- دیفرانسیل عقب یا RWD
این نوع که قدیمی‌ترین دیفرانسیل است امروزه کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد اما در گذشته برای بیشتر خودروهای شهری از آن استفاده میشد. این دیفرانسیل قدرت موتور را به محور و چرخهای عقب منتقل میکند. نیروی گیربکس توسط میل گاردان به دیفرانسیل عقب ارسال میشود.
- دیفرانسیل چهار چرخ متحرک یا (۴WD)
این نوع دیفرانسیل که بیشتر در خودروهای آفرودی و شاسی بلند به کار می‌رود قدرت موتور را به هر چهار چرخ خودرو منتقل میکند. در سال‌های اخیر این نوع دیفرانسیل که تمام چرخ دنده نیز نامیده میشود در خودروهای شهری و سدان‌ها نیز به کار می‌رود.
لازم به ذکر است که در خودرو دارای دارای دو چرخ محرک، تنها محور محرک به دیفرانسیل مجهز است. اما در خودروهای AWD و یا FWD دیفرانسیل در هر دو محور خودرو به کار می‌رود. چرا که چرخها در هر دو محور وظیفه به حرکت در آوردن خودرو را بر عهده دارند. همان طور که گفته شد گشتاور موتور را به بین دو دو شفت خروجی تقسیم می‌کنند. اما در یک خودروی AWD، برای زمانی که هر چهار چرخ خودرو در حال حرکت هستند یک دیفرانسیل سوم در نظر گرفته شده که تعداد دور هر محور نسبت به دیگری را تنظیم میکند.
در بازار ایران، با دو نوع خودرو ساخت داخل و خودرو وارداتی سروکار داریم که نوع دیفرانسیل آنها باهم تفاوت خیلی زیادی ندارد. اکثر خودروهای داخلی در سال‌های اخیر از نوع دیفرانسیل جلو یا محرک جلو هستند ؛ ازجمله محصولات سایپا ( انواع پراید، تیبا، ساینا و... ) و محصولات ایران‌خودرو خانواده پژو، خانواده سمند، سورن و دنا .
از میان خودروهای قدیمی ساخت داخل هم می‌توان به پیکان اشاره کرد که از دیفرانسیل در محور عقب بهره می‌برد. در میان خودروهای وارداتی نیز، انواع خودروهای کره‌ای و ژاپنی از دیفرانسیل جلو استفاده می‌کنند؛ البته بعضی مدل‌های شاسی‌بلند و آفرود نیز در بازار وجود دارند که از سیستم چهارچرخ محرک بهره می‌برند. آشناترین نمونه از خودروهای چهارچرخ محرک در بازار ایران، نیسان پاترول است که شرکت پارس خودرو مونتاژ و به بازار عرضه می‌کرد.
بهطورکلی ، خودروهای دیفرانسیل جلو یا محور جلو با توجه به حذف برخی قطعات ازجمله میل گاردان، باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های سازنده و کاهش وزن نهایی خودرو می‌شوند و همین عوامل باعث میشود تا خودروسازان به استفاده از سیستم محرک جلو تمایل بیشتری داشته باشند. هرچند ظهور فناوریهای جدید و استفاده از سیستم‌های الکترونیکی در صنعت خودرو باعث شده است تا معایب و مشکلات دیفرانسیلهای صرفا مکانیکی قدیمی در سال‌های اخیر تا حدودی برطرف شود.
روی این قفسه یک یا چند جفت پینیون یا دنده هرزگرد یکسان وجود دارد که عموما طول آنها بزرگ‌تر از قطرشان است و معمولا کوچکتر از دنده‌های مستقیم روی نیم‌شفت‌ها هستند. هرکدام از پینیون‌ها به‌طور آزادانه روی پین‌های نصب‌شده در قفسه دَوَران می‌کنند. علاوه‌بر‌این، جفت پینیون‌ها به‌طور محوری جابه‌جا میشود؛ بنابراین، به‌اندازه بخشی از طول آنها که بین دو چرخ‌دنده مستقیم قرار گرفته است، درگیر می‌شوند و در جهت مخالف یکدیگر می‌چرخند.
برگرفته از سایت https://karnameh.com/ و https://www.zoomit.ir/
دیدگاه خود را بنویسید