قفل دیفرانسیل چیست و چگونه کار می کند، در ادامه بیشتر با آن آشنا می شویم. دیفرانسیل قطعه ای از خودرو می باشد که در زیر خودرو قرار دارد وبین دو چرخ جلو یا عقب،قدرت موتور را تقسیم کرده و باعث حرکت خودرو می گردد و حالا قصد داریم در این مطلب در مورد یکی از قطعات دیفرانسیل که یک آپشن برای خودرو به حساب می آید صحبت کنیم. برای آشنایی بیشتر و انواع آن با motoroil همراه باشید.
آشنایی با قفل دیفرانسیل
اگر سری به مکانیکی ها زده باشید، خیلی از مواقع می بینید که با جک زدن و بلند کردن یک تایر از محور محرک خودرو، در حالی که چرخ دیگر بر روی زمین قرار دارد، با روشن کردن و دنده گذاشتن، فقط چرخ بلند شده شروع به چرخش می کند و چرخی که بر روی زمین قرار گرفته است، هیچ حرکتی ندارد.
این در حالی است که برای بار اول، همیشه حدس خواهیم زد که خودرو به جلو حرکت می کند و از روی جک بالابر خواهد افتاد. مثال دیگری بزنیم، وقتی چرخی از محور محرک خودرو در جوی و یا چاله ای بیفتد که ارتباطش با زمین قطع شود، با وجود گذاشتن در دنده و اقدام به جلو رفتن کردن، فقط چرخی که در جوی قرار دارد شروع به چرخش می کند و چرخ قرار گرفته بر روی زمین گویی به نظر می رسد که نیرویی به آن وارد نمی شود و این چنین است که نیاز به کمک دیگران لازم می شود.
باز هم مثال دیگری می زنیم. وقتی بر روی گل یا برف حرکت می کنیم، با کم شدن تماس یک چرخ با زمین، همان چرخ شروع به هرزگردی با سرعت بالاتر می کند و سیستم به جلو رفتن را مختل می کند. چرا که نیروی بیشتری از چرخی که با زمین اتباط دارد و در واقع چرخ مفید در این حرکت است، دریافت می کند و این چنین می شود که در مسیر های برفی یا گلی، زمین گیر می شویم.
عدم انتقال نیرو به چرخ دیگر
در این حالت مهندسان خودرو سیستمی برای خارج کردن همان اصل دیفرانسیل که در بالا گفتیم ابداع کرده اند. در واقع در این سسیتم، حرکت دو چرخ محور محرک، به نوعی به هم وابسته می شوند تا از هرزگردی یک چرخ و عدم انتقال نیرو به چرخ دیگر جلو گیری شود.
به این سیستم که در اصل محور پلوس های دوطرف محرک را در دیفرانسیل به هم قفل می کند، قفل دیفرانسیل می گویند. این سیستم از دنیای تراکتور ها به خودرو راه یافته است.
قفل کن و جفت کن در ماشین های سنگین
چرا که تراکتور ها به خاطر تردد در مسیر های خاص زمین سست، زیاد دچار هرزگردی می شدند که همین سیستم برای آن ها ابداع شد. در خودرو های سنگین نیز همین تکنولوژی با نام قفل کن وجود دارد و حتی در نمونه های سه محور که آرایش 6×4 دارند، در کنار قفل کن که به قفل عرضی نیز معروف است و محور ها را به طور جداگانه قفل می کند، سامانه ای برای قفل کردن هر د محور محرک عقب به نام جفت کن نیز وجود دارد که در شرایط بحرانی از آن استفاده می شود و به قفل کن طولی نیز شناخته می شود.
قفل شدن دیفرانسیل به طور کلی یا با استفاده از نیروی برق است ( قفل کن برقی )، یا با استفاده از نیروی باد است ( قفل کن پنوماتیکی )، یا با استفاده از نیروی سیم است ( قفل کن OX ) و یا به شکل خودکار و اتومات است.
انواع قفل دیفرانسیل
همان طور که در بالا گفتیم، دو نوع قفل دیفرانسیل وجود دارد که به شکل دستی و انتخابی و یا اتوماتیک است که برای حالت انتخابی می تواند یکی از موارد ذکر شده در قبل باشد. سری به طرز کار دیفرانسیل بزنیم:
شماره (1) در خودرو ها به نام نعلبکی دیفرانسیل شناخته می شود. نیروی گاردان با اتصال به این قسمت که توسط چهارشاخ گاردان انجام می شود، نیروی موتور را به دیفرانسیل می رساند.
شماره (2) که به نام پینیون است، محوری است که نیرو را از نعلبکی دریافت کرده و وارد کاسه دیفرانسیل می کند. این محور چرخشی برابر با گاردان دارد و می توان آن را ادامه آن دانست.
قطعه شماره (3) که چرخ دنده ای در راستای محور چرخ هاست، به نام چرخ دنده پلوس نامیده می شود که عمل هرزگردی ندارد و چرخشی برابر با محور پلوس چرخ ها دارد.
کرانویل
قطعه شماره (4) با نام کرانویل، در واقع دریافت کننده نیروی چرخشی از پینیون است. این قطعه به شکل مستقیم با پینیون در ارتباط است و با آن می چرخد.
دو قطعه (5) و (6) دو محور پلوس چرخ ها هستند که از انتها با شیار های خطی به نام هزار خار، وارد دیفرانسیل می شوند و در چرخ دنده های پلوس قرار گرفته و قفل می شوند.
دو چرخ دنده ای که با شماره (7) نشان داده شده اند، همان هرز گرد های دیفرانسیل هستند که به همراه دو چرخ دنده پلوس به نام دنده دشلی نیز نامیده می شوند.
به قابی که دور چرخ دنده های دشلی قرار دارد، هوزینگ دیفرانسیل و به قسمتی که بر روی دیفرانسیل قرار می گیرد و این قطعات را به طور کامل می پوشاند، درپوش دیفرانسیل می گویند.
ضمن اینکه به پوشش کل این قطعات که درون دیفرانسیل قرار گرفته اند، از قسمت جلو ( قسمتی که گاردان نیست ) کله گاوی گفته می شود. ( قابل ذکر اینکه برخی دیفرانسیل ها درپوش ندارند و از قسمت گاردان باز می شوند اما به قسمت جلو تمام دیفرانسیل ها که از بیرون خودرو دیده می شود کله گاوی گفته می شود )
پیشنهاد سردبیر:تغییر در زاویه دیفرانسیل و گاردان صحیح است؟!
چرخش هوزینگ
وقتی که خودرو در مسیر مستقیم حرکت می کند و چرخشی در فرمان نیست، با چرخش نعلبکی و پینیون، کرانویل نیز می چرخد و با چرخش کرانویل، هوزینگ نیز می چرخد.
با چرخش هوزینگ دنده های پلوس نیز می چرخد و نیرو به محور های پلوس که به کاسه چرخ ها متصل هستند، منتقل می شود و خودرو به حرکت در می آید.
دنده های هرز گرد فقط زمانی که فرمان می چرخد و تفاوت در دور چرخ ها دیده می شود، به چرخش در می آیند تا در سرعت و میزان چرخش چرخ ها تفاوت ایجاد کنند.
اما یک زمان دیگر نیز این چرخ دنده ها می چرخند و آن زمانی است که در بالا به چندین مورد آن اشاره شد و در واقع یک چرخ شروع به هرز گردی می کند.
این چرخ دنده ها نیرو را از چرخی که اصطکاک و تماسش با زمین زیاد است، به چرخی که تماس کمتری با زمین دارد منتقل کرده و ایجاد مشکل می کند.
اما این چرخ دنده ها هرچند که در این حالت، کارکردی نامناسب دارند اما به خاطر خاصیت دیگرشان که گفته شد، باید در سیستم باشند. پس در واقع با قفل دیفرانسیل ها، این خاصیت نامطلوب آن ها حذف می شود و چرخش دو محور پلوس ها، به نوعی با هم مرتبط می شوند.
کوپل شدن دو محور پلوس
حالا این ارتباط و کم کردن اثر چرخ دنده های هرز گرد، به چند شکل که گفته شد انجام می شود. در نمونه های قفل دیفرانسیل دار، معمولا یک صفحه کلاچ با درگیر شدن خود، باعث قفل شدن و کوپل دو محور پلوس می شود.
حالا این صفحه کلاچ می تواند با نیروی باد باعث درگیر شدن این صفحه کلاچ شود و یا از طریق نیروی برق باشد و یا با استفاده از سیم. اما در همه این حالات قفل شدن بسته به نیاز راننده است و توسط کلیدی که در داشبورد قرار می گیرد، انجام می شود.
دیفرانسیل های LSD
در نمونه های اتوماتیک که به دیفرانسیل LSD یا لغزش محدود معروف است، در هنگام حرکت در مسیر مستقیم، دو محور با هم کوپل و درگیر می شوند و در واقع دو محور قفل هستند و این سیستم فقط در هنگام چرخش ها تا حدودی از بین می رود.
یکی از مهم ترین ایرادات این سیستم، استهلاک بالای آن است و چندان مناسب برای خودروهای آفرود نیست اما بودنش بهتر از نبودنش است. در این دیفرانسیل، دو دنده دشلی بیشتر از نمونه های ساده وجود دارد.
نوع دیگر از قفل دیفرانسیل ها با نام True Track Diff Lock همان مدل های اتوماتیک قبلی است که طرح پیشرفته تر و جدید تری دارد که باعث کاهش استهلاک و عمر بسیار بالای آن می شود و البته گران تر نیز هست.
در مدل دیگری که Non Spin Locker Diff Lock نامیده می شود، قفل به شکل 100 درصد است و دو محور به شکل کامل قفل می شوند ( وقتی گفته می شود که قفل با اختلاف 50 درصد، یعنی زمانی که یک چرخ به طور کامل می چرخد، چرخ دیگر در این حالت 50 درصد سرعت بیشتر و یا کمتری نسبت به آن چرخ دارد.
Gearless Diff Lock
وقتی که قفل 100 درصد باشد یعنی سرعت دوران هر دو چرخ یکی است و گویی دیفرانسیلی در کار نباشد. پیشرفته ترین نوع قفل دیفرانسیل ها به نام Gearless Diff Lock است که دو کلاچ در آن وجود دارد.
این دو کلاچ که در دو محور پلوس ها قرار دارد، در هنگام نیاز به طور اتوماتیک وارد عمل می شوند، می توانند حتی به طور کامل نیرو را از یک چرخ گرفته و به دیگری منتقل کنند. عملکرد این صفحات کلاچ درست شبیه به کلاچ جعبه دنده خودرو است با این تفاوت که به شکل خودکار عمل می کند.
