دیفرانسیل وسیله‌ای است که گشتاور انتقالی از موتور را دو قسمت می کند تا هر قسمت جداگانه چرخی را به گردش درآورد. دیفرانسیل سه وظیفه زیر را انجام می‌دهد:
- فرستادن قدرت موتور به چرخها
- عملکرد به عنوان آخرین مرحله کاهش دنده در خودرو
- فرستادن قدرت به چرخها در حالیکه چرخها با سرعتهای متفاوت میچرخند.(اسم دیفرانسیل برگرفته از این وظیفه آن است)
چرخهای اتومبیل با سرعتهای متفاوت میچرخند. به ویژه هنگام دور زدن اتومبیل. چرخ داخلی نسبت به چرخ خارجی مسافت کمتری را طی می‌کند. برای مثال یک فرفره را از پنها روی سطح صاف قرار دهید و ضربه بزنید . از آنجایی که سرعت برابر است با جابجایی تقسیم بر زمان جابجایی، چرخی که مسافت کمتری را طی می‌کند سرعتش هم کمتر است. توجه کنید که چرخهای جلو هم نسبت به چرخهای عقب مسیر متفاوتی را طی می‌کنند.
برای چرخهایی که پیشران نیستند و نیروی موتور به آنها منتقل نمی‌شود مشکلی پیش نمی‌آید. مانند چرخهای جلو در یک اتومبیل که چرخهای عقب پیشران هستند و یا چرخهای عقب در اتومبیلی که چرخهای جلو پیشران هستند. اما چرخهای پیشران به هم متصل‌اند بطوریکه یک موتور واحد و یک سیستم انتقال قدرت واحد آنها را به گردش درمی‌آورد. اگر ماشین شما دیفرانسیل نداشته باشد، چرخها به همدیگر قفل خواهند شد پس می‌بایست همیشه با سرعتهای برابر گردش کنند. با این شرایط پیچیدن اتومبیل با مشکل مواجه میشود و یکی از چرخها باید روی زمین بلغزد. با وجود چرخهای مدرن امروزی و خیابان‌های بتنی، نیروی زیادی برای لغزاندن یک چرخ لازم است و این نیرو باید از طریق محور چرخها از یک چرخ به چرخ دیگر منتقل شود که این کار کشش زیادی را بر محور چرخها وارد خواهد کرد.
دیفرانسیل چیست؟
دیفرانسیل وسیله‌ای است که گشتاور انتقالی از موتور را دو قسمت می‌کند تا هر قسمت جداگانه چرخی را به گردش درآورد. دو نوع سیستم انتقال نیرو وجود دارد:
۱-دیفرانسیل عقب
در اتومبیل های دیفرانسیل عقب سیستم انتقال نیرو معمولا پشت موتور ، زیر برآمدگی وسط کف اتومبیل در امتداد پدال گاز سوار می شود. برای اتصال محور محرک که عقب اتومبیل قرار دارد به سیستم انتقال قدرت از یک میل گردان (drive shaft) استفاده می شود تا قدرت را به محور انتقال دهد. شار قدرت در این سیستم ها ساده است؛ به صورتی که قدرت به صورت مستقیم از اتومبیل به مبدل گشتاور (torque converter) و سپس سیستم انتقال قدرت و میل گردان(drive shaft)منتقل می شود تا جایی که به محور محرک (final drive) برسد و در آن جا تقسیم شده و به دو چرخ فرستاده می شود.
۲-دیفرانسیل جلو
در یک اتومبیل دیفرانسیل جلو ، سیستم انتقال قدرت و محور جلو با هم ترکیب شده و قطعه ای به نام ترانس اکسل (transaxle) ساخته می شود. در اتومبیل های دیفرانسیل جلو موتور اصولا به صورت عرضی سوار می شود و اکسل در پایین، جلوی موتور قرار دارد. محور های جلو مستقیما به اکسل متصلند و نیروی رانشی چرخ ها را فراهم می کند. در چنین ساختاری شار قدرت از موتور به سمت مبدل گشتاور جاری می شود و سپس توسط سلسله شاره گر هایی پس از تغییر جهت °۱۸۰ به سمت سیستم انتقال نیرو که در کنار موتور است می رود. در این قسمت قدرت از طریق سیستم انتقال قدرت مستقیما به محور محرک فرستاده می شود و پس از تقسیم به چرخ ها منتقل می شود.
چینش های دیگری در اتومبیل های دیفرانسیل جلو که موتور آن ها به صورت طولی قرار می گیرد، وجود دارد. همچنین خودرو هایی موجود است که هر دو محور عقب و جلو در آن ها محور محرک است؛ اما دو سیستم فوق الذکر معمول ترین چینش های انتقال قدرت هستند. از جمله ی دیگر چینش ها می توان به مدلی اشاره کرد که موتور، سیستم انتقال و تبدیل نیرو و محور محرک همگی در قسمت عقب ماشین قرار دارند. این چینش یشتر در ماشین های پورشه(Porsche) معمول است.
دیفرانسیل روی تمام اتومبیل‌ها و کامیون‌های جدید یافت میشود . همچنین روی بسیاری از اتومبیل‌هایی که قدرت به چهار چرخ منتقل میشود. در اتومبیل‌هایی که نیرو بطور مداوم به چهار چرخ منتقل میشود، بین هر دو چرخ به یک دیفرانسیل نیاز است و همچنین باید یک دیفرانسیل بین چرخهای عقب و جلو وجود داشته باشد (دیفرانسیل مرکزی) . چرا که چرخهای جلو درحال پیچیدن اتومبیل مسیر متفاوتی را نسبت به چرخهای عقب طی می‌کنند.
در اتومبیل‌هایی که می‌توان نیرو را به یکی از محورها به دلخواه منتقل و یا قطع کرد به دیفرانسیل بین چرخهای عقب و جلو نیازی نیست. در عوض هنگام استفاده از هر دو محور برای انتقال قدرت چرخهای عقب و جلو به هم قفل میشوند. بنابراین چرخهای عقب و جلو باید با سرعتهای متوسط برابر طی مسیر کنند.
به طورکلی، خودروهای دارای چهار چرخ محرک، طبقه بندی خاصی دارند و هر یک با علامت اختصاری یا عبارت خاص خود شناخته می شوند . در زیر سه دسته ۴WD ها بررسی میشوند:
مدل چهار چرخ محرک موقت
(Part Time Four Wheel Drive – ۴WD)
در خودروهای مجهز به این سیستم، فقط چرخ های عقب متحرک هستند. چهار چرخ خودرو زمانی فعال می شود که راننده، این حالت را انتخاب نماید. چنین خودروهایی، دیفرانسیل مرکزی ندارند؛ ازاین رو هنگامی که حالت چهار چرخ فعال می شود، محورهای جلو و عقب به یکدیگر قفل می شوند و گردش آن ها با سرعت یکسان است. البته این موضوع در هنگام پیچیدن در سطوح با اصطکاک بالا، مشکلات زیادی را به همراه دارد. به همین دلیل همواره توصیه شده است که رانندگان فقط در هنگام رانندگی در مسیرهای خارج از جاده، از این تغییر حالت به حالت چهار چرخ محرک استفاده کنند. یادآوری می شود که فعال کردن دائمی سیستم چهار چرخ محرک، به خودرو آسیب می رساند. این سیستم در خودروهایی نظیر سوزوکی گرند ویتارا دیده میشود.
مدل چهار چرخ محرک دائم
(Full Time Four Wheel Drive – ۴WD)
این سیستم، نوع پیشرفته تر سیستم بالایی است؛ زیرا قدرت موتور همواره در حال انتقال به چهار چرخ خودرو است. خودروهای مجهز به این سیستم، از یک دیفرانسیل مرکزی برخوردار هستند که امکان چرخش چرخ های جلو و عقب را با سرعت های متفاوت فراهم می آورد. ازاین رو، استفاده از حالت چهار چرخ در جاده، آسیبی به خودرو وارد نمی کند. در این سیستم، به دلیل استفاده از دو چرخ مضاعف برای حرکت، کشش خودرو نیز بسیار افزایش یافته و کنترل آن بهتر است. این سیستم در خودروهایی نظیر رنج روور موجود است.
مدل تمام چرخ متحرک
(All Wheel Drive – AWD)
عملکرد این سیستم بسیار مشابه عملکرد سیستم چهار چرخ محرک دائم است؛ یعنی نیرو به طور دائم به چهار چرخ منتقل می شود. اما تفاوت عمده در این است که در این سیستم نیرویی که به هر چرخ منتقل می شود به طور الکترونیکی تحت کنترل است. بر خلاف سیستم قبلی که مخصوص حرکت خودرو به ویژه خودروهای شاسی بلند در مسیرهای ناهموار و خارج از جاده است، این سیستم مخصوص حرکت خودروها در جاده است. مکانیسم عمل این سیستم به گونه ای است که می تواند نیروی وارد بر هر چهار چرخ را تنظیم کند. این موضوع باعث می شود تا تسلط روی کنترل خودرو در جاده به ویژه در پیچ ها افزایش یابد. این سیستم معمولاً روی خودروهای اسپرت و سوپراسپرت وجود دارد که از این میان می توان به Audi-R8 اشاره کرد.
در اخر اگر، به اصطلاح بین دوستاران ماشین ” ماشین باز هستید ” و قصد انجام حرکات نمایشی دارید از ماشین دیفرانسیل عقب استفاده کنید . در غیر این صورت ماشین دیفرانسیل جلو شتاب و فرمان پذیری بهتری دارد.همچنین مصرف سوخت دیفرانسیل جولوها کمتر است( در حجم موتور های ثابت بین مدل های مختلف با وزن تقریبا یکسان)
گرداورنده : پرهام صیادی
منابع : مجله وان کار و car deal expert و car point.
