دیفرانسیل چیست وچه کاربردی دارد؟

٣. راندمان و عملكرد بهتر
٤. عملكرد مناسب در تمام انواع شرايطجاده
معايب
١. امكان خرابيو نقﺺ سيستمالكترونيكيديفرانسيل
٢. طراحيپيچيدهو تعميراتسﺨتتر
٣. هزينهتعميراتو قيمتتمام شدهيتوليدبيﺶاز انوع مكانيكيديفرانسيلرا نيزميتوانبه
معايبديفرانسلهايبرقياضاﻓه كرد.

يننوع ديفرانسيلداراييككﻼچ چندصفحهايﻓوﻻديبر رويهريكاز دنده پلوسها
است و بهصورت هزار خار به دنده پلوس متصل ميشود. اينصفحههايﻓوﻻديداراي
زبانههاييهستند كه در محفﻈه هوزينگقرار گرﻓته و زمانيكه كﻼچ درگيرميشود،صفحهها
بهيكديگرنيروواردميكنندو درنهايتهوزينگو دنده پلوس قفل ميشودو نيروبه پلوس و
چرخها ارسال ميگرددو دنده پلوس با هوزينگيكپارچهميشود. دراينبينﻓنرهاييهم براي
قفل سريعتروجود دارند.
مزايا
١. قابليتآﻓرود بيشتر
٢. عملكرد مناسب در جادههايآسفالت
٣. سايﺶكمتر ﻻستيكها
٤. ﻓشار كمتر بر شفت محور خودرو
معايب
١. عملكرد نه چندان خوب در مسيرهايشنيو گلي
٢. ناتوانيدر ارسال تمام قدرت به چرخهايداراياصطكاك
٣. به اينترتيبعﻼوهبر اينكهاينديفرانسيلهامقدارياز قدرت را به چرخهايبا اصطكاك
كمتريميﻓرستند،ميزانكنترل چرخ نيزدر آنها متفاوت است.
ديفرانسيلتقسيمكنندهگشتاور
ايننوع ديفرانسيلدر واقع جديدترينو پيشرﻓتهتريندر نوع خود است چرا كه عﻼوهبر انجام
وظايفاصليديفرانسيل،در ﻓرمان پذيريو هندلينگخودرو نيزموﺛر است. استفاده اين
ديفرانسيلهاكه جهت دهنده گشتاور نيزناميدهميشونددر خودروهايچهارچرخ محرك بيشتر
ديدهميشود. ديفرانسيلهايتقسيمكنندهيگشتاور اطﻼعات سنسورهايسرعت و شتاب را به
صورت مدام پايﺶو بررسيميكنندتا از شرايطپايداريخودرو آگاه شوند. سپس تقسيمنيرو
بينچهارچرخ را براساس ايناطﻼعات و بررسيهاو شرايطبه بهترينشكل انجام ميدهند.
اينديفرانسيلهاكه در خودروهايلوكس و پيشرﻓتهبه كار ميرونددو معضل وزن و قيمتباﻻ
را همراه دارند.
خودروهايالكتريكي
درخودروهايبرقي،سيستمچهارچرخ محرك معموﻻ با دو موتور الكتريكيمستقل )يكيبراي
هر محور( اجراييميشود. در اينحالت، توزيعگشتاور بينمحورهايجلو و عقب ﻓقط كنترل
الكترونيكيتوزيعقدرت بيندو موتور برقياست كه ميتوانددر مقياسميليﺛانيهانجام شود.
درخودروهايالكتريكيدارايسهياچهار موتور، حتيميتوانتوزيعگشتاور دقيقتري
بهصورت الكترونيكياعمال كرد. بدينصورتكه در حالت چهارموتوره، كنترل گشتاور هر چرخ
در هر ميليﺛانيهانجام ميشودو در حالت سهموتوره نيز،كنترل هركدام از چرخهايدارايموتور
بهصورتلحﻈهايو محور دارايموتور نيزجداگانه بهصورت لحﻈهايكنترل خواهد شد.
اگرديفرانسيلتوزيعگشتاور ازطريقدو موتور الكتريكيﻓعال شود كه روييكمحور قرار
دارند، حتيميتواندمؤﺛرتر هم باشد؛ زيرااينپيكربنديميتواندبرايكمك به ويژگيهاي
كمﻓرمانيخودرو و بهبود واكنﺶ گذرايخودرو استفاده شود. وانت برقيتسﻼ سايبرتراك
)برنامهريزيشدهبرايتوليددر سال٢٠٢٢( خودرو برقيسهموتوره بايكمحور با دو موتور
است؛ درحاليكهدر وانت برقيريوينR١T)برنامهريزيشدهبرايتوليددر سال٢٠٢١( از دو
موتور در هركدام از محورهايجلو و عقب بهره برده ميشود.
عﻼوهبرديفرانسيلهاييادشده،ديفرانسيلهايديگرينيزوجود دارند كه نام آنها كمتر به
گوش كسيخورده است. درادامه، با اينديفرانسيلهاهم آشنا خواهيمشد.
ديفرانسيلاپيسيكليك
ديفرانسيلاپيسيكليك)Epicyclic( از چرخدندههاياپيسيكليكبرايتقسيمگشتاور بهره
ميبردو گشتاور را بيندو محور جلو و عقب تقسيمميكند. ديفرانسيلاپيسيكليكدر قلب
سيستمانتقال قدرت خودرو تويوتاپريوساستفاده شد كه در آن، پيشرانهو موتور الكتريكيو
چرخهايمحرك را بههم متصل ميكند. در اينخودرو، از ديفرانسيلدوم برايتقسيمگشتاور
معموليبينچرخهاييكمحور استفاده ميشود.
چرخدندههاياپيسيكليكبهعنوان چرخدندههايسيارهايهم ناميدهميشوند؛زيرامحور
چرخدندههايسيارهايدر اطراف محور مشترك دنده خورشيديو رينگيچرخانده ميشودكه
آنها را بهيكديگرمتصل ميكند. در تصوير،محور زردرنگ دنده خورشيديرا نشان ميدهدكه
تقريباپنهان بهنﻈر ميرسد. چرخدندههايآبيرنگدندههايسيارهايهستند و چرخدنده
صورتيرنگرينگياست. از چرخدنده رينگيدر دنده سراستارت رويﻓﻼيويلپيشرانهخودرو
هم استفاده ميشود.
مزيت
طراحينسبتا جمعوجور در طول محور است.
ديفرانسيلدنده مستقيم
ديفرانسيلدنده مستقيم)Spur-Gear DifferenƟal( با درگيركردندندههايسيارهايدو
مجموعه دنده ايپيسيكليكهممحور ساخته ميشود. پوسته ديفرانسيلبهعنوان قفسه براي
مجموعه دنده سيارهايعمل ميكند. در ايننوع ديفرانسيل،دو دنده مستقيمهماندازه وجود
دارد كه باﻓاصله كميازيكديگر،هركدام روييكنيمشفتقرار گرﻓتهاند. بهجايدندههاي
مورب در بﺨﺶ مركزيديفرانسيل،قفسه دوّاريرويهر محور بهعنوان شفتوجود دارد.
گشتاور خروجياز محرك اوليهياجعبهدنده شبيهمحور محرك خودرو قفسه را ميچرخاند.
روياينقفسهيكياچند جفت پينيونيادندههرزگرد
يكسانوجود دارد كه عموما طول آنها بزرگتر از
قطرشان است و معموﻻ كوچكتر از دندههايمستقيم
روينيمشفتهاهستند. هركدام از پينيونهابهطور
آزادانه رويپينهاينصبشده در قفسه دَوَران ميكنند.
عﻼوهبراين، جفت پينيونهابهطور محوريجابهجا
ميشود؛بنابراين،بهاندازه بﺨشياز طول آنها كه بين
دو چرخدنده مستقيمقرار گرﻓته است، درگيرميشوندو در جهت مﺨالفيكديگرميچرخند.
طولباقيماندههركدام از پينيونهابا نزديكترينچرخدنده مستقيمخود درگيرميشود؛
بنابراين،هركدام از پينيونهاچرخدنده مستقيمنزديكخود را به پينيونمقابل متصل ميكندو
آن هم بهنوبه خود، چرخدنده مستقيمنزديكتررا ميچرخاند. پس، هنگاميكه محور محرك
جعبهدندهقفسه را ميچرخاند،ارتباط آن با تكتك محورهايچرخ دقيقاشبيهديفرانسيلباز
مجهز به دنده مورب است.
ديفرانسيلدنده مستقيماز دو مجموعه دنده اپيسيكليكياسيارهاييكسانو هممحور ساخته
شده است كه رويقفسه واحدينصب شدهاند و دندههايسيارهايآنها باهم درگيرهستند.
ديفرانسيلدنده مستقيممجموعه سيارهايتشكيلميدهدكه در آن قفسه ﺛابت شده و نسبت
دنده آنهاR = -١است. در اينحالت، ﻓرمول اصليبرايمجموعه دنده سيارهايبهشكل زير
محاسبه ميشود:
بنابراين،سرعت زاويهايقفسه )c( ديفرانسيلدنده مستقيمميانگينسرعت زاويهاي
چرخدندههايخورشيدي)a( و رينگي)a( است.در بحﺚ درباره ديفرانسيلدنده مستقيم،
استفاده از عبارت چرخدنده رينگي)Annular Gear( روشيمناسب برايتشﺨيﺺدادن
چرخدندههايخورشيديدو مجموعهدنده اپيسيكليكياسيارهاياست. دنده خورشيديدوم
كاربرد مشابهيبا دنده رينگييكمجموعه دنده سيارهايساده دارد؛ اما به ِوضوح جفت
چرخدنده داخليندارد كه در دنده رينگيمعموليديدهميشود.
كدام ديفرانسيلبهتر است؟
ديفرانسيلهايدارايقفل غيراتوماتيكبرايخودروهايآﻓرود بهتر است. با توجه به هزينه
پايينديفرانسيلهايقفل خودكار و ضد لغزش ايندو در بيناﻓراد دارايمحبوبيتاست. با
توجه به اينكهخودروها در مسيرهايصاف و هموار حركت ميكنند،ديفرانسيلضد لغزش
محدود در بيشترآنها به كار رﻓته است. خودروهاي٤WDنيزاغلب به ديفرانسيلهايضد
لغزش محدود مجهز هستند.
ماشينهايسنگينچه ديفرانسيليدارند؟
درماشينهايسنگينمعموﻻ از ديفرانسيلهايتمام چرخ متحرك استفاده شده است. اين
ديفرانسيلدر ماشينهايسنگينقدرت موتور را به چهار چرخ منتقل ميكندتا اصطكاك آن
كمتر شود.
ماشيندو ديفرانسيلچيست؟
به طور خﻼصه، ماشيندو ديفرانسيليعنيدريكخودرو جهت به قدرت رساندن هر چهار چرخ
و عملكرد بهتر حركتي،از دو ديفرانسيلبرايانتقال نيروبه چرخهايجلو و عقب استفاده
ميكنند.
ضريبديفرانسيلياfinal driveچيست؟
هنگاميكهكرانويليكدور كامل ميزند،پينيونبيشترازيكدور حول محور خود دور ميزند.
تعداد دورهايپينيونو كرانويل،بر رويگشتاور و سرعت چرخها تأﺛيرگذاراست. كرانويلو
پينيوندرمجموع دارايدو عدد هستنديكيتعداد دورهايكرانويلو ديگريتعداد دورهاي
پينيون.برايمثال ديفرانسيليكه ضريب١١-٣٩دارديعنيهنگاميكهپينيون٣٩دور و
كرانويل١١دور بزند، ايندو قطعه درست در مكان اوليهخود نسبت بهيكديگرقرار ميگيرند.
برايبه دست آوردن نسبت دنده ديفرانسيلكه با نمادiشناخته ميشودبايدعدد كرانويلرا به
عدد پينيونتقسيمكنيم. عدد بهدستآمده هرچه به عدد١نزديكترباشد ديفرانسيلو سرعت
نهاييچرخها سريعترو هرچه عدد بهدستآمده بزرگتر باشد، ديفرانسيلو چرخها گشتاور
بيشتريدارند اما بر رويحداكثر سرعت تأﺛيرمنفيميگذارد.
نشانه هايخرابيديفرانسيلخودرو چيست؟
صدايزوزه در خودرويكياز نشانههايخرابيديفرانسيلاست كه دﻻيلآن ميتواندناشياز
لق بودن كرانويلو پينيونياخرابيبلبرينگهاباشد. ايناتفاق زمانيمياﻓتدكه روانكاري
نامناسب انجام گرﻓته باشدياﻓشار زياييهديفرانسيلوارد شده باشد.
گرمكردن ديفرانسيليكيديگراز نشانههايخرابيآن است. گيركردن گل و ﻻيو وجود
آلودگيدر ديفرانسيلميتوانديكياز دﻻيلگرم كردن آن باشد.
اگردر ديفرانسيلضربه زدن احساس ميكنيد؛ميتواندبه دليلساييدهشدن قطعات درونييا
خرابيبلبرينگباشد كه بايدتعويضياتعميرشود. به خاطر داشته باشيداگر ﻓشار زياديبه
پلوس وارد شود ميتواندسبب بريدگيديفرانسيلشود چراكه پلوس به طور مستقيمبا
ديفرانسيلدرارتباط است. اگر با ﻓشار به پلوس ديفرانسيلدچار بريدگيشود خودرو حركت
نﺨواهد كرد.
ﻓرمان ديفرانسيل
كاربردهايغيرخودروييديفرانسيل
-ارابههايجنوبنمايچيني
-ساعت ساخت جوزف ويليامسون:ويليامسوناز اينديفرانسيلبراياضاﻓهكردن معادله زمان
به زمان اصليمحليبهمنﻈور ايجادزمان خورشيدياستفاده كرد. دليلاينكار، تغييراتﻓصلي
معادله زمان بود كه باعﺚ نشاندادن زمان غيرواقعيدر ساعتهايمعموليآن دوران ميشد.
-در نيمهاول قرن بيستم،رايانههايآنالوگ مكانيكيموسوم به تحليلگرهايديفرانسيلي
)DifferenƟal Analyzers( ساخته شدند. رايانههايآنالوگ مكانيكياز مجموعه دنده
ديفرانسيليبرايانجام اعمال رياضيازجمله جمع و تفريقاستفاده ميكردند. رايانهكنترل
شليكاسحلهMk١نيرويدريايياياﻻتمتحده آمريكاحدود١٦٠ديفرانسيلاز نوع دنده
مورب بهره ميبرد.
ديفرانسيلماشينهايايراني
دربازار ايران،با دو نوع خودرو ساخت داخل و خودرو وارداتيسروكار داريمكه نوع ديفرانسيل
آنها باهم تفاوت خيليزياديندارد. اكثر خودروهايداخليدر سالهاياخيراز نوع ديفرانسيل
جلويامحرك جلو هستند؛ ازجمله محصوﻻت سايپا)انواع پرايد،تيبا،سايناو…( و محصوﻻت
ايرانخودرو)خانواده پژو، خانواده سمند، سورن و دنا(.
از ميانخودروهايقديميساخت داخل هم ميتوانبه پيكاناشاره كرد كه از ديفرانسيلدر
محور عقب بهره ميبرد. در ميانخودروهايوارداتينيز،انواع خودروهايكرهايو ژاپنياز
ديفرانسيلجلو استفاده ميكنند؛البته بعضيمدلهايشاسيبلندو آفرود نيزدر بازار وجود دارند
كه از سيستمچهارچرخ محرك بهره ميبرند. آشناتريننمونه از خودروهايچهارچرخ محرك در
بازار ايران،نيسانپاترول است كه شركت پارس خودرو مونتاژ و به بازار عرضه ميكرد.
بهطوركلي،خودروهايديفرانسيلجلويامحور جلو باتوجهبه حذف برخيقطعات ازجمله ميل
گاردان، باعﺚ صرﻓهجوييدر هزينههايسازنده و كاهﺶ وزن نهاييخودرو ميشوندو همين
عوامل باعﺚ ميشودتا خودروسازان به استفاده از سيستممحرك جلو تمايلبيشتريداشته
باشند. هرچندظهور ﻓناوريهايجديدو استفاده از سيستمهايالكترونيكيدر صنعت خودرو
باعﺚ شده است تا معايبو مشكﻼت ديفرانسيلهايصرﻓا مكانيكيقديميدر سالهاياخيرتا
حدوديبرطرف شود