דִיפֵרֶנציִאָלִי. מה זה ולמה משתמשים בו?

מנוע עם תיבת הילוכים לא מספיק כדי לנהוג במכונית. הדיפרנציאל נחוץ גם לתנועת הגלגלים.

במילים פשוטות, הדיפרנציאל מבטיח שהגלגלים על הציר המונע לא מסתובבים באותה מהירות. במונחים מדעיים יותר, המשימה של הדיפרנציאל היא לפצות על ההבדל בתדירות הסיבוב של צירי הקרדן של גלגלי ציר ההינע כאשר הם נעים לאורך מסילות באורכים שונים.

דיפרנציאל נקרא לרוב דיפרנציאל, מהמילה דיפרנציאל. מעניין לציין שלא מדובר בהמצאה של תחילת עידן הרכב. הדיפרנציאל הומצא על ידי הסינים לפני מאות שנים.

עבור פינות

הרעיון של דיפרנציאל הוא לאפשר למכונית לבצע סיבובים. ובכן, על ציר ההנעה, כאשר המכונית בסיבוב, הגלגל החיצוני צריך לעבור מרחק גדול יותר מהגלגל הפנימי. זה גורם לגלגל החיצוני להסתובב מהר יותר מהגלגל הפנימי. יש צורך בדיפרנציאל כדי למנוע משני הגלגלים להסתובב באותה מהירות. אם הוא לא היה שם, אחד מגלגלי ציר ההינע היה מחליק על פני הכביש.

ראה גם מפרקי הנעה לרכב - איך לנהוג מבלי לפגוע בהם 

הדיפרנציאל לא רק מונע זאת, אלא גם מונע מתחים לא רצויים בתיבת ההילוכים, אשר בתורם עלולים להוביל לתקלות, צריכת דלק מוגברת ובלאי מוגבר של הצמיגים.

עיצוב מנגנון

הדיפרנציאל מורכב ממספר גלגלי שיניים משופעים סגורים בבית מסתובב. הוא מחובר לגלגל הכתר. העברת המומנט מתיבת ההילוכים (ומהמנוע) לגלגלי ההינע מתרחשת כאשר ציר התקיפה כביכול מניע את גלגל השיניים הנ"ל דרך הילוך היפואידי מיוחד (יש לו סרנים מפותלים וקווי שיניים קשתיים, המאפשרים להעביר עומסים גדולים).

בכלי רכב עם הנעה קדמית, לגלגל השיניים יש שיניים ישרות או סלילניות הממוקמות לאורך ההיקף החיצוני של הציר. פתרון מסוג זה פשוט וזול יותר לייצור ולתפעול (הדיפרנציאל משולב עם תיבת ההילוכים), מה שמסביר מדוע השוק נשלט על ידי רכבי הנעה קדמית.

ראה גם Power Always on Four Wheels שהיא סקירה כללית של מערכות הנעה 4×4. 

ברכבים בעלי הנעה אחורית, הדיפרנציאל מוסתר במארז מתכת מיוחד. זה נראה בבירור מתחת לשלדה - בין גלגלי ההינע יש אלמנט אופייני שנקרא סרן אחורי.

באמצע יש צלב, עליו מותקנים גלגלי שיניים, הנקראים לוויינים, שכן הם מסתובבים סביב אלמנט זה בכיוון הנסיעה, וגורמים לסיבוב גלגלי השיניים, שבתורם מעבירים הנעה לגלגלי המכונית. אם גלגלי הרכב מסתובבים במהירויות שונות (למשל, הרכב עושה סיבוב), הלוויינים ממשיכים להסתובב על זרועות העכביש.

אין החלקה

עם זאת, לפעמים קשה ליישם את ההפרש. זה מתרחש כאשר אחד מגלגלי הרכב נמצא על משטח חלק כמו קרח. לאחר מכן, הדיפרנציאל מעביר כמעט את כל המומנט לגלגל הזה. הסיבה לכך היא שהגלגל עם האחיזה הטובה ביותר חייב להשתמש יותר במומנט כדי להתגבר על החיכוך הפנימי בדיפרנציאל.

בעיה זו נפתרה במכוניות ספורט, במיוחד בכלי רכב עם הנעה לכל הגלגלים. רכבים אלו משתמשים בדרך כלל בדיפרנציאלים בעלי התנגדות גבוהה המסוגלים להעביר את רוב המומנט לגלגל עם האחיזה הטובה ביותר.

עיצוב הדיפרנציאל משתמש במצמדים בין גלגלי השיניים הצידיים לבין הבית. כאשר אחד הגלגלים מאבד אחיזה, אחד המצמדים מתחיל לסתור את התופעה הזו בכוח החיכוך שלו.

ראו גם טורבו ברכב - יותר כוח, אבל גם טרחה. להנחות 

עם זאת, זהו אינו פתרון ההילוכים היחיד המשמש ברכבי 4×4. לרוב כלי הרכב הללו עדיין יש דיפרנציאל מרכזי (המכונה לעתים קרובות דיפרנציאל מרכזי) אשר מפצה על ההבדל במהירות הסיבוב בין הסרנים המונעים. פתרון זה מבטל היווצרות של לחצים מיותרים בתמסורת, המשפיעים לרעה על עמידות מערכת ההילוכים.

בנוסף, הדיפרנציאל המרכזי מחלק גם מומנט בין הסרנים הקדמיים והאחוריים. כדי לשפר את האחיזה, לכל רכב שטח שמכבד את עצמו יש גם תיבת הילוכים, כלומר. מנגנון שמגביר את המומנט המועבר לגלגלים על חשבון המהירות.

לבסוף, עבור רכבי השטח הנלהבים ביותר, מתוכננות מכוניות המצוידות בדיפרנציאל מרכזי ונעילות דיפרנציאל.

לדברי המומחה

יז'י סטשצ'יק, מכונאי מסלופסק

הדיפרנציאל הוא מרכיב קבוע במכונית, אך רק אם נעשה בו שימוש נכון. לדוגמה, לא נותנים לו התחלות פתאומיות עם צמיגים צווחים. כמובן שככל שהמכונית ישנה יותר כך מערכת ההנעה שלה, כולל הדיפרנציאל, שחוקה יותר. ניתן לבדוק זאת אפילו בבית. אתה רק צריך להרים את החלק של המכונית שבו נמצאים גלגלי ההינע. לאחר העברת הילוך כלשהו, ​​סובב את גלגל ההגה לשני הכיוונים עד שתרגיש התנגדות. ככל שנרגיש את ההתנגדות מאוחר יותר, כך מידת הבלאי הדיפרנציאלי תגדל. במקרה של כלי רכב עם הנעה קדמית, משחק כזה עשוי להעיד גם על בלאי בתיבת ההילוכים.

וויצ'ך פרוליכובסקי