אסביר כיצד פועל הדיפרנציאל בפועל. למה גלגל אחד מחליק, אבל המכונית לא זזה?
הדיפרנציאל הוא אחד המכשירים המשמשים כמעט מאז תחילת המינוע בכל מכוניות הנוסעים, ורק חלק מכלי רכב חשמליים עשויים שלא להיות בו. למרות שאנחנו מכירים אותו יותר מ-100 שנה, עדיין לא יותר מ-15-20 אחוז. אנשים מבינים את פעולתו בפועל. ואני מדבר רק על אנשים שמתעניינים בתעשיית הרכב.
בטקסט זה לא אתמקד בעיצוב הדיפרנציאל, כי זה לא משנה להבנת העבודה המעשית. המנגנון הפשוט והנפוץ ביותר עם גלגלי שיניים משופעים (כתרים ולוויינים) עובד בצורה כזו תמיד מחלק מומנט, בכל מצב תנועה שווה בשווה משני הצדדים. זה אומר שאם יש לנו כונן חד-צירי, אז 50 אחוז מהרגע עוברים לגלגל השמאלי ואותה כמות לימין. אם תמיד חשבת אחרת ומשהו לא מסתדר, פשוט קבל את זה כאמת לעת עתה.
איך עובד הדיפרנציאל?
בסיבוב, לאחד הגלגלים (הפנימי) יש מרחק קצר יותר ולשני (החיצוני) מרחק ארוך יותר, כלומר הגלגל הפנימי מסתובב לאט יותר והגלגל החיצוני מסתובב מהר יותר. כדי לפצות על ההבדל הזה, יצרן הרכב משתמש בדיפרנציאל. לגבי השם, הוא מבדיל את מהירות הסיבוב של הגלגלים, ולא - כפי שחושבים הרוב המכריע - מומנט.
כעת דמיינו מצב שבו המכונית נוסעת ישר במהירות X וגלגלי ההינע מסתובבים ב-10 סל"ד. כאשר המכונית נכנסת לפינה, אך המהירות (X) אינה משתנה, הדיפרנציאל פועל כך שגלגל אחד מסתובב, למשל, ב-12 סל"ד, ואז השני מסתובב ב-8 סל"ד. הערך הממוצע הוא תמיד 10. זהו הפיצוי שהוזכר זה עתה. מה עלי לעשות אם אחד הגלגלים מורם או מונח על משטח חלקלק מאוד, אך המונה עדיין מראה את אותה מהירות ורק הגלגל הזה מסתובב? השני עומד במקום, אז המוגבה יעשה 20 סל"ד.
לא כל הרגע מושקע בהחלקת גלגלים
אז מה קורה כאשר גלגל אחד מסתובב במהירות גבוהה והמכונית עומדת במקום? לפי העיקרון של חלוקת מומנט 50/50, הכל נכון. מעט מאוד מומנט, נניח 50 ננומטר, מועבר לגלגל על משטח חלקלק. כדי להתחיל אתה צריך, למשל, 200 ננומטר. למרבה הצער, הגלגל על קרקע דביקה מקבל גם 50 ננומטר, כך ששני הגלגלים משדרים 100 ננומטר לקרקע. זה לא מספיק כדי שהמכונית תתחיל לנוע.
כשמסתכלים על המצב הזה מבחוץ, זה מרגיש כאילו כל המומנט הולך לגלגל המסתובב, אבל זה לא. רק הגלגל הזה מסתובב - ומכאן האשליה. בפועל, גם האחרון מנסה לזוז, אך הדבר אינו נראה לעין.
לסיכום, אפשר לומר שהמכונית במצב כזה לא יכולה לזוז, לא כי - אם לצטט את הקלאסיקה האינטרנטית - "כל הרגע על הגלגל המסתובב", אלא כי לכל הרגע שהגלגל המונע החלקה הזה מקבל יש ערך. גלגלים מסתובבים. או אחר - פשוט יש מומנט מועט מדי בשני הגלגלים, כי הם מקבלים את אותה כמות מומנט.
אותו דבר קורה במכונית עם הנעה לכל הגלגלים, שם יש גם דיפרנציאל בין הסרנים. בפועל, מספיק להרים גלגל אחד כדי לעצור רכב כזה. עד כה, שום דבר לא חוסם אף אחד מההפרשים.
מידע נוסף שיבלבל אותך
אבל ברצינות, עד שתבינו את האמור לעיל, עדיף לא לקרוא עוד. זה נכון כשמישהו אומר את זה כל הכוח עובר לגלגל המסתובב על קרקע חלקה (לא כל הזמן). למה? כי במילים פשוטות, כוח הוא תוצאה של הכפלת המומנט על ידי סיבוב הגלגל. אם גלגל אחד לא מסתובב, כלומר. אחד הערכים הוא אפס, אז, כמו בכפל, התוצאה חייבת להיות אפס. לפיכך, גלגל שאינו מסתובב למעשה אינו מקבל אנרגיה, והאנרגיה הולכת רק לגלגל המסתובב. מה שלא משנה את העובדה ששני הגלגלים עדיין מקבלים מומנט מועט קטן מדי כדי להתניע את המכונית.
