من توضیح خواهم داد که چگونه دیفرانسیل در عمل کار می کند. چرا یک چرخ می لغزد و ماشین حرکت نمی کند؟

دیفرانسیل یکی از وسایلی است که تقریباً از زمان شروع موتورسازی در همه خودروهای سواری استفاده می شود و تنها ممکن است برخی خودروهای برقی آن را نداشته باشند. اگرچه ما او را بیش از 100 سال است که می شناسیم، اما هنوز 15-20 درصد بیشتر نیست. مردم عملکرد آن را در عمل درک می کنند. و من فقط در مورد افرادی صحبت می کنم که علاقه مند به صنعت خودرو هستند.  

در این متن روی طراحی دیفرانسیل تمرکز نمی کنم، زیرا برای درک کار عملی مهم نیست. ساده ترین و رایج ترین مکانیسم با چرخ دنده های مخروطی (تاج و ماهواره) به گونه ای عمل می کند که همیشه گشتاور را توزیع می کند، در هر وضعیت ترافیکی به طور مساوی در هر دو طرف. این بدان معناست که اگر یک درایو تک محوری داشته باشیم، پس 50 درصد لحظه به چرخ چپ و همین مقدار به سمت راست می رود. اگر همیشه متفاوت فکر کرده اید و چیزی جمع نمی شود، فعلا آن را به عنوان حقیقت بپذیرید. 

دیفرانسیل چگونه کار می کند؟

در یک پیچ، یکی از چرخ ها (داخلی) فاصله کمتری دارد و دیگری (خارجی) فاصله بیشتری دارد، یعنی چرخ داخلی کندتر و چرخ بیرونی سریعتر می چرخد. برای جبران این تفاوت، خودروساز از دیفرانسیل استفاده می کند. در مورد نام، سرعت چرخش چرخ ها را متمایز می کند، و نه - همانطور که اکثریت قریب به اتفاق فکر می کنند - گشتاور.

حال وضعیتی را تصور کنید که ماشین با سرعت X مستقیم حرکت می کند و چرخ های محرک با سرعت 10 دور در دقیقه می چرخند. وقتی ماشین وارد یک پیچ می شود، اما سرعت (X) تغییر نمی کند، دیفرانسیل طوری عمل می کند که یک چرخ مثلاً با سرعت 12 دور در دقیقه می چرخد ​​و سپس چرخ دیگر با سرعت 8 دور در دقیقه می چرخد. مقدار متوسط ​​همیشه 10 است. این جبرانی است که قبلاً ذکر شد. اگر یکی از چرخ ها بلند شد یا روی سطح بسیار لغزنده قرار گرفت، اما کنتور همچنان همان سرعت را نشان می دهد و فقط این چرخ می چرخد، چه باید کرد؟ دومی ثابت می‌ماند، بنابراین چرخش بلند شده 20 دور در دقیقه انجام می‌دهد.

تمام لحظه ها صرف لغزش چرخ نمی شود

پس چه اتفاقی می‌افتد وقتی یک چرخ با سرعت بالا می‌چرخد و ماشین ثابت می‌ماند؟ طبق اصل توزیع گشتاور 50/50 همه چیز درست است. گشتاور بسیار کمی، مثلاً 50 نیوتن متر، به چرخی روی سطحی لغزنده منتقل می شود. برای شروع به 200 نیوتن متر نیاز دارید. متأسفانه چرخ روی زمین چسبنده نیز 50 نیوتن متر دریافت می کند، بنابراین هر دو چرخ 100 نیوتن متر را به زمین منتقل می کنند. این برای شروع حرکت ماشین کافی نیست.

با نگاه از بیرون به این وضعیت، به نظر می رسد تمام گشتاور به چرخ چرخان می رود، اما اینطور نیست. فقط این چرخ در حال چرخش است - از این رو این توهم است. در عمل، دومی نیز سعی می کند حرکت کند، اما این قابل مشاهده نیست. 

به طور خلاصه، می توان گفت که خودرو در چنین وضعیتی نمی تواند حرکت کند، نه به این دلیل - به نقل از کلاسیک اینترنتی - "همه لحظه روی چرخ چرخان"، بلکه به این دلیل که تمام لحظه ای که این چرخ غیر لغزنده دریافت می کند ارزش دارد. چرخ های چرخان یا دیگری - گشتاور بسیار کمی در هر دو چرخ وجود دارد، زیرا آنها همان مقدار گشتاور را دریافت می کنند.

همین اتفاق در خودروهای چهارچرخ متحرک رخ می دهد، جایی که بین محورها نیز تفاوت وجود دارد. در عمل برای توقف چنین وسیله نقلیه ای کافی است یک چرخ را بلند کنید. تا اینجای کار، هیچ چیز مانع هیچ یک از دیفرانسیل ها نشده است.

اطلاعات بیشتر برای سردرگمی شما 

اما جدی تا زمانی که موارد بالا را متوجه نشدید بهتر است ادامه مطلب را مطالعه نکنید. وقتی کسی این را می گوید درست است تمام نیرو به چرخ چرخان روی زمین لغزنده می رود (نه همیشه). چرا؟ زیرا به زبان ساده، قدرت حاصل ضرب گشتاور در چرخش چرخ است. اگر یک چرخ نمی چرخد، به عنوان مثال. یکی از مقادیر صفر است، سپس، مانند ضرب، نتیجه باید صفر باشد. بنابراین، چرخی که در حال چرخش نیست در واقع انرژی دریافت نمی کند و انرژی فقط به چرخ چرخان می رود. که این واقعیت را تغییر نمی‌دهد که هر دو چرخ همچنان گشتاور کمی برای راه‌اندازی خودرو دارند.