Μερικοί άνθρωποι λένε, "Ένα διαφορικό απλώς αφήνει τον αριστερό και τον δεξιό τροχό να περιστρέφονται μόνοι τους-δεν υπάρχει τίποτα περίπλοκο σε αυτό." Αν και αυτό ακούγεται απλό, στην πραγματικότητα χάνει το κρίσιμο σημείο.
Το θεμελιώδες πρόβλημα που λύνει ένα διαφορικό δεν είναι απλώς να αφήνει τους τροχούς να "γυρίζουν όπως θέλουν". Αντίθετα, επιτρέπει στο όχημα να μεταδίδει ισχύ ενώ επιτρέπει στους αριστερούς και δεξιούς κινητήριους τροχούς να περιστρέφονται με διαφορετικές ταχύτητες κατά τη διάρκεια μιας στροφής. Η κατανόηση αυτής της διάκρισης είναι το πρώτο βήμα για να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί ένα διαφορικό.
01. Χωρίς διαφορικό, το στρίψιμο γίνεται μείζον πρόβλημα
Σκεφτείτε ένα πραγματικό-σενάριο ζωής: δύο άτομα να περπατούν δίπλα-δίπλα κάνοντας μια στροφή. Το άτομο που βρίσκεται έξω πρέπει να κάνει μεγαλύτερα, πιο γρήγορα βήματα, ενώ το άτομο από μέσα κάνει μικρότερα βήματα. Η ίδια αρχή ισχύει για ένα αυτοκίνητο που στρίβει σε γωνία-οι εξωτερικοί τροχοί κινούνται κατά μήκος ενός μεγαλύτερου τόξου και οι εσωτερικοί τροχοί ταξιδεύουν κατά μήκος ενός μικρότερου τόξου, επομένως απαιτούν διαφορετικές ταχύτητες περιστροφής.
Ανάλυση Διαφορικής Δομής και Αρχών _ Pacific Auto Network
Εδώ ακριβώς αντιμετώπισαν προβλήματα τα πρώιμα οχήματα με-συμπαγείς τροχούς μετάδοσης κίνησης. Με τον αριστερό και τον δεξιό τροχό κλειδωμένο μεταξύ τους από έναν άκαμπτο άξονα, αναγκάζονταν να περιστρέφονται με την ίδια ταχύτητα. Αυτό λειτούργησε καλά κατά την οδήγηση ευθεία, αλλά σε μια καμπύλη-όπου οι τροχοί χρειαζόταν πραγματικά να περιστρέφονται με διαφορετικές ταχύτητες-αναγκάζοντάς τους να παραμείνουν συγχρονισμένοι τους έκανε να παλεύουν ο ένας εναντίον του άλλου.
Μπορείτε να το οραματιστείτε αυτό ως δύο άτομα που τρέχουν μια καμπύλη με τα πόδια τους δεμένα μεταξύ τους: το άτομο από έξω θέλει να πάει πιο γρήγορα, ενώ το άτομο από μέσα θέλει να πάει πιο αργά, με αποτέλεσμα μια άβολη, ασυντόνιστη κίνηση και για τους δύο.
Ως εκ τούτου, η κύρια λειτουργία ενός διαφορικού είναι να ικανοποιήσει την απαραίτητη ανάγκη για τον αριστερό και τον δεξιό κινητήριο τροχό να περιστρέφεται με διαφορετικές ταχύτητες κατά τις στροφές. Η σταθερότητα χειρισμού είναι απλώς ένα από τα πρακτικά οφέλη που προκύπτουν από αυτό. Σε μελλοντικές συζητήσεις για αυτοκίνητα, αν κάποιος περιγράφει το διαφορικό απλώς ως "συστατικό απόδοσης", μπορείτε να ρωτήσετε: "Χωρίς αυτό, πώς θα χειρίζονταν ο αριστερός και ο δεξιός κινητήριος τροχός τις διαφορετικές αποστάσεις που πρέπει να διανύσουν όταν στρίβουν;"
02. Διαφορικά τύπου γραναζιών-: διακριτές καταστάσεις για στροφή και οδήγηση σε ευθεία-γραμμή
Τα διαφορικά τύπου γραναζιών-που βρίσκονται στα σύγχρονα αυτοκίνητα μπορεί να φαίνονται πιο περίπλοκα από ό,τι θα περίμενε κανείς, αλλά η βασική ιδέα παραμένει η ίδια: η ισχύς πρέπει να συνεχίσει να μεταδίδεται, ωστόσο οι τροχοί και στις δύο πλευρές πρέπει να μπορούν να προσαρμόζουν τις ταχύτητες περιστροφής τους με βάση τις διαφορετικές αποστάσεις που διανύουν.
Αποτελείται από εξαρτήματα όπως το περίβλημα του διαφορικού, τα πλανητικά γρανάζια (ή γρανάζια αράχνης), τους πλανητικούς άξονες γραναζιών και τα πλευρικά γρανάζια (ή γρανάζια άξονα). Όταν οδηγείτε σε ευθεία γραμμή, ο αριστερός και ο δεξιός τροχός διανύουν περίπου την ίδια απόσταση. Ο εσωτερικός μηχανισμός του διαφορικού λειτουργεί ως συγχρονισμένη μονάδα: τα πλανητικά γρανάζια περιστρέφονται μαζί με το περίβλημα αλλά δεν περιστρέφονται στους δικούς τους άξονες, διατηρώντας και τους δύο τροχούς να περιστρέφονται με την ίδια ταχύτητα.
Η κατάσταση αλλάζει κατά τη στροφή. Ο εξωτερικός τροχός πρέπει να περιστρέφεται πιο γρήγορα, ενώ ο εσωτερικός τροχός πρέπει να περιστρέφεται πιο αργά. Σε αυτό το σημείο, τα πλανητικά γρανάζια αρχίζουν να περιστρέφονται στους δικούς τους άξονες εκτός από την περιστροφή, «φιλοξενώντας» ουσιαστικά αυτή τη διαφορά ταχύτητας. Αυτή η ρύθμιση ταχύτητας πραγματοποιείται αυτόματα, χωρίς να απαιτείται εισαγωγή από τον οδηγό.
Θυμηθείτε αυτόν τον τύπο: Ταχύτητα αριστερού τροχού + Ταχύτητα δεξιού τροχού=2 × Διαφορική ταχύτητα περιβλήματος. Όταν στρίβετε, η ποσότητα με την οποία ανεβάζει ταχύτητα η μία πλευρά αντιστοιχεί ακριβώς με την ποσότητα που επιβραδύνει η άλλη πλευρά. το συνολικό άθροισμα παραμένει σταθερό.
03. Ανοιχτά διαφορικά: Εξαιρετικό για στρίψιμο, αλλά εμπόδιο όταν γλιστράτε
Σε αυτό το σημείο, πολλοί άνθρωποι θα μπορούσαν φυσικά να συμπεράνουν ότι εφόσον το διαφορικό επιτρέπει στον αριστερό και τον δεξιό τροχό να περιστρέφονται με διαφορετικές ταχύτητες, πρέπει να είναι αποτελεσματικό σε όλες τις συνθήκες οδήγησης.
Εκεί ακριβώς βρίσκεται το ζήτημα. Ενώ τα ανοιχτά διαφορικά λειτουργούν ομαλά κατά τις τυπικές στροφές, μπορούν να αποκαλύψουν σημαντικές αδυναμίες σε επιφάνειες χαμηλής πρόσφυσης-όπως βρεγμένους, παγωμένους ή λασπώδεις δρόμους.
Διάγραμμα πλήρους δομής πλαισίου αυτοκινήτου – Εγκυκλοπαίδεια Pacific Auto
Η θεμελιώδης αρχή ενός ανοιχτού διαφορικού είναι ότι η ισχύς ρέει προς την πλευρά που είναι πιο εύκολη στην οδήγηση. Με άλλα λόγια, η πλευρά με τη μικρότερη αντίσταση κερδίζει την υψηλότερη ταχύτητα περιστροφής.
Αυτό λειτουργεί καλά σε κανονικούς δρόμους, αλλά η κατάσταση αλλάζει εάν ένας τροχός χτυπήσει πάγο ή χάσει την επαφή με το έδαφος (κρέμεται στον αέρα). Ο τροχός ολίσθησης συναντά μικρή αντίσταση, οπότε όλη η ισχύς ρέει προς εκείνη την πλευρά. ο τροχός που περιστρέφεται στον αέρα αγωνίζεται γρήγορα, ενώ ο τροχός με πραγματική πρόσφυση δεν λαμβάνει δύναμη.
Είναι σαν να στέκεσαι με το ένα πόδι σε ξηρό έδαφος και με το άλλο σε πάγο: το πόδι στον πάγο φτερουγίζει, ωστόσο το σώμα σου δεν μπορεί να δημιουργήσει καμία αποτελεσματική μόχλευση ή ορμή προς τα εμπρός.
Επομένως, η ιδέα ότι "το να έχεις διαφορικό σημαίνει ότι δεν χρειάζεται να ανησυχείς για ολίσθηση" είναι εσφαλμένη. Τα ανοιχτά διαφορικά υπερέχουν στη διαχείριση διαφορών ταχύτητας κατά τις στροφές, αλλά δυσκολεύονται να διαχειριστούν την απώλεια ισχύος που συμβαίνει όταν ένας μόνο τροχός χάνει πρόσφυση. 04. Περιορισμένη-Διαφορική ολίσθησης (LSD): Αντιμετώπιση περιστροφής τροχού
Το περιορισμένο-διαφορικό ολίσθησης-κοινώς γνωστό ως LSD-ορίζεται από τις ίδιες τις λέξεις "περιορισμένη ολίσθηση".
Δεν εξαλείφει τη διαφορά στην ταχύτητα περιστροφής μεταξύ του αριστερού και του δεξιού τροχού. Αντίθετα, όταν ένας τροχός είναι επιρρεπής να περιστρέφεται ελεύθερα, περιορίζει αυτή τη μη παραγωγική ολίσθηση, εξασφαλίζοντας έτσι καλύτερη πρόσφυση του οχήματος.
Πάρτε για παράδειγμα το κοινό συμπλέκτη-πακέτο LSD τύπου LSD: ενσωματώνει ένα σετ πλάκες τριβής μεταξύ των πλευρικών γραναζιών και του περιβλήματος του διαφορικού. Κατά τις κανονικές στροφές, λειτουργεί ακριβώς όπως ένα ανοιχτό διαφορικό, επιτρέποντας τη διαφορά ταχύτητας μεταξύ των τροχών. Ωστόσο, όταν ένας τροχός αρχίζει να γλιστράει, ο μηχανισμός του συμπλέκτη στο πλάι με την πρόσφυση εμπλέκεται (συμπιέζεται), επιτρέποντας τη μεταφορά της ισχύος εκεί αντί να σπαταληθεί εξ ολοκλήρου στον περιστρεφόμενο τροχό.
Απλώς να θυμάστε αυτό: ένα τυπικό διαφορικό χειρίζεται τις στροφές, ενώ ένα διαφορικό περιορισμένης-ολίσθησης μετριάζει το σπινάρισμα του τροχού.
Την επόμενη φορά που θα κοιτάξετε το φύλλο προδιαγραφών ενός οχήματος, μην μπερδεύετε ένα τυπικό "διαφορικό" με ένα "περιορισμένο-διαφορικό ολίσθησης"-σκεφτείτε ότι το πρώτο επιτρέπει στο αριστερό και το δεξί σας πόδια να βαδίζουν σε ρυθμό με μια καμπύλη, ενώ το δεύτερο λειτουργεί σαν σταθεροποιητής που σας εμποδίζει να σπαταλάτε όλη σας την ενέργεια όταν το έδαφος είναι αδύναμο.
Δύο επιλογές: Μια σύντομη ανάλυση του συστήματος Buick Envision AWD
05. Τι γίνεται με ένα κλείδωμα διαφορικού; Κάνει το ακριβώς αντίθετο
Υπάρχει μια άλλη έννοια που προκαλεί συχνά σύγχυση: το κλείδωμα του διαφορικού.
Η λειτουργία ενός κλειδώματος διαφορικού είναι ακριβώς το αντίθετο από ένα τυπικό διαφορικό: κλειδώνει τον μηχανισμό του διαφορικού, αποτρέποντας οποιαδήποτε διαφορά στην ταχύτητα περιστροφής μεταξύ των τροχών.
Πότε χρησιμοποιείται; Για ανάκτηση εκτός δρόμου. Εάν ένας τροχός είναι εντελώς εκτός εδάφους ή περιστρέφεται αβοήθητος, το κλείδωμα του διαφορικού αναγκάζει και τους δύο τροχούς να περιστρέφονται με την ίδια ταχύτητα, κατευθύνοντας την ισχύ στην πλευρά που έχει πρόσφυση.
Για να συνοψίσουμε απλά: ένα τυπικό διαφορικό επιτρέπει διαφορές ταχύτητας (για τις στροφές), ένα περιορισμένο-διαφορικό ολίσθησης περιορίζει τις υπερβολικές διαφορές ταχύτητας (για τον χειρισμό του σπιναρίσματος του τροχού) και ένα κλείδωμα διαφορικού εξαλείφει εντελώς τις διαφορές ταχύτητας (για να ξεκολλήσει).
Εάν χρησιμοποιείτε μόνο το όχημά σας για καθημερινές μετακινήσεις σε ασφαλτοστρωμένους δρόμους, η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας ενός διαφορικού είναι πολύτιμη κυρίως, ώστε να μην ανησυχείτε από την ιδέα ότι "οι διαφορές ταχύτητας υποδηλώνουν δυσλειτουργία"-στην πραγματικότητα, είναι απολύτως φυσιολογικό ο αριστερός και ο δεξιός τροχός να περιστρέφονται με διαφορετικές ταχύτητες όταν στρίβετε. Εάν αντιμετωπίζετε συχνά ολισθηρούς ή λασπώδεις δρόμους, αξίζει να διευκρινίσετε τη διαφορά μεταξύ ενός ανοιχτού διαφορικού και ενός συστήματος περιορισμένης-ολίσθησης. Την επόμενη φορά που θα επισκεφτείτε μια αντιπροσωπεία, δώστε μεγάλη προσοχή στο εάν ο πωλητής λέει ότι το όχημα έχει "διαφορικό" ή "περιορισμένο{4}}διαφορικό ολίσθησης"-το πρώτο σας λέει πολύ λίγα, ενώ το δεύτερο μιλά για την πραγματική απόδοση του οχήματος σε ολισθηρές επιφάνειες.
