יש אנשים שאומרים, "דיפרנציאל פשוט מאפשר לגלגלים השמאליים והימניים להסתובב בעצמם-אין בזה שום דבר מסובך." למרות שזה נשמע פשוט, זה למעשה מפספס את הנקודה המכרעת.
הבעיה הבסיסית שדיפרנציאל פותר היא לא פשוט לתת לגלגלים "להסתובב איך שהם רוצים"; במקום זאת, הוא מאפשר לרכב להעביר כוח תוך שהוא מאפשר לגלגלי ההנעה השמאלי והימני להסתובב במהירויות שונות במהלך פנייה. תפיסת ההבחנה הזו היא הצעד הראשון להבנה כיצד פועל דיפרנציאל.
01. ללא דיפרנציאל, הפנייה הופכת לבעיה גדולה
שקול תרחיש אמיתי-: שני אנשים הולכים זה לצד זה-בצד- ועושים סיבוב. האדם מבחוץ חייב לצעוד בצעדים ארוכים ומהירים יותר, בעוד שהאדם מבפנים עושה צעדים קטנים יותר. אותו עיקרון חל על מכונית שפונה בפינה-הגלגלים החיצוניים נעים לאורך קשת גדולה יותר, והגלגלים הפנימיים נעים לאורך קשת קטנה יותר, כך שהם דורשים מהירויות סיבוב שונות.
ניתוח של מבנה ועקרונות דיפרנציאליים _ Pacific Auto Network
זה בדיוק המקום שבו רכבים מוקדמים עם גלגלי ציר- מוצקים נתקלו בבעיה. כשהגלגלים השמאלי והימני ננעלו יחד על ידי פיר קשיח, הם נאלצו להסתובב באותה מהירות. זה עבד מצוין בנסיעה ישרה, אבל בעקומה-שבו הגלגלים היו צריכים להסתובב במהירויות שונות-כדי לאלץ אותם להישאר מסונכרנים גרם להם להילחם זה בזה.
אתה יכול לדמיין זאת כשני אנשים רצים עיקול עם רגליהם קשורות זו לזו: האדם מבחוץ רוצה ללכת מהר יותר, בעוד האדם מבפנים רוצה ללכת לאט יותר, וכתוצאה מכך תנועה מביכה ולא מתואמת עבור שניהם.
לכן, תפקידו העיקרי של דיפרנציאל הוא לספק את הצורך החיוני של גלגלי ההנעה השמאלי והימני להסתובב במהירויות שונות במהלך פניות; יציבות הטיפול היא פשוט אחד היתרונות המעשיים הנובעים מכך. בשיחות עתידיות על מכוניות, אם מישהו יתאר את הדיפרנציאל רק כ"מרכיב ביצועים", אתה יכול לשאול: "בלעדיו, איך גלגלי ההינע השמאלי והימני יתמודדו עם המרחקים השונים שהם צריכים לעבור בעת פנייה?"
02. הפרשי סוג-גיר: מצבים ברורים לפנייה ולנהיגה בקו ישר-
הפרשי-סוג ההילוכים שנמצאים במכוניות מודרניות אולי נראים מורכבים יותר ממה שהיית מצפה, אבל הרעיון הבסיסי נשאר זהה: כוח חייב להמשיך להיות משודר, ובכל זאת הגלגלים משני הצדדים חייבים להיות מסוגלים להתאים את מהירויות הסיבוב שלהם על סמך המרחקים השונים שהם עוברים.
הוא מורכב ממרכיבים כמו בית הדיפרנציאל, גלגלי שיניים פלנטריים (או גלגלי שיניים עכבישים), צירי גלגלי שיניים פלנטריים וגלגלי שיניים צדדיים (או גלגלי שיניים סרן). בנסיעה בקו ישר, הגלגלים השמאלי והימני עוברים בערך באותו מרחק. המנגנון הפנימי של הדיפרנציאל פועל כיחידה מסונכרנת: גלגלי השיניים הפלנטריים מסתובבים יחד עם הבית אך אינם מסתובבים על הצירים שלהם, ושומרים על שני הגלגלים מסתובבים באותה מהירות.
המצב משתנה בעת הפנייה. הגלגל החיצוני צריך להסתובב מהר יותר, בעוד הגלגל הפנימי צריך להסתובב לאט יותר. בשלב זה, גלגלי השיניים הפלנטריים מתחילים להסתובב על הצירים שלהם בנוסף להסתובבות, ולמעשה "להכיל" את הפרש המהירות הזה. התאמת מהירות זו מתרחשת באופן אוטומטי, ואינה דורשת קלט מהנהג.
זכור את הנוסחה הזו: מהירות גלגל שמאל + מהירות גלגל ימין=2 × מהירות דיור דיפרנציאלית. בעת סיבוב, הכמות שבה צד אחד מאיץ מתאימה בדיוק לכמות שהצד השני מאט; הסכום הכולל נשאר קבוע.
03. דיפרנציאלים פתוחים: מצויין לפנייה, אך מפריע בעת החלקה
בשלב זה, אנשים רבים עשויים להסיק באופן טבעי שמכיוון שהדיפרנציאל מאפשר לגלגלים השמאליים והימניים להסתובב במהירויות שונות, הוא חייב להיות יעיל בכל תנאי הנהיגה.
בדיוק שם טמונה הבעיה. בעוד שהדיפרנציאלים פתוחים פועלים בצורה חלקה במהלך פניות רגילות, הם יכולים לחשוף חסרונות משמעותיים במשטחי מתיחה-נמוכים-כגון כבישים רטובים, קפואים או בוציים.
תרשים של מבנה שלדת הרכב המלא - Pacific Auto Encyclopedia
העיקרון הבסיסי של דיפרנציאל פתוח הוא שהכוח זורם לכיוון הצד שהכי קל לנהיגה. במילים אחרות, הצד עם ההתנגדות הנמוכה ביותר זוכה למהירות הסיבוב הגבוהה ביותר.
זה עובד מצוין בכבישים רגילים, אבל המצב משתנה אם גלגל אחד פוגע בקרח או מאבד מגע עם הקרקע (תלוי באוויר). הגלגל המחליק נתקל בהתנגדות מועטה, כך שכל הכוח זורם לצד זה; הגלגל מסתובב באוויר דוהר במהירות, בעוד שהגלגל עם המתיחה בפועל אינו מקבל כוח.
זה כמו לעמוד עם רגל אחת על קרקע יבשה והשנייה על קרח: כף הרגל על הקרח מתנופפת בפראות, אבל הגוף שלך לא יכול לייצר שום מינוף יעיל או מומנטום קדימה.
לכן, הרעיון ש"יש דיפרנציאל אומר שאתה לא צריך לדאוג להחלקה" אינו נכון. דיפרנציאלים פתוחים מצטיינים בניהול הבדלי מהירות במהלך פניות, אך הם מתקשים להתמודד עם אובדן הכוח המתרחש כאשר גלגל בודד מאבד אחיזה. 04. מוגבל-הפרש החלקה (LSD): Tackling Wheel Spin
ההפרש-מוגבל להחלקה-הידוע בדרך כלל כ-LSD-מוגדר על ידי עצם המילים "החלקה מוגבלת".
זה לא מבטל את ההבדל במהירות הסיבוב בין הגלגל השמאלי והימין; במקום זאת, כאשר גלגל נוטה להסתובב בחופשיות, הוא מגביל את החלקה הלא פרודוקטיבית הזו, ובכך מבטיח אחיזה טובה יותר של הרכב.
קח כדוגמה את חבילת ה-LSD בסגנון-המצמד הנפוץ: הוא משלב קבוצה של לוחות חיכוך בין גלגלי השיניים הצדדיים ובית הדיפרנציאל. במהלך פניות רגילות, הוא מתפקד בדיוק כמו דיפרנציאל פתוח, ומאפשר הבדל מהירות בין הגלגלים. עם זאת, כאשר גלגל אחד מתחיל להחליק, מנגנון המצמד בצד עם המתיחה מופעל (דחוס), ומאפשר העברת כוח לשם במקום להתבזבז כולו על הגלגל המסתובב.
רק זכרו את זה: דיפרנציאל סטנדרטי מתמודד עם פניות, בעוד שדיפרנציאל מוגבל-מפחית את סחרור הגלגלים.
בפעם הבאה שתסתכל בדף המפרט של רכב, אל תבלבל בין "דיפרנציאל" סטנדרטי ל"הפרש{0}}מוגבל להחלקה"-תחשוב על הראשון כמאפשר לרגל שמאל וימין שלך לצעוד בקצב עם עקומה, בעוד שהאחרון פועל כמו מייצב שמונע ממך לבזבז את כל האנרגיה שלך מחליקה.
שתי אפשרויות: ניתוח קצר של מערכת Buick Envision AWD
05. מה לגבי מנעול דיפרנציאל? זה עושה בדיוק ההפך
יש מושג נוסף שגורם לרוב לבלבול: נעילת הדיפרנציאל.
תפקידה של נעילת דיפרנציאל הוא בדיוק ההפך מדיפרנציאל סטנדרטי: הוא נועל את מנגנון הדיפרנציאל, ומונע כל הבדל במהירות הסיבוב בין הגלגלים.
מתי משתמשים בו? לשחזור-משטח. אם גלגל ירד לחלוטין מהקרקע או מסתובב בחוסר אונים, נעילת הדיפרנציאל מאלצת את שני הגלגלים להסתובב באותה מהירות, ומכוונת את הכוח לצד שיש לו מתיחה.
לסיכום פשוט: דיפרנציאל סטנדרטי מאפשר הבדלי מהירות (לפניות), דיפרנציאל החלקה מוגבל-מגביל הפרשי מהירות מופרזים (לטיפול בסחרור גלגלים), ונעילת דיפרנציאל מבטלת לחלוטין את הפרשי המהירות (כדי להתנתק).
אם אתה משתמש ברכב שלך רק לנסיעות יומיומיות בכבישים סלולים, חשוב להבין איך דיפרנציאל עובד בעיקר כדי שלא תיבהל מהרעיון ש"הפרשי מהירות מצביעים על תקלה"-במציאות, זה נורמלי לחלוטין שהגלגלים השמאליים והימניים מסתובבים במהירויות שונות בעת פנייה. אם אתה נתקל לעתים קרובות בכבישים חלקים או בוציים, כדאי להבהיר את ההבדל בין דיפרנציאל פתוח למערכת החלקה מוגבלת.- בפעם הבאה שאתה מבקר בסוכנות, שים לב היטב אם איש המכירות אומר שלרכב יש "דיפרנציאל" או "דיפרנציאל החלקה מוגבל"-הראשון אומר לך מעט מאוד, בעוד שהאחרון מדבר על הביצועים האמיתיים של הרכב על משטחים חלקים.
