دیفرانسیل

فاعل، موضوع:

عمومی
چرخ پینیون تاج
عملکرد دیفرانسیل
معایب دیفرانسیل
تنظیم چرخ پینیون تاج
LSD (دیفرانسیل کروی محدود)
دیفرانسیل تورسن
تعمیر و نگهداری و عیوب دیفرانسیل
پیش بار بلبرینگ دیفرانسیل را تنظیم کنید

جلبک:
دیفرانسیل که کاردان نیز نامیده می شود، تفاوت سرعت را در درایو ممکن می کند. در این صفحه فقط از عبارت دیفرانسیل استفاده شده است.
هنگام پیچیدن، یک چرخ بیشتر از چرخ دیگر چرخش می کند. بنابراین، هنگامی که یک اتومبیل به چپ می‌پیچد (مانند تصویر زیر)، چرخ‌های سمت راست بیشتر از چرخ‌های چپ گردش می‌کنند (r1 > r2). بنابراین تفاوت سرعت وجود دارد. دیفرانسیل تضمین می کند که این امکان پذیر است.

در خودروهای دیفرانسیل جلو، دیفرانسیل در جعبه دنده است. در خودروهای دیفرانسیل عقب، این در محور عقب، بین چرخ‌های عقب قرار دارد. سپس یک شفت کاردان از گیربکس به سمت عقب و به دیفرانسیل حرکت می کند.

تصویر زیر مربوط به یک خودروی دیفرانسیل عقب است. شافت بین گیربکس و دیفرانسیل (کاردان) شفت کاردان یا شفت میانی نامیده می شود. این به طور جداگانه در صفحه توضیح داده شده است شفت کاردان. دو محور محرک روی دیفرانسیل نصب شده است که چرخ های عقب را به حرکت در می آورد.

چرخ پینیون تاج:
چرخ پینیون تاج در دیفرانسیل به طور جداگانه ذکر شده است زیرا این قطعات باید پس از کار بسیار دقیق تنظیم شوند. چرخ پینیون به محور پروانه متصل است. موتور و گیربکس محور پروانه و چرخ پینیون چرخ تاج را به حرکت در می آورد. تنظیم بین تاج و چرخ پینیون یک کار بسیار تخصصی است. چرخ دنده ها باید با استفاده از داده های کارخانه و تجهیزات اندازه گیری/تنظیم روی یکدیگر تنظیم شوند. تنظیم مناسب کمترین تولید صدا و طولانی ترین طول عمر را تضمین می کند.

عملکرد دیفرانسیل:
چرخ تاج 1 توسط چرخ پینیون از موتور/گیربکس به حرکت در می آید. هنگام رانندگی مستقیم به جلو، محورهای محرک 2 و 3 با سرعت یکسانی می چرخند و چرخ ماهواره 4 روی محور خود نمی چرخد.

در وضعیت این تصویر، شفت محرک سمت چپ ثابت است. این ممکن است به این دلیل باشد که چرخ سمت چپ روی آسفالت و چرخ سمت راست در جاده ای آسفالت نشده است. در این صورت چرخ در جاده خاکی می چرخد.
چرخ ماهواره اکنون بر روی محور خود می چرخد و نیروی محرکه کامل روی محور محرک سمت راست قرار می گیرد. سمت چپ در حال حاضر ثابت است. وضعیت مشابهی نیز هنگام رانندگی در پیچ ایجاد می شود، فشار لاستیک از یک طرف کمتر است، پروفیل های تایر بسیار متفاوت است و سطح جاده کاملاً صاف نیست.

معایب دیفرانسیل:
این واقعیت که دیفرانسیل باعث ایجاد تفاوت در سرعت بین چرخ ها می شود نیز در شرایط خاص یک نقطه ضعف بزرگ است. هنگامی که یکی از چرخ های محرک چسبندگی خود را از دست می دهد، کل درایو از بین می رود. وقتی یک ماشین 1 چرخ روی آسفالت و 1 چرخ در گل داشته باشد، چرخ در گل 1٪ رانده می شود و چرخ روی آسفالت (با بیشترین چسبندگی) ثابت می ماند. این به این دلیل است که چرخ ماهواره سریع می‌چرخد و چرخی که کمترین مقاومت را دارد بیشترین حرکت را خواهد داشت.

تنظیم چرخ پینیون تاج:
ارتفاع و فاصله سطوح تماس چرخ دنده های تاج و پینیون قابل تنظیم است. تصاویر عواقب تنظیم نادرست را نشان می دهد.

با روغن کاری چرخ تاج به مدت یک چهارم دور با گریس مخصوص (که در روغن حل می شود) می توان سطح یاتاقان بین چرخ تاج و چرخ پینیون را مشخص کرد. با چرخاندن چرخ پینیون چند دور به جلو و عقب، سطح تکیه گاه شفاف می شود (تصاویر را ببینید). با تنظیم و چرخش چند بار می توان کل را به سطح پشتیبانی ایده آل تنظیم کرد.

باید در نظر داشت که بار روی درایو نیز باعث جابجایی سطح تکیه گاه می شود. با افزایش بار، سطح یاتاقان بیشتر به سمت بیرون چرخ تاج حرکت می کند (تصویر بالا سمت راست). تحت بارهای سبک، سطح یاتاقان بیشتر به سمت داخل حرکت می کند. هنگام تنظیم، سطح پشتیبانی باید در وسط باشد. برای اندازه ها همیشه به داده های کارخانه مراجعه کنید.
تنظیم نادرست باعث (گاهی اوقات بسیار زیاد) سر و صدای زیادی در درایو می شود، مانند صدای سوت یا جیغ. سایش نیز افزایش خواهد یافت. به عنوان مثال، دیفرانسیل می تواند پس از گذشت چند هزار کیلومتر به دلیل بی دقتی (یا عدم تنظیم) از کار بیفتد. البته پیش از این صدای بلندی شنیده شد.

LSD (دیفرانسیل لغزش محدود)
برای جلوگیری از وضعیت فوق، غیرفعال کردن (تا حدی) عملکرد دیفرانسیل در برخی موارد مفید است. به این می گویند مسدود کردن. هنگامی که دیفرانسیل قفل می شود، درایو در هر دو محور یکسان است. چرخ ماهواره متوقف شده است یا هر دو چرخ خورشیدی با هم جفت می شوند. پیشرفت های مختلفی با کوپلینگ های چند صفحه ای، کوپلینگ های چسبناک و کوپلینگ های پنجه ای وجود دارد.

تصویر زیر یک LSD (دیفرانسیل لغزش محدود) را نشان می دهد. این یک دیفرانسیل با افزایش اصطکاک داخلی است. کلاچ های چند صفحه ای بین سطوح مستقیم بیرونی چرخ های خورشیدی مخروطی نیم محورها و محفظه دیفرانسیل قرار می گیرند.

حلقه های فشار در LSD از یک طرف به محفظه دیفرانسیل متصل می شوند و از طرف دیگر می توانند به صورت محوری حرکت کنند. حلقه های فشار در داخل به دلیل شکل محدب چرخ های ماهواره ای گوه ای شکل هستند. نوارهای داخلی (رنگ تیره در تصویر بالا) با دندانه های داخلی میل محور درگیر می شوند. دندانه های خارجی لت های بیرونی در شیارهای طولی محفظه دیفرانسیل درگیر می شوند. این بدان معنی است که نوارهای بیرونی نمی توانند بچرخند.

هنگام رانندگی مستقیم رو به جلو، چرخ تاج و محور محرک با سرعت یکسانی می چرخند، بنابراین اصطکاک وجود ندارد. هنگامی که یکی از چرخ ها چسبندگی بسیار کمی دارد و بنابراین سریعتر از چرخ دیگر می چرخد، اختلاف سرعت بین سطوح مخروطی حلقه فشار رخ می دهد. حلقه فشار بر روی لت ها فشرده می شود و یک لحظه اصطکاک وابسته به بار بین لت های بیرونی (که توسط محفظه دیفرانسیل مسدود شده اند) و لت های داخلی که به سرعت در حال چرخش هستند که به محور محرک متصل هستند ایجاد می شود.

سیستم‌های مدرن‌تر کنترل‌شده الکترونیکی بیشتر در سیستم‌های قفل خودکار توسعه یافته‌اند. حلقه‌های فشاری که قبلاً توضیح داده شد در سیستم‌های قفل خودکار با سیلندرهای حلقه‌ای با عملکرد هیدرولیکی جایگزین می‌شوند. کلاچ های چند صفحه ای با استفاده از وسایل الکترونیکی کار می کنند.

دیفرانسیل تورسن
دیفرانسیل تورسن ("تورسن" کوتاه شدن "حسگر گشتاور" است که به زبان ساده ترجمه شده است: "احساس گشتاور") در اصل یک دیفرانسیل متقارن است. هنگامی که هر دو شفت خروجی در یک فرکانس چرخشی می چرخند، گشتاورهای محرک در این شفت ها برابر است. اگر عمل دیفرانسیل به هر دلیلی اتفاق بیفتد، گشتاور درایو به شفت خروجی با چرخش سریع‌تر کاهش می‌یابد و به شافت چرخشی کندتر کاهش می‌یابد. در اینجا نیز اصولا یک ممان اصطکاک داخلی ایجاد می شود که از یک طرف باعث کاهش گشتاور خروجی و از طرف دیگر افزایش گشتاور خروجی می شود. این عملیات بر اساس رفتار خود قفلی جعبه دنده حلزونی است که با انتخاب زاویه گام صحیح این چرخ دنده ها ایجاد می شود.
دیفرانسیل محور در تصویر زیر به چرخ دنده حلقه پیچ شده است. شفت چرخ دنده حلزونی در محفظه دیفرانسیل نصب شده است. چرخ دنده های حلزونی که دو به دو توسط چرخ دنده های استوانه ای به هم متصل می شوند، می توانند آزادانه حول محورهای خود بچرخند.
سه مجموعه از دو چرخ دنده حلزونی هر کدام نصب شده است. یک چرخ دنده حلزونی از هر مجموعه با کرمی که روی محور محرک چرخ به سمت چرخ راست چرخیده شده است درگیر می شود. چرخ دنده حلزونی دیگر با کرم روی میل محرک چرخ به چرخ چپ درگیر می شود.
در حین رانندگی مستقیم (به جلو یا عقب)، هنگامی که عمل دیفرانسیل وجود ندارد، هر دو محور با سرعت یکسانی می چرخند. محفظه دیفرانسیل حامل چرخ دنده های حلزونی است که به نوبه خود کرم ها را با محورهای محرک چرخ به حرکت در می آورد. هر دو چرخ دنده حلزونی به دلیل گامی که دارند می خواهند در یک جهت بچرخند که به دلیل جفت شدن با چرخ دنده های استوانه ای امکان پذیر نیست. دیفرانسیل اکنون به صورت یک بلوک می چرخد و توزیع متقارن گشتاور را تضمین می کند (50٪ - 50٪).

اگر یک اثر دیفرانسیل رخ دهد، به عنوان مثال هنگام رانندگی از پیچ، یا اگر یکی از چرخ ها بلغزد، یک کرم سریعتر و کرم دیگر کندتر از محفظه دیفرانسیل می چرخد. اکنون گشتاور بیشتری به چرخی که کندتر می چرخد نسبت به چرخی که سریعتر می چرخد، عرضه می شود. کرمی که سریع‌تر می‌چرخد، چرخ‌دنده حلزونی مربوطه را به حرکت در می‌آورد و در نتیجه چرخ‌دنده حلزونی که کرم را به چرخ‌های کندتر می‌چرخاند. گشتاور چرخش آهسته‌تر به‌علاوه با اثر قفل شدن جزئی درایو از طریق چرخ دنده حلزونی در جهت کرم افزایش می‌یابد. با انتخاب زاویه گام صحیح بر روی کرم، می توان توزیع گشتاور مورد نظر، در اینجا مقدار مسدود کننده را به دست آورد.
دیفرانسیل تورسن هیچ تاثیری بر هیچ یک از عملکردهای ABS ندارد، زیرا اثر قفل فقط تحت بار رخ می دهد، یعنی زمانی که شتاب دهنده شتاب می گیرد.

به خصوص در مسابقه، با دریفت، دیفرانسیل قفل می شود. اگر این کار از نظر فنی روی خودروهای خاصی امکان پذیر نباشد، چرخ ماهواره به چرخ های خورشیدی جوش داده می شود. در این روش ارزان دیفرانسیل همیشه قفل است. عیب این است که دیگر به سختی می توان آن را در جاده های عمومی راند، زیرا چرخی که کمترین سرعت را در پیچ ها دارد شروع به لیز خوردن می کند. احتمال نقص در محورهای محرک و مفاصل CV نیز بیشتر است.
راه دیگر این است که ESP (برنامه پایداری الکترونیکی) مداخله کند. این سیستم با درگیر کردن مختصر کالیپر ترمز، چرخ لغزش را ترمز می کند. با ترمز کردن چرخ لغزش، نیروی بیشتری به طور خودکار از طریق عملکرد دیفرانسیل به چرخ دیگر منتقل می شود. به این ترتیب آن نقطه ضعف نیز برطرف شده است. گاهی اوقات به این عملیات دیفرانسیل لغزش محدود الکترونیکی نیز می گویند.

تعمیر و نگهداری و عیوب دیفرانسیل:
امروزه یک دیفرانسیل اغلب حاوی "روغن مادام العمر" است. سازنده نشان می دهد که روغن نیازی به تعویض دوره ای ندارد. برخی از تولید کنندگان فاصله تخلیه را در تعداد مشخصی کیلومتر نشان می دهند. از این مدت نمی توان تجاوز کرد. همچنین خوب است که گاهی اوقات روغن را برای دیفرانسیل با روغن مادام العمر تعویض کنید. هر روغنی با اکسیژن تماس پیدا می کند و تحت یک فرآیند اکسیداسیون قرار می گیرد. اثر روان کنندگی کاهش می یابد. به همین دلیل است که بهتر است این روغن را در یک مسافت پیموده شده (مثلاً 150.000 کیلومتر) تعویض کنید.
دیفرانسیل های معیوب، در جایی که یاتاقان ها معیوب هستند یا فضای روی چرخ تاج پینیون درست نیست، صدای زیادی در درایو ایجاد می کند. دیفرانسیل ها معمولاً قابل تعمیر هستند. در حین تعمیر اساسی، سطوح دندانه تاج و چرخ دنده پینیون اندازه گیری شده و یاتاقان ها تعویض می شوند. اگر سطوح دندان بیش از حد ساییده شود، قطعات باید تعویض شوند. تعویض چرخ تاج اغلب بسیار گران است.

تنظیم پیش بار بلبرینگ دیفرانسیل:
یاتاقان ها در دیفرانسیل باید تحت یک پیش بار مشخص نصب شوند. این مقدار توسط سازنده دیفرانسیل تعیین می شود. اگر پیش بارگیری خیلی کم یا زیاد باشد، یاتاقان ممکن است در طول زمان از کار بیفتد. بار محوری خیلی زیاد را در نظر بگیرید که می تواند باعث داغ شدن بیش از حد یاتاقان شود. هنگام تعمیرات اساسی دیفرانسیل یا تعویض یاتاقان ها، پیش بارگیری باید همیشه بررسی و در صورت لزوم تنظیم شود. با اندازه گیری می توان تعیین کرد که حلقه پرکننده (بین یاتاقان و نگهدارنده آب بند) چه ضخامتی باید داشته باشد.
نمونه هایی از اندازه گیری هایی که باید انجام شود در زیر آورده شده است.

فاصله بین قسمت بیرونی محفظه گیربکس و بلبرینگ باید با عمق سنج اندازه گیری شود. مقدار اندازه گیری شده در عکس 12 میلی متر است.

با این عمق سنج می توان ارتفاع شانه نگهدارنده نمد روغن را نیز اندازه گیری کرد. مقدار اندازه گیری شده در عکس 10,0 میلی متر است.

در هنگام نصب، شانه نگهدارنده مهر و موم روغن در محفظه دیفرانسیل نصب می شود. با کم کردن دو مقدار اندازه گیری شده، فاصله بین یاتاقان دیفرانسیل و شانه نگهدارنده مهر و موم روغن تعیین می شود: عمق - ارتفاع = 12,0 میلی متر - 0 میلی متر = 10,00 میلی متر.
اگر یک شیم 2 میلی متری بین یاتاقان دیفرانسیل و نگهدارنده آب بند قرار داده شود، یاتاقان بدون کشش نصب می شود.
البته مقصود این نیست. برای نصب یاتاقان تحت کشش باید یک شیم ضخیم‌تر قرار داده شود. پیش بارگیری توسط سازنده تجویز می شود. این می تواند به عنوان مثال 0,25 میلی متر باشد.
شیمی که باید در این مورد قرار گیرد فاصله اندازه گیری شده + پیش بارگذاری است، بنابراین; 2 میلی متر + 0,25 میلی متر = 2,25 میلی متر. هنگامی که شیم با ضخامت 2,25 میلی متر قرار می گیرد، پیش بارگذاری به درستی تنظیم می شود. حلقه شیم مناسب را باید در ظرفی با سایزهای مختلف شیم رینگ پیدا کرد. واشر صحیح را می توان با گیج پیچ پیدا کرد.
در تصویر زیر می بینید که شیم دارای ضخامت 2,25 میلی متر است. بنابراین این شیم صحیح است. اطلاعات بیشتر در مورد اندازه گیری با میکرومتر را می توانید در صفحه "ابزارهای اندازه گیری مکانیکی".

اندازه گیری عمق بلبرینگ و ارتفاع شانه نگه دارنده آب بند در تصاویر بالا با عمق سنج انجام شده است. با این حال، این اندازه گیری ها را می توان با نشانگر شماره گیری نیز انجام داد. توضیحی در مورد اندازه گیری با نشانگر شماره گیری نیز در صفحه آورده شده است.ابزارهای اندازه گیری مکانیکی".

خوانش های موجود در تصاویر زیر با اندازه گیری های بالا مطابقت ندارد. عکس ها هم خیلی تار هستند. این تصاویر به زودی با تصاویر جدیدی جایگزین می شوند که اندازه گیری ها را به درستی نشان می دهند.

مقادیر گیج صفحه و عمق سنج باید مطابقت داشته باشند. اصولاً مهم نیست که از چه ابزاری برای انجام اندازه گیری استفاده می شود، مشروط بر اینکه هر دو ابزار اندازه گیری در دسترس باشند. به عنوان مثال، در طول یک امتحان عملی ممکن است فقط یک نوع ابزار اندازه گیری در دسترس باشد. بنابراین مهم است که بتوان از تمام ابزارهای اندازه گیری استفاده کرد. کولیس، میکرومتر و نشانگر شماره گیری.