דיפרנציאל רכב הוא מנגנון המסובב את הגלגלים המניעים השמאלי והימני (או הקדמי והאחורי) במהירויות שונות. הוא מורכב בעיקר מגלגלי שיניים בצד שמאל וימין, שני גלגלי שיניים פלנטריים ומנשא ציוד. תפקידו לסובב את הגלגל השמאלי והימני במהירויות שונות כאשר המכונית מסתובבת או נוסעת בכביש משובש, כלומר להבטיח את תנועת הסיבוב הטהורה של הגלגלים המניעים משני הצדדים. הדיפרנציאל מותקן כדי להתאים את הפרש המהירות בין הגלגל השמאלי והימין. בהנעה ארבע גלגלים, כל הגלגלים חייבים להיות מחוברים כדי להניע את ארבעת הגלגלים. אם ארבעת הגלגלים מחוברים מכנית, המכונית לא יכולה להסתובב באותה מהירות בעת ריצה על עיקול. בריצה על עקומה, מהירות הסיבוב קבועה בעצם. בשלב זה, יש להוסיף דיפרנציאל אמצעי כדי להתאים את הפרש המהירות בין הגלגלים הקדמיים והאחוריים.
מורכב מ
דיפרנציאל טיפוסי מורכב מחלקים כמו גלגל שיניים פלנטרי, מנשא פלנטרי (מקרה דיפרנציאלי) וגלגל שיניים צדדי. כוח המנוע נכנס לדיפרנציאל דרך ציר ההילוכים, מניע ישירות את נושא ההילוכים הפלנטרי, והגלגלת הפלנטרית מניע את חצי הציר השמאלי והימני כדי להניע את הגלגל השמאלי והימני בהתאמה. דרישות התכנון של הדיפרנציאל עומדות (חצי מהירות פיר שמאלית) + (מהירות חצי פיר ימני)=2 (מהירות נושאת כוכב הלכת). כאשר המכונית נוסעת ישר, מהירויות הסיבוב של הגלגל השמאלי והימני ושל נושא כוכב הלכת שוות ובמצב מאוזן, אך כאשר המכונית מסתובבת, שלושת מצבי שיווי המשקל הללו נשברים ומהירות הסיבוב יורדת. מהירות הסיבוב של הגלגל הפנימי עולה, ומהירות הסיבוב של הגלגל החיצוני עולה.
עִקָרוֹן
בעת הסיבוב, הגלגל החיצוני מחליק והגלגל הפנימי מחליק, כך שהגלגלים משני הצדדים יפיקו בהכרח כוחות נוספים בכיוון ההפוך לפי מהירות הסיבוב של גלגל השיניים הפלנטה, לפי "עקרון צריכת האנרגיה המינימלית". , שלושת יחסי האיזון נשברים, מה שבא לידי ביטוי בהילוך הציר הצדדי דרך חצי הציר, מאלץ את גלגל השיניים של כוכב הלכת להסתובב, מאט את המהירות של חצי הציר הפנימי ומאיץ את מהירות חצי הציר החיצוני. מהירויות הסיבוב של הגלגלים משני הצדדים שונות.
דיאגרמת מעגלים דיפרנציאליים
אם הגלגלים המניעים משני צידי גל ההינע מחוברים בחוזקה לאורך הציר, שני הגלגלים יכולים להסתובב רק באותה זווית. כך, כאשר המכונית מסתובבת, הגלגל החיצוני זז יותר מהגלגל הפנימי, כך שהגלגל החיצוני מחליק תוך כדי גלגול, והגלגל הפנימי מחליק תוך כדי גלגול. גם אם המכונית נוסעת ישר ומשטח הכביש ישר, הגלגלים יחליקו עקב אי אחידות של פני הכביש ואי אחידות ברדיוס גלגול הצמיג (טעות בייצור הצמיגים, הבדל בלאי, עומס לא אחיד, הבדל בלחץ האוויר). .
כאשר הגלגלים מחליקים, זה לא רק מגביר את שחיקת הצמיגים, אלא גם מגביר את הכוח.
כאשר הגלגלים מחליקים, זה לא רק מגביר את שחיקת הצמיגים ומגדיל את הכוח ואת צריכת הדלק, אלא זה גם מקשה על הסיבוב של המכונית ומפחית את ביצועי הבלימה. על מנת למנוע ככל האפשר החלקת גלגלים, יש צורך במבנה המאפשר לכל גלגל להסתובב בזווית שונה.
בין ציר: בדרך כלל, הגלגלים המונעים נתמכים על הציר הראשי על ידי מיסבים כך שהם יכולים להסתובב בכל זווית, בעוד הגלגלים המניעים מחוברים היטב לשני חצאי פירים, ומותקן דיפרנציאל בין שני חצאי הצירים. סוג זה של דיפרנציאל נקרא גם דיפרנציאל בין-צירי.
עבור רכבי שטח עם הנעה מרובה ציר, חלקם מצוידים בהפרש בין ציר בין שני סרני ההינע כך שכל ציר הנעה מסתובב במהירות זוויתית שונה כדי למנוע החלקה של גלגלי ההינע בכל ציר.
אֵפֶקְט
כאשר מכונית מסתובבת, רדיוס הסיבוב של הגלגלים הפנימיים והחיצוניים שונה. רדיוס הסיבוב של הגלגל החיצוני גדול מזה של הגלגל הפנימי, ולכן מהירות הסיבוב של הגלגל החיצוני חייבת להיות מהירה יותר. מהירות הגלגל הפנימי בעת פנייה. תפקידו של הדיפרנציאל הוא לעמוד בדרישות של מהירויות גלגלים שונות בצד שמאל וימין כאשר המכונית מסתובבת. פונקציה זו היא הפונקציה הבסיסית ביותר של דיפרנציאלים כגון הפרשי מרכז, הפרשי מניעת החלקה והפרשי LSD. דיפרנציאלים של Torsen וכו' שפותחו מאוחר יותר נועדו לשפר את ביצועי הנהיגה והטיפול של המכונית.
עוצב עם דגש על ביצועים ויכולת שליטה.
פוּנקצִיָה
כאשר מכונית פונה לפינה, מסלול הגלגל הוא קשת. אם המכונית פונה שמאלה, נקודת המרכז של הקשת נמצאת בצד ימין. כדי לאזן את ההבדל הזה, הגלגל השמאלי צריך להיות איטי יותר והגלגל הימני מהיר יותר, תוך שימוש במהירויות סיבוב שונות כדי לפצות על ההבדל במרחק.
אם הסרן האחורי היה עשוי כמכלול, ההבדל במהירות הסיבוב בין הגלגל השמאלי והימני לא יפוצה, והתאמה אוטומטית לא תתאפשר. כדי לפתור בעיה זו, לואי רנו, מייסד חברת הרכב הצרפתית רנו, עיצב את הדיפרנציאל לפני 100 שנה.