دانلود مقاله در مورد دیفرانسیل

بخشی از مقاله

ديفرانسيل

ديفرانسيل (خودرو)
ديفرانسيل قطعه‌اي است در زير خودرو بين دو چرخ جلو يا عقب که قدرت موتور را بين دو چرخ تقسيم مي‌کند.
ديفرانسيل

اگر اتومبيل هميشه بر روي خط راست حرکت مي کرد و احتياجي به پيچيدن نبود لزومي نداشت از ديفرانسيل استفاده کنيم و انتقال نيرو مي توانست به شکل هاي مختلف انجام گيرد .
در سر پيچ ها و جاده هاي ناهموار (يا وقتي که چرخ ها در گِل يا برف گير مي کند ) چرخ هاي سمت چپ و سمت راست اتومبيل مسافت هاي متفاوتي را طي مي کند . اگر اين چنين نبود يعني چرخ ها دوران مساوي داشتند يکي از چرخ ها ( چرخي که مسافت کمتري را طي مي کند ) در روي جاده سر مي خورد تا هماهنگي لازم در چرخ ها ايجاد شود که در اين حالت خطرات

و خسارت هاي زياد به اتومبيل وارد مي شد مانند سائيدگي لاستيک ها افزايش مي يابد و در سرعت هاي زياد خطر انحراف اتومبيل زياد است . براي رهايي از دست چنين مشکلاتي نياز به مکانيزم است که بتواند دوران چرخ ها متناسب با مسيري را که طي مي کند تنظيم کند اين مکانيزم ديفرانسيل خواهد بود .

قسمت هاي يک ديفرانسيل ساده :دنده پنيون ،دنده کرانويل ، هوزينگ ، دنده هاي هرز گرد ، دنده هاي پولوس
وظايف ديفرانسيل :
1- تقليل سرعت 2- تغيير جهت نيرو ( جزء در خودرو هاي که موتور شان به صورت عرضي قرار دارد ) 3- تقسيم نيرو بر چرخ ها 4- تنظيم دور در سر پيچ ها ( دور زدن در سر پيچ ها )
1- تقليل سرعت : براي ازدياد کشش اتومبيل ، ديفرانسيل بايستي گشتاور زيادي را به چرخ ها انتقال نمايد مثلاً دور موتور هاي بنزيني در حدود 6000 RPM و دور موتور هاي مسابقه در حدود 750RPM چنين دور قبل از انتقال به چرخ ها بايد به اندازه اي لازم تقليل يابد . تقليل موجود در ديفرانسيل به وسيله پينيون و کرانويل صورت مي گيرد ، چنانچه اگر تعداد دنده هاي پنيون و کرانويل را مساوي انتخاب کنيم هيچ تغيير کوپلي در اين قسمت نخواهيم داشت . ولي شرايط ايجاد مي کند توان منتقله به چرخ ها داراي سرعت کم و نيروي زياد باشد به نسبتي که بخواهيم سرعت در ديفرانسيل کم شود بايستي تعداد دندانه هاي کرانويل نسبت به پنيون را بزرگتر انتخاب نماييم برا ي مثال : ديفرانسيل فولکس واگن 1200 را در نظر مي گيريم که تعداد دندانه هاي چرخ دنده هاي پنيون و کرانويل به ترتيب 8 و 35 مي باشد .

2- تغيير جهت نيرو :
تغيير اساسي که ديفرانسيل در خط نيرو انجام مي دهد تغيير و تبديل نيرو است که به وسيله پنيون و کرانويل ( مکانيزم انتقال و تبديل نيرو صورت مي گيرد ) چون خط محرک و محور خروجي گيربکس در امتداد طول اتومبيل قرار گرفته اند و محور هاي محرک چرخ هاي عقب ( ميل پولوس ها ) در امتداد عرضي اتومبيل واقع شده اند لازم است از مکانيزم استفاده شود که نيرو را تحت زاويه 90 درجه بر چرخ هاي محرک اتومبيل منتقل نمايد که اين بوسيله درگيري پنيون و کرانويل صورت مي گيرد .

3- تقسيم نيرو بر چرخ ها :
زمانيکه اتومبيل در خط مستقيم و در جاده مسطح حرکت مي کند هر دو چرخ محرک دوران مساوي داشته و در اين شرايط نيروي از پنيون به کرانويل منتقل مي شود از طريق بدنه ديفرانسيل به دنده هاي هرز گرد و از آنجا به دنده هاي سر پولوس و در نتيجه به چرخ ها ميرسد ( در اين حالت براي سادگي مطلب مي توان فرض کرد که دنده هاي هرز گرد به دنده هاي سر پولوس جوش خورده اند بنابراين دور چرخ ها مساوي بوده و هر کدام دوراني به اندازه کرانويل خواهند داشت

4- تنظيم دور ( دور زدن در سر پيچ ها ) :
حرکت اتومبيل در سر پيچ ها باعث دوران دنده هاي هرز گرد نسبت به محور شان مي شود و در نتيجه سرعت دوراني پولوس ها مساوي نخواهند بود . مثلاً هنگام گردش چرخ داخلي پيچ تحت قوه ثقل و سنگيني اتومبيل و فشاري که در اثر اين عوامل به آن وارد مي شود مي خواهد کمتر حرکت کند ولي چرخ خارجي که آزادي بيشتري دارد شروع به حرکتي بيش از چرخ داخلي مي کند

موقعي که فشار به چرخ داخل وارد شد چون ارتباط هوزينگ به وسيله هرز گرد با دنده هاي پولوس مربوط شده اند دنده هرز گرد که سعي مي کند با نيروي وارده چرخ سمت داخل را بچرخاند موفق نشده و در نتيجه شروع به چرخش به دور خود مي کند بدون اين که نيرو را به چرخ داخل پيچ منتقل نمايد و به همين نسبت سرعت چرخ داخل پيچ کمتر از چرخ خارج پيچ مي شود اين عمل تا زماني ادامه دارد که عکس العمل قوه ثقل روي چرخ داخل پيچ فشار مي آورد و به مجرد اين که اتومبيل در مسير مستقيم قرار گرفت نيروي ثقل از چرخ داخل برداشته شد ، هرز گرد متوقف مي شود و دوباره پولوس تابع چرخش کرانويل خواهد شد.

انواع ديفرانسيل در خودرو ها:
1- ديفرانسيل ساده 2- ديفرانسيل چهار چرخ محرک 3- ديفرانسيل کمک دار 4- ديفرانسيل بدون لغزش
1- ديفرانسيل ساده :

اغلب خودرو ها مجهز به ديفرانسيل از نوع ساده هستند . در بعضي از خودرو ها ديفرانسيل در روي محور محرک جلو و در بيشتر موارد روي محور محرک عقب قرار دارد .

2- سيستم چهار چرخ محرک :
اغلب خودرو هاي سبک داراي دو چرخ محرک هستند ، ممکن است دو چرخ عقب محرک باشد و يا دو چرخ جلو محرک باشد . وقتي جاده پوشيده از برف ، يخ و گل است ، سطح جاده لغزنده مي شود در اين وضعيت چرخ هاي متحرک اصطکاک لازم ( چسبندگي ) با سطح جاده را ايجاد نکرده و يکي از دو چرخ متحرک و يا هر دو آنها لغزش مي کنند لغزش چرخ هاي متحرک روي چرخ هاي محرک و ديفرانسيل نيز تاثير گذارده و در محفظه هرزگرد ها نيز تغيير دور به وجود مي آيد .

هر گاه همه چرخهاي خودرو محرک باشند ، چرخ ها چسبندگي بهتري با سطح جاده به وجود آورده و عمل کنترل خودرو و شرايط رانندگي در جاده ساده تر خواهد بود . دليل اينکار توزيع بار خودرو روي چهار چرخ و استفاده از آن در نيروي کشش همه چرخ هاست.
خودرو هاي چهار چرخ محرک هم روي سواريها( لندروور، رنجرور ،لندکروز و غيره) وهم در روي خودرو هاي نظامي ( جيب و....) و در بعضي ماشين هاي باري( بنز 911 ، ايفا ،..) کاربرد دارد.

معمولاً از محرکه چهار چرخ در شرايط اضطراري و لغزنده بودن جاده استفاده مي شود و براي رانندگي طولاني نبايد از اين حالت استفاده نمود . در حال استفاده از محرک چهار چرخ بايد جعبه دنده در دنده سنگين باشد براي درگير نمودن چرخ هاي آزاد جلو يا سيستم انتقال قدرت ،اهرم تعويض دنده ديگري وجود دارد که در صورت لزوم ميل گاردان جلو را با جعبه دنده کم کم در گير مي نمايد .

3- ديفرانسيل کمک دار
ديفرانسيل کمک دار در سيستم انتقال قدرت خودرو هاي سنگين حمل و نقل و راهسازي و غيره کاربرد دارند . ديفرانسيل هاي کمک دار به صورت دوبل ،تريبل و خورشيدي وجود دارد .
در ديفرانسيل دوبل دو پنيون و دو کرانويل وجود داشته و تقليل دور در دو مرحله انجام مي شود . اين دو به طور ثابت و بدون تغيير است . در ديفرانسيل دوبل تقليل دور يکبار به صورت کم و بار ديگر به صورت زياد تر انتقال مي يابد . در نوع تريبل ( سه گانه ) ديفرانسيل مجهز به سيستم تعويض دنده است و در موقعي که نيروي کششي کافي نباشد ، راننده با فشردن دکمه اي ، بطور الکتريکي يا بوستري ، ماهکي را حرکت داده و حالت دوم و سوم در آن ايجاد مي شود .
ديفرانسيل هاي خورشيدي هم مانند دوبل عمل مي کنند ، با اين تفاوت که مرحله دوم آن به طور اختياري، وسيله راننده به وجود مي آيد .
در اين نوع ديفرانسيل يک مجموعه خورشيدي وجود دارد که دنده کرانويل به دنده رينگي پيچ شده و قفسه ؛محفظه دنده هرزگرد ها متصل مي شود . در صورت به کار انداختن سيستم خورشيدي ، دنده خورشيدي ثابت شده و در کرانويل از دنده رينگي به قفسه و از آن به پولوس ها منتقل مي شود .
وقتي ديفرانسيل در حال تقليل دور يا افزايش گشتاور است ، دنده خورشيدي ثابت ،دنده رينگي محرک و قفسه متحرک بوده و با نسبت ID=ZC/ZR=ZR+ZS/ZR گشتاور خروجي افزايش و دور خروجي کاهش مي يابد .

جهت نيرو در ديفرانسيل خورشيدي
با ثابت شدن دنده خورشيدي جهت نيرو به شرح زير است :
پينيون ← کرانويل ← رينگي ← قفسه ← محفظه هرزگرد ها ← محور هرزگرد ← دنده هرزگرد ها ← دنده سر پولوس ← پولوس
ID=ZK/ZP×ZC/ZP=ZK/ZP×ZS+ZR/ZR
دنده خورشيدي با نيروي پوستر حرکت به راست نموده و با نگهدارنده ثابت در گير شده و مي شود .
4- ديفرانسيل هاي بدون لغزش

يکي از معايب ديفرانسيل هاي معمولي آن است که وقتي يکي از چرخ ها در جاده اي لغزنده و کم اصطکاک قرار بگيرد ،اين چرخ با سرعت زياد چرخش نموده و همه نيروي ميل گاردان از طريق همين چرخ مصرف شده و چرخ ديگر هيچگونه نيروئي را انتقال نمي دهد .

خاصيت ديفرانسيل آن است که گشتاور يکساني را به هر دو محور محرک انتقال دهد . حال اگر يکي از چرخ ها در سطح لغزنده اي سريعاً بچرخد ، چرخ ديگر هيچ گونه نيروي را انتقال نخواهد داد .
در اين گونه موارد معمولاً خودرو ، بي حرکت مانده و براي انتقال قدرت ، بايد حرکت چرخي که سريع مي گرد به نحوي کندتر شود تا نيرو به چرخ ديگر نيز منتقل شود .
ايجاد اصطکاک زياد تر بين چرخ لغزان و زمين لغزنده عمل نسبتاً دشواري است ، و لذا در خودرو ها پر قدرت و پيشرفته از ديفرانسيل هاي بدون لغزش استفاده مي کنند .