ความแตกต่างของยานพาหนะ ความหลากหลายและคุณสมบัติของการทำงาน

ดิฟเฟอเรนเชียลเป็นกลไกที่ส่งแรงบิดจากแหล่งหนึ่งไปยังผู้บริโภคสองราย คุณสมบัติที่สำคัญคือความสามารถในการกระจายพลังงานและให้ความเร็วเชิงมุมที่แตกต่างกันของการหมุนของผู้บริโภค สำหรับรถที่ใช้บนถนน หมายความว่าล้อสามารถรับกำลังที่แตกต่างกันและหมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างกันผ่านทางเฟืองท้าย

ดิฟเฟอเรนเชียลเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบส่งกำลังของรถยนต์ ลองคิดดูว่าทำไม

ทำไมคุณไม่สามารถทำโดยไม่มีส่วนต่าง

พูดอย่างเคร่งครัดคุณสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้ส่วนต่าง แต่ตราบเท่าที่รถเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่ไร้ที่ติ ไม่มีการเลี้ยวใดๆ และยางของรถยังคงเหมือนเดิมและเติมลมอย่างสม่ำเสมอ กล่าวอีกนัยหนึ่งตราบเท่าที่ล้อทั้งหมดเคลื่อนที่เป็นระยะทางเท่ากันและหมุนด้วยความเร็วเท่ากัน

แต่เมื่อรถเข้าโค้ง ล้อต้องเว้นระยะห่างกัน เห็นได้ชัดว่าโค้งด้านนอกยาวกว่าโค้งด้านใน ดังนั้นล้อที่อยู่ทางโค้งจึงต้องเลี้ยวเร็วกว่าล้อที่อยู่ทางโค้งด้านใน เมื่อเพลาไม่นำหน้าและล้อไม่อิงอาศัยกัน ก็ไม่มีปัญหา

อีกสิ่งหนึ่งคือสะพานชั้นนำ สำหรับการควบคุมปกติ การหมุนจะถูกส่งไปยังล้อทั้งสอง ด้วยการเชื่อมต่อที่แน่นหนา พวกเขาจะมีความเร็วเชิงมุมเท่ากันและมีแนวโน้มที่จะครอบคลุมระยะทางเท่ากันในการเลี้ยว การเลี้ยวจะทำได้ยากและส่งผลให้เกิดการลื่นไถล การสึกหรอของยางที่เพิ่มขึ้น และความเครียดที่มากเกินไปบน กำลังเครื่องยนต์ส่วนหนึ่งจะลื่นไถล ซึ่งหมายความว่าเชื้อเพลิงจะสูญเปล่า สิ่งที่คล้ายกันแม้ว่าจะไม่ชัดเจน แต่เกิดขึ้นในสถานการณ์อื่นๆ เช่น เมื่อขับบนถนนขรุขระ น้ำหนักบรรทุกของล้อไม่เท่ากัน แรงดันลมยางไม่เท่ากัน ระดับการสึกหรอของยางที่แตกต่างกัน

นี่คือที่มาของการช่วยเหลือ มันส่งการหมุนไปยังเพลาทั้งสอง แต่อัตราส่วนของความเร็วเชิงมุมของการหมุนของล้อสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยพลการและเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วขึ้นอยู่กับสถานการณ์เฉพาะโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงของคนขับ

ประเภทของดิฟเฟอเรนเชียล

ดิฟเฟอเรนเชียลมีความสมมาตรและไม่สมมาตร อุปกรณ์สมมาตรส่งแรงบิดเดียวกันไปยังเพลาขับทั้งสอง เมื่อใช้อุปกรณ์อสมมาตร แรงบิดที่ส่งจะแตกต่างกัน

ตามหน้าที่แล้ว ดิฟเฟอเรนเชียลสามารถใช้เป็นดิฟเฟอเรนเชียลระหว่างล้อและระหว่างเพลาได้ Interwheel ส่งแรงบิดไปยังล้อของเพลาเดียว ในรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหน้าจะอยู่ในกระปุกเกียร์ในรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหลังในตัวเรือนเพลาล้อหลัง

ในรถยนต์ขับเคลื่อนสี่ล้อ กลไกต่างๆ จะอยู่ที่ห้องข้อเหวี่ยงของเพลาทั้งสอง หากเป็นระบบขับเคลื่อนสี่ล้อแบบถาวร เฟืองท้ายตรงกลางจะติดตั้งอยู่ในกล่องเกียร์ด้วย ส่งการหมุนจากกระปุกเกียร์ไปยังเพลาขับทั้งสอง

เฟืองท้ายของเพลาจะสมมาตรเสมอ แต่เฟืองท้ายของเพลามักไม่สมมาตร เปอร์เซ็นต์แรงบิดโดยทั่วไประหว่างเพลาหน้าและเพลาหลังคือ 40/60 แม้ว่าอาจแตกต่างกันก็ตาม 

ความเป็นไปได้และวิธีการปิดกั้นกำหนดการจัดประเภทความแตกต่างอื่น:

• ฟรี (ไม่มีการปิดกั้น);

• พร้อมล็อคแบบแมนนวล

• พร้อมล็อคอัตโนมัติ

การปิดกั้นสามารถเป็นได้ทั้งแบบสมบูรณ์หรือบางส่วน

ดิฟเฟอเรนเชียลทำงานอย่างไรและเหตุใดจึงต้องบล็อก

ในความเป็นจริงแล้วดิฟเฟอเรนเชียลเป็นกลไกประเภทดาวเคราะห์ ในดิฟเฟอเรนเชียลครอสเพลาแบบสมมาตรที่ง่ายที่สุดมีสี่เฟืองบายศรี - กึ่งแกนสองตัว (1) บวกสองดาวเทียม (4) วงจรทำงานร่วมกับดาวเทียมดวงหนึ่ง แต่เพิ่มดาวเทียมดวงที่สองเพื่อให้อุปกรณ์มีประสิทธิภาพมากขึ้น ในรถบรรทุกและ SUV มีการติดตั้งดาวเทียมสองคู่

ถ้วย (ตัว) (5) ทำหน้าที่เป็นพาหะสำหรับดาวเทียม เฟืองขับขนาดใหญ่ (2) ได้รับการแก้ไขอย่างแน่นหนา รับแรงบิดจากกระปุกเกียร์ผ่านเฟืองขับสุดท้าย (3)

บนถนนเส้นตรง ล้อและล้อจะหมุนด้วยความเร็วเชิงมุมเท่ากัน ดาวเทียมหมุนรอบเพลาล้อแต่ไม่หมุนรอบแกนของตัวเอง ดังนั้นพวกมันจึงหมุนเฟืองข้างโดยให้ความเร็วเชิงมุมเท่ากัน

ในมุมหนึ่ง ล้อที่อยู่ด้านในสุด (เล็กกว่า) จะมีแรงต้านการหมุนมากกว่า จึงทำให้หมุนช้าลง เนื่องจากเฟืองข้างที่สอดคล้องกันเริ่มหมุนช้าลงด้วย จึงทำให้ดาวเทียมหมุน การหมุนรอบแกนของตัวเองนำไปสู่การเพิ่มรอบการหมุนของเกียร์บนแกนเพลาของล้อด้านนอก  

สถานการณ์ที่คล้ายกันอาจเกิดขึ้นได้ในกรณีที่ยางยึดเกาะถนนไม่เพียงพอ ตัวอย่างเช่น ล้อกระทบน้ำแข็งและเริ่มลื่นไถล ดิฟเฟอเรนเชียลอิสระธรรมดาจะถ่ายโอนการหมุนไปยังตำแหน่งที่มีความต้านทานน้อยกว่า เป็นผลให้ล้อที่ลื่นไถลจะหมุนเร็วขึ้นในขณะที่ล้อตรงข้ามจะหยุดลง ส่งผลให้รถไม่สามารถเคลื่อนที่ต่อไปได้ นอกจากนี้ รูปภาพจะไม่เปลี่ยนแปลงโดยพื้นฐานในกรณีของการขับเคลื่อนสี่ล้อ เนื่องจากเฟืองตรงกลางจะถ่ายโอนกำลังทั้งหมดไปยังตำแหน่งที่มีความต้านทานน้อยกว่า นั่นคือ ไปยังเพลาที่มีล้อเลื่อน ส่งผลให้แม้แต่รถขับเคลื่อนสี่ล้อก็อาจติดได้หากล้อหลุดเพียงล้อเดียว

ปรากฏการณ์นี้ทำให้ความชัดเจนของรถทุกคันลดลงอย่างมากและไม่สามารถยอมรับได้อย่างสมบูรณ์สำหรับรถออฟโรด คุณสามารถแก้ไขสถานการณ์ได้โดยการปิดกั้นส่วนต่าง

ประเภทของล็อค

การปิดกั้นบังคับเต็มรูปแบบ

คุณสามารถบรรลุการบล็อกแบบแมนนวลได้อย่างสมบูรณ์โดยการทำให้ดาวเทียมติดขัดเพื่อไม่ให้ไม่สามารถหมุนรอบแกนของตัวเองได้ อีกวิธีหนึ่งคือการใส่ถ้วยเฟืองท้ายเข้ากับแกนเพลาแบบแข็ง ล้อทั้งสองจะหมุนด้วยความเร็วเชิงมุมเท่ากัน

หากต้องการเปิดใช้งานโหมดนี้ คุณเพียงแค่กดปุ่มบนแดชบอร์ด ชุดขับเคลื่อนสามารถเป็นแบบเครื่องกล ไฮดรอลิก นิวแมติก หรือไฟฟ้า รูปแบบนี้เหมาะสำหรับทั้งเฟืองท้ายและเฟืองกลาง คุณสามารถเปิดใช้งานได้เมื่อรถจอดอยู่กับที่ และควรใช้ที่ความเร็วต่ำเมื่อขับบนพื้นที่ขรุขระเท่านั้น ต้องปิดล็อคบนถนนปกติมิฉะนั้นการจัดการจะแย่ลงอย่างเห็นได้ชัด การใช้โหมดนี้ในทางที่ผิดอาจทำให้แกนเพลาหรือชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องเสียหายได้

สิ่งที่น่าสนใจยิ่งกว่าคือดิฟเฟอเรนเชียลแบบล็อคตัวเอง ไม่ต้องการการแทรกแซงจากคนขับและทำงานโดยอัตโนมัติเมื่อจำเป็น เนื่องจากการปิดกั้นในอุปกรณ์ดังกล่าวไม่สมบูรณ์ ความน่าจะเป็นที่จะเกิดความเสียหายต่อเพลาเพลาจึงต่ำ

ล็อคแผ่นดิสก์ (แรงเสียดทาน)

นี่เป็นเวอร์ชันที่ง่ายที่สุดของดิฟเฟอเรนเชียลแบบล็อกเอง กลไกเสริมด้วยชุดแผ่นแรงเสียดทาน พวกมันประกอบเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนาและยึดแน่นกับหนึ่งในเพลาเพลาและในถ้วย

โครงสร้างทั้งหมดหมุนโดยรวมจนกว่าความเร็วในการหมุนของล้อจะแตกต่างกัน จากนั้นแรงเสียดทานจะปรากฏขึ้นระหว่างดิสก์ซึ่งจะจำกัดการเติบโตของความแตกต่างของความเร็ว

ข้อต่อหนืด

ข้อต่อแบบหนืด (ข้อต่อแบบหนืด) มีหลักการทำงานที่คล้ายกัน เฉพาะที่นี่แผ่นดิสก์ที่มีการเจาะรูจะถูกวางไว้ในกล่องที่ปิดสนิทซึ่งพื้นที่ว่างทั้งหมดจะเต็มไปด้วยซิลิโคนเหลว ลักษณะเด่นของมันคือการเปลี่ยนแปลงความหนืดระหว่างการผสม เมื่อจานหมุนด้วยความเร็วต่างๆ กัน ของเหลวจะเกิดการปั่นป่วน และยิ่งปั่นป่วนมากเท่าไร ของเหลวก็จะยิ่งหนืดมากขึ้นเท่านั้น จนเกือบเป็นของแข็ง เมื่อความเร็วรอบลดลง ความหนืดของของเหลวจะลดลงอย่างรวดเร็วและเฟืองท้ายจะปลดล็อก  

ข้อต่อแบบหนืดมีขนาดค่อนข้างใหญ่ดังนั้นจึงใช้บ่อยกว่าเป็นส่วนเสริมของส่วนต่างกลางและบางครั้งก็ใช้แทน ในกรณีนี้ทำหน้าที่เป็นส่วนต่างหลอก

ข้อต่อแบบหนืดมีข้อเสียหลายประการที่จำกัดการใช้งานอย่างมาก สิ่งเหล่านี้คือความเฉื่อย ความร้อนสูง และความเข้ากันได้ไม่ดีกับ ABS

ธอร์เซ่น

ชื่อนี้ได้มาจาก Torque Sensing ซึ่งก็คือ “การรับรู้แรงบิด” ถือเป็นหนึ่งในดิฟเฟอเรนเชียลล็อคตัวเองที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด กลไกใช้เฟืองตัวหนอน การออกแบบยังมีองค์ประกอบแรงเสียดทานที่ส่งแรงบิดเพิ่มเติมเมื่อเกิดการลื่นไถล

กลไกนี้มีสามประเภท ภายใต้การยึดเกาะถนนปกติ พันธุ์ T-1 และ T-2 ทำหน้าที่เป็นเฟืองท้ายแบบสมมาตร

เมื่อล้อใดล้อหนึ่งสูญเสียการยึดเกาะ T-1 สามารถกระจายแรงบิดได้ในอัตราส่วน 2,5 ต่อ 1 ต่อ 6 ต่อ 1 และมากกว่านั้น นั่นคือล้อที่มีการยึดเกาะดีที่สุดจะได้รับแรงบิดมากกว่าล้อที่มีการลื่นไถลในสัดส่วนที่กำหนด ในรุ่น T-2 ตัวเลขนี้ต่ำกว่า - จาก 1,2 เป็น 1 เป็น 3 เป็น 1 แต่มีฟันเฟืองการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนน้อยกว่า

เดิมที Torsen T-3 ได้รับการพัฒนาให้เป็นดิฟเฟอเรนเชียลแบบอสมมาตรโดยมีอัตราการปิดกั้น 20 ... 30%

ควอฟ

ดิฟเฟอเรนเชียล Quife ได้รับการตั้งชื่อตามวิศวกรชาวอังกฤษผู้พัฒนาอุปกรณ์นี้ ตามการออกแบบแล้วมันเป็นของประเภทเวิร์มเช่น Thorsen มันแตกต่างจากจำนวนดาวเทียมและตำแหน่ง Quaife ค่อนข้างเป็นที่นิยมในหมู่ผู้ที่ชื่นชอบการปรับแต่งรถ