دیفرانسیل به انگلیسی نام قطعه ای از اجزاي سیستم انتقال قدرت در ماشين هست.
كه نقش مهميدر مانور خودرو و حفظ تعادل آن در سر پيﭻ هاو ناهمواريهابرعهده دارد.
سيستم انتقال قدرت، قوايمحرك پيشرانهرو میگیره و اون رو باتوجه به سرعت و گشتاور
تنظیم میکنه.
بعداز اون، جعبهدنده، نیروی موتور را به دیفرانسیل میفرسته تا اجازه چرخﺶ چرخها ايجاد
بشه.
دیفرانسیل هادر مرحله بعد از جعبهدنده قرار دارند و نیروی موتور را با تنﻈيماتخود به پلوس
چرخهايخودرو انتقال ميدهند.
به بياندقيقترقطعات موجود در مسيرانتقال قدرت از موتور به چرخها به ترتیب شامل ﻓﻼيويل
،كﻼچ، گيربكس،ديفرانسيل،پلوس و چرخ ميشود. بنابراينحركت چرخها رويمحور ميل
پلوس منتقل شده و وظيفهياصلی دیفرانسیل تقسيمقدرت موتور متناسب با نیاز چرخها، بين
آنهااست. به این ترتیب به كمك دیفرانسیل در پيﭻهاچرخيكه سمت بیرون است قدرت
بیشتری درياﻓتكرده و در عوضنیرویكمترينيزبه چرخ داخليارسال ميشود.
در نهايتوظايفديفرانسيلرا ميتواناينگونهليستكرد:
1–تنﻈيمدور و گشتاور خروجي گيربكسبا كاهﺶيااﻓزايﺶآن، به منﻈور رساندن خودرو به
سرعت موردنياز
2–تغيير٩٠درجهايگشتاور
3–تنﻈيمگشتاور و نيروبينچرخها به منﻈور دستيابيبه پايداريمطلوب در حركت:تنﻈيم
دور چرخها هنگام گردش سرپيﭻكه به سبب پيشگيرياز واژگونيخودرو انجام ميشود.
ديفرانسيلنيرويگيربكسرا بر اساس نيازچرخها تقسيمنموده و امكان حركت آنها با سرعت
متفاوت را ايجادمينمايد.
كه نقش مهميدر مانور خودرو و حفظ تعادل آن در سر پيﭻ هاو ناهمواريهابرعهده دارد.
سيستم انتقال قدرت، قوايمحرك پيشرانهرو میگیره و اون رو باتوجه به سرعت و گشتاور
تنظیم میکنه.
بعداز اون، جعبهدنده، نیروی موتور را به دیفرانسیل میفرسته تا اجازه چرخﺶ چرخها ايجاد
بشه.
دیفرانسیل هادر مرحله بعد از جعبهدنده قرار دارند و نیروی موتور را با تنﻈيماتخود به پلوس
چرخهايخودرو انتقال ميدهند.
به بياندقيقترقطعات موجود در مسيرانتقال قدرت از موتور به چرخها به ترتیب شامل ﻓﻼيويل
،كﻼچ، گيربكس،ديفرانسيل،پلوس و چرخ ميشود. بنابراينحركت چرخها رويمحور ميل
پلوس منتقل شده و وظيفهياصلی دیفرانسیل تقسيمقدرت موتور متناسب با نیاز چرخها، بين
آنهااست. به این ترتیب به كمك دیفرانسیل در پيﭻهاچرخيكه سمت بیرون است قدرت
بیشتری درياﻓتكرده و در عوضنیرویكمترينيزبه چرخ داخليارسال ميشود.
در نهايتوظايفديفرانسيلرا ميتواناينگونهليستكرد:
1–تنﻈيمدور و گشتاور خروجي گيربكسبا كاهﺶيااﻓزايﺶآن، به منﻈور رساندن خودرو به
سرعت موردنياز
2–تغيير٩٠درجهايگشتاور
3–تنﻈيمگشتاور و نيروبينچرخها به منﻈور دستيابيبه پايداريمطلوب در حركت:تنﻈيم
دور چرخها هنگام گردش سرپيﭻكه به سبب پيشگيرياز واژگونيخودرو انجام ميشود.
ديفرانسيلنيرويگيربكسرا بر اساس نيازچرخها تقسيمنموده و امكان حركت آنها با سرعت
متفاوت را ايجادمينمايد.
4–تنﻈيمگشتاور و نيروو بينچرخ هايعقب و جلو در خودروهايچهارچرخ محرك.
5–عملكرد به عنوان آخرينمرحله كاهﺶ دنده در خودرو:كاهﺶ دور و اﻓزايﺶگشتاور خودرو
كه توسط پينيونو كرانويلدر ديفرانسيلانجام ميشود. نسبت تبديلدور و گشتاور در
خودروهايسواريمعموﻻ حدود٣.٥تا٤.٥ميباشد.
تاريﺨچهديفرانسيل:
به طور كليديدگاهها و نقل قول هايمﺨتلفيدرباره اختراع ديفرانسيلوجود داره.
اماچيزيكه به صورت كليرواج پيداكرده اينهكه:
اولينسيستمديفرانسيلكشف شده به٧٠تا١٠٠سال پيﺶاز ميﻼدبرميگردد. دانشمندان در
سال١٩٠٢در ﻻشههاييككشتيغرق شده، سيستميشبيهبه ديفرانسيلكشف كردند. آنها
معتقدند اينسيستمبرايتعيينزاويهبينموقعيتهاياكليﭙتيك)خسوف و كسوف( خورشيدو
ماه استفادهميشدهاست.
پس از آن در سالهاي٢٢٧تا٢٣٩ميﻼديMa Junدر چينارابهايبه نام جنوبنما ساخت
كه از قطبنمايغيرمغناطيسيو نوعيديفرانسيلبهره ميبرد.
5–عملكرد به عنوان آخرينمرحله كاهﺶ دنده در خودرو:كاهﺶ دور و اﻓزايﺶگشتاور خودرو
كه توسط پينيونو كرانويلدر ديفرانسيلانجام ميشود. نسبت تبديلدور و گشتاور در
خودروهايسواريمعموﻻ حدود٣.٥تا٤.٥ميباشد.
تاريﺨچهديفرانسيل:
به طور كليديدگاهها و نقل قول هايمﺨتلفيدرباره اختراع ديفرانسيلوجود داره.
اماچيزيكه به صورت كليرواج پيداكرده اينهكه:
اولينسيستمديفرانسيلكشف شده به٧٠تا١٠٠سال پيﺶاز ميﻼدبرميگردد. دانشمندان در
سال١٩٠٢در ﻻشههاييككشتيغرق شده، سيستميشبيهبه ديفرانسيلكشف كردند. آنها
معتقدند اينسيستمبرايتعيينزاويهبينموقعيتهاياكليﭙتيك)خسوف و كسوف( خورشيدو
ماه استفادهميشدهاست.
پس از آن در سالهاي٢٢٧تا٢٣٩ميﻼديMa Junدر چينارابهايبه نام جنوبنما ساخت
كه از قطبنمايغيرمغناطيسيو نوعيديفرانسيلبهره ميبرد.
چندينسال بعد جوزف ويليامسونازيكديفرانسيلدر ساعت استفاده كرد.
ديويدشيرردر استراليابراياولينبار از ديفرانسيلدريكماشينبﺨار بهره گرﻓت.
ديفرانسيلاتومبيلدر سال١٨٩٥ميﻼدي،توسطيكمﺨترع آلمانيبه نام هنرينبر اختراع
شد.
ودر نهايتدر سال١٩٥٨ورنون گليزمنديفرانسيلتورسن را اختراع كرد.
اينديفرانسيلنوعيديفرانسيللغزش محدود محسوب ميشدكه بهجاياستفاده از تركيب
كﻼچ و چرخدنده، تنها بر رويدندهها متكيبود.
وبعد ها ديفرانسيلبه شكل امروزيدر اختيارهمگان قرار گرﻓت.
چرا خودرو به ديفرانسيلنيازدارد؟
ﻻزمهكه چرخهايخودرو در بعضيشرايطبهخصوص هنگام چرخﺶ، با سرعتهايمتفاوتي
بچرخن.
اينباعﺚ ميشهكه هنگام چرخيدندر سر پيﭻها،هر چرخ مسيرمتفاوتيداشته باشه.
چراكهچرخهايداخل پيﭻمساﻓت كمترياز چرخهايخارج پيﭻطيميكنند.
بنابراينچرخهايداخل پيﭻبايدسرعت كمتريبه نسبت چرخ هايخارج داشته باشند.
اگرديفرانسيلداخل خودرو وجود نداشته باشه، چرخها به همديگرقفل ميشنو بايدبا سرعت
يكسانيدوران كنند.
دراينصورت ﻓشار بسيارزياديبه اكسل )محور خودرو( و اجزاياون وارد ميشه.
كﻼچ و چرخدنده، تنها بر رويدندهها متكيبود.
وبعد ها ديفرانسيلبه شكل امروزيدر اختيارهمگان قرار گرﻓت.
چرا خودرو به ديفرانسيلنيازدارد؟
ﻻزمهكه چرخهايخودرو در بعضيشرايطبهخصوص هنگام چرخﺶ، با سرعتهايمتفاوتي
بچرخن.
اينباعﺚ ميشهكه هنگام چرخيدندر سر پيﭻها،هر چرخ مسيرمتفاوتيداشته باشه.
چراكهچرخهايداخل پيﭻمساﻓت كمترياز چرخهايخارج پيﭻطيميكنند.
بنابراينچرخهايداخل پيﭻبايدسرعت كمتريبه نسبت چرخ هايخارج داشته باشند.
اگرديفرانسيلداخل خودرو وجود نداشته باشه، چرخها به همديگرقفل ميشنو بايدبا سرعت
يكسانيدوران كنند.
دراينصورت ﻓشار بسيارزياديبه اكسل )محور خودرو( و اجزاياون وارد ميشه.
اجزايتشكيلدهنده ديفرانسيلخودرو
خودرومجموعهايسيستمهايمﺨتلف كه در كنار هم ﻓعاليتنموده و آن را به حركت
درميآورند. اينسيستمخود نيزاز بﺨﺶها و اجزايمتعدديتشكيلشدهاند. در ادامه اجزاي
تشكيلدهنده ديفرانسيلخودرو را معرﻓيميكنيم:
١–هوزينگ:وظيفهتنﻈيمدور چرخها در زمان حركتيادور زدن
ماشينرا برعهده دارد. هوزينگداراي٤چرخ دنده است كه دوتاي
آن هرزگرد و دوتايديگرچرخدندههايسرپلوس هستند. هرزگردها
مهمترينبﺨﺶ در ديفرانسيلهستند.
٢–چرخدنده پلوس)چرخدندههاياسﭙايدر(:هنگام عبور از ناهمواريهايو مسيرهاي
غيرمستقيمبه كمك هرزگرد آمده و گشتاور و سرعت را ميانچرخها تقسيمميكند.
٣–چرخدنده كرانويل:در ارتباط با پينيونو هرزگرد
بوده و چرخﺶ پينيونرا به هرزگرد منتقل ميكند. اين
چرخ دنده به هوزينگپيﭻشده و با چرخﺶ آن به
حركت درميآيد. برخيكرانويلرا رينگرياچرخ دنده
حلقهايمينامند.
٤–چرخدنده پينيون:كه با نام كله گاويهم شناخته ميشود،كار انتقال گشتاور از گيربكسبه
ديفرانسيلرا برعهده دارد. ايندنده معموﻻ كوچكتر از دنده رينگراست تا انتقال قدرت راحتتر
صورت پذيرد.پنيون و كرانويلعمل كاهﺶ دور و اﻓزايﺶگشتاور را انجام ميدهند.
چرخدندههايپينيونو كرانويلديفرانسيلعقب اغلب از نوع پركاربرد منحنيو هيﭙوئيدي
هستند كه مركز پينيونپايينتراز مركز كرانويلقرار ميگيرد؛اينموضوع باعﺚ ميشودطول
ميلگاردانكاهﺶيابدو راحتيسرنشيناناﻓزايﺶو درگيريدندانهها به نسبت مدل ساده نرمتر
وبيصداترشوند. از نقاط ضعف چرخدنده هيﭙوئيديميتوانبه اتﻼف توان بيشترنسبت به
نمونه ساده اشاره كرد.
٥–چرخدنده هرزگرد)چرخدندههايجانبييا سر پلوس(:وظيفهتنﻈيمحركت چرخها و حفظ
تعادل ماشينسر پيﭻرا برعهده دارد. اينچرخ دنده شبيهبه مﺨروط بوده و با شفت به هوزينگ
ماشينرا برعهده دارد. هوزينگداراي٤چرخ دنده است كه دوتاي
آن هرزگرد و دوتايديگرچرخدندههايسرپلوس هستند. هرزگردها
مهمترينبﺨﺶ در ديفرانسيلهستند.
٢–چرخدنده پلوس)چرخدندههاياسﭙايدر(:هنگام عبور از ناهمواريهايو مسيرهاي
غيرمستقيمبه كمك هرزگرد آمده و گشتاور و سرعت را ميانچرخها تقسيمميكند.
٣–چرخدنده كرانويل:در ارتباط با پينيونو هرزگرد
بوده و چرخﺶ پينيونرا به هرزگرد منتقل ميكند. اين
چرخ دنده به هوزينگپيﭻشده و با چرخﺶ آن به
حركت درميآيد. برخيكرانويلرا رينگرياچرخ دنده
حلقهايمينامند.
٤–چرخدنده پينيون:كه با نام كله گاويهم شناخته ميشود،كار انتقال گشتاور از گيربكسبه
ديفرانسيلرا برعهده دارد. ايندنده معموﻻ كوچكتر از دنده رينگراست تا انتقال قدرت راحتتر
صورت پذيرد.پنيون و كرانويلعمل كاهﺶ دور و اﻓزايﺶگشتاور را انجام ميدهند.
چرخدندههايپينيونو كرانويلديفرانسيلعقب اغلب از نوع پركاربرد منحنيو هيﭙوئيدي
هستند كه مركز پينيونپايينتراز مركز كرانويلقرار ميگيرد؛اينموضوع باعﺚ ميشودطول
ميلگاردانكاهﺶيابدو راحتيسرنشيناناﻓزايﺶو درگيريدندانهها به نسبت مدل ساده نرمتر
وبيصداترشوند. از نقاط ضعف چرخدنده هيﭙوئيديميتوانبه اتﻼف توان بيشترنسبت به
نمونه ساده اشاره كرد.
٥–چرخدنده هرزگرد)چرخدندههايجانبييا سر پلوس(:وظيفهتنﻈيمحركت چرخها و حفظ
تعادل ماشينسر پيﭻرا برعهده دارد. اينچرخ دنده شبيهبه مﺨروط بوده و با شفت به هوزينگ
متصل ميشود. اينقطعه تواناييدو نوع چرخﺶ را دارد و با دو دنده كناريخود تركيب
ميشود. هرزگرد ميتوانددر امتداد چرخ دندهيكرانويل،چرخﺶ حول محور خود حركت كند.
٦–واشر مسي
طرز كار ديفرانسيلخودرو در شرايطمﺨتلف
هنگاميكهخودرو در مسيرمستقيمحركت ميكند،دنده هرزگرد با كرانويلميچرخدو حركتي
حول محور خود ندارد. بنابرايندندههايكناريمتصل به دنده هرزگرد با سرعتيكنواخت
ميچرخند. اينيعنيوقتيخودرو دريكمسيرمستقيمدر حال حركت است كرانويلو دنده
هرزگرد به صورتيكسانو با هم ميچرخندو به ايندليلهر دو چرخ سرعتيكسانيرا در
اينحالت دارند.
اما هنگام طيمسيرمنحنييادور زدن چون چرخ داخليمسيركمتريرا طيميكند،بايددور
كمترينسبت به چرخ خارجيبزند، در اينحالت هرزگرد مربوط به دنده پلوس نميتواندتمامي
دنده را به دور جعبه دنده هوزينگمنتقل كند، سرعتﺶ كم ميشود،رويآن ميلغزندو حول
محور خودبه دوران در ميآيد. اينحركت اضاﻓيبه دنده پلوس ديگرمنتقل ميشودو آن را با
دور بيشتريميچرخاند.
چرخخارجيكه دور بيشترو مساﻓت بيشتريرا طيميكند،يادآورميشودكه دنده هرزگرد
ﻓقط زمان طيمسيرهايمنحنييادور زدن عمل نميكندبلكه در مواقعيكه به نحوي
اصطكاك بيندو چرخ متفاوت باشدياباريكياز ﻻستيكهااز ديگركمتر باشد عمل ميكند،
مانند زمانيكهيكياز چرخها روييﺦقرار دارد.
ميشود. هرزگرد ميتوانددر امتداد چرخ دندهيكرانويل،چرخﺶ حول محور خود حركت كند.
٦–واشر مسي
طرز كار ديفرانسيلخودرو در شرايطمﺨتلف
هنگاميكهخودرو در مسيرمستقيمحركت ميكند،دنده هرزگرد با كرانويلميچرخدو حركتي
حول محور خود ندارد. بنابرايندندههايكناريمتصل به دنده هرزگرد با سرعتيكنواخت
ميچرخند. اينيعنيوقتيخودرو دريكمسيرمستقيمدر حال حركت است كرانويلو دنده
هرزگرد به صورتيكسانو با هم ميچرخندو به ايندليلهر دو چرخ سرعتيكسانيرا در
اينحالت دارند.
اما هنگام طيمسيرمنحنييادور زدن چون چرخ داخليمسيركمتريرا طيميكند،بايددور
كمترينسبت به چرخ خارجيبزند، در اينحالت هرزگرد مربوط به دنده پلوس نميتواندتمامي
دنده را به دور جعبه دنده هوزينگمنتقل كند، سرعتﺶ كم ميشود،رويآن ميلغزندو حول
محور خودبه دوران در ميآيد. اينحركت اضاﻓيبه دنده پلوس ديگرمنتقل ميشودو آن را با
دور بيشتريميچرخاند.
چرخخارجيكه دور بيشترو مساﻓت بيشتريرا طيميكند،يادآورميشودكه دنده هرزگرد
ﻓقط زمان طيمسيرهايمنحنييادور زدن عمل نميكندبلكه در مواقعيكه به نحوي
اصطكاك بيندو چرخ متفاوت باشدياباريكياز ﻻستيكهااز ديگركمتر باشد عمل ميكند،
مانند زمانيكهيكياز چرخها روييﺦقرار دارد.
هرگاه مثﻼ چرخيدر سطح متفاوت زمينيﺦزده قرار گيردو چرخ ديگردر سطح خشك در اين
حال چرخ با اصطكاك كم تا دو برابر دور جعبه هوزينگميگردد در حاليكه چرخ ديگر
حركتيندارد و در اينحال وسيلهنقليهقدرت حركت را نﺨواهد داشت زيرانيروياصطكاك
موجود در چرخ در حالبكسواد كاﻓيبراياتومبيلنيست.
براياينگونه موارد در بعضياز وسايلنقليهسنگيناز قفل كن ديفرانسيلاستفاده ميكنند
قفل كن ديفرانسيلدو پلوس را بايكديگريكپارچه ميكند و اتومبيلرا در مكان برﻓيو
غيرهممكن ميسازد.
حال چرخ با اصطكاك كم تا دو برابر دور جعبه هوزينگميگردد در حاليكه چرخ ديگر
حركتيندارد و در اينحال وسيلهنقليهقدرت حركت را نﺨواهد داشت زيرانيروياصطكاك
موجود در چرخ در حالبكسواد كاﻓيبراياتومبيلنيست.
براياينگونه موارد در بعضياز وسايلنقليهسنگيناز قفل كن ديفرانسيلاستفاده ميكنند
قفل كن ديفرانسيلدو پلوس را بايكديگريكپارچه ميكند و اتومبيلرا در مكان برﻓيو
غيرهممكن ميسازد.
خودروها بر اساس تعداد ديفرانسيل
به طور كليهمه خودروهايدارايسه نوع ديفرانسيلجلو،عقب و چهار هستند كه در ادامه به
انواع و كاربرد آنها پرداخته شده است.
ديفرانسيلجلوياFWD
اينديفرانسيلكه در سال١٩٠٠در ﻓرانسه توليدشد وظيفهدارد قدرت موتور را به چرخهاي
جلو منتقل كند. اينديفرانسيلدر ابتدايسالهايتوليدتنها در ماشينهايمسابقهايبه
استفاده ميشد.
ديفرانسيلعقبياRWD
يكياز قديميترينديفرانسيلها،ديفرانسيلعقب ميباشد. اينديفرانسيلوظيفهدارد كه قدرت
موتور را به محور عقب خودرو منتقل كند. اولينخودروها از ايننوع ديفرانسيلاستفاده
ميكردند.
ديفرانسيلتمام چرخAWD
به طور كليهمه خودروهايدارايسه نوع ديفرانسيلجلو،عقب و چهار هستند كه در ادامه به
انواع و كاربرد آنها پرداخته شده است.
ديفرانسيلجلوياFWD
اينديفرانسيلكه در سال١٩٠٠در ﻓرانسه توليدشد وظيفهدارد قدرت موتور را به چرخهاي
جلو منتقل كند. اينديفرانسيلدر ابتدايسالهايتوليدتنها در ماشينهايمسابقهايبه
استفاده ميشد.
ديفرانسيلعقبياRWD
يكياز قديميترينديفرانسيلها،ديفرانسيلعقب ميباشد. اينديفرانسيلوظيفهدارد كه قدرت
موتور را به محور عقب خودرو منتقل كند. اولينخودروها از ايننوع ديفرانسيلاستفاده
ميكردند.
ديفرانسيلتمام چرخAWD
درخودروهايتمام چرخ محرك )All Wheel Drive( رويهر اكسليكديفرانسيلو
مياندو اكسل نيزيكديفرانسيلوجود دارد. دليلديفرانسيلسوم حل مشكل سرعتهاي
متفاوت چرخهاياكسل جلو و عقب هنگام پيچيدناست.
ديفرانسيل٤چرخ محرك4WD
درخودروهايچهار چرخ محرك )4WD( كه در مواقع لزوم هر چهار چرخ محرك ميشوند،
ديفرانسيلسوم وجود ندارد و به جايآن در هنگام رانندگيدر حالت چهار چرخ محرك، اكسل
جلو و عقب بهيكديگرقفل ميشوندو اينبه آن معنا است كه سرعت متوسط چرخهايجلو و
عقب بايديكسانباشد. به هميندليلاست كه در هنگام رانندگيدر حالت چهار چرخ محرك
پيچيدنرويسطوح با اصطكاك باﻻ بسياردشوار ميشود.
نوع چهارچرخ محرك )4WD( با نوع تمامچرخ محرك )AWD( تفاوت كوچكيباهم دارند.
تفاوت آنها ايناست كه خودرو تمامچرخ محرك بهصورت استاندارد هر دو محور آن درگيرو
محرك هستند؛ اما نوع چهارچرخ محرك در حالت عاديﻓقطيكمحور )معموﻻ محور عقب(
محرك است و در شرايطدشوارمحيطيمانند رانندگيدر مسيرهايخارج از جاده، محور ديگر
هم درگيرميشود.
انواع ديفرانسيلماشين
ديفرانسيلهاانواع مﺨتلفيدارند كه در بر اساس كاراييموتور و كﻼس آن در خودروسازيمورد
استفاده قرار ميگيرند. در مياناينانواع مﺨتلف پنج نوع ديفرانسيلبيﺶاز باقيانواع كاربرد
دارند. اينپنج نوع عبارتند از:
ديفرانسيلباز
ديفرانسيلقفل شونده
ديفرانسيلالكترونيكي
مياندو اكسل نيزيكديفرانسيلوجود دارد. دليلديفرانسيلسوم حل مشكل سرعتهاي
متفاوت چرخهاياكسل جلو و عقب هنگام پيچيدناست.
ديفرانسيل٤چرخ محرك4WD
درخودروهايچهار چرخ محرك )4WD( كه در مواقع لزوم هر چهار چرخ محرك ميشوند،
ديفرانسيلسوم وجود ندارد و به جايآن در هنگام رانندگيدر حالت چهار چرخ محرك، اكسل
جلو و عقب بهيكديگرقفل ميشوندو اينبه آن معنا است كه سرعت متوسط چرخهايجلو و
عقب بايديكسانباشد. به هميندليلاست كه در هنگام رانندگيدر حالت چهار چرخ محرك
پيچيدنرويسطوح با اصطكاك باﻻ بسياردشوار ميشود.
نوع چهارچرخ محرك )4WD( با نوع تمامچرخ محرك )AWD( تفاوت كوچكيباهم دارند.
تفاوت آنها ايناست كه خودرو تمامچرخ محرك بهصورت استاندارد هر دو محور آن درگيرو
محرك هستند؛ اما نوع چهارچرخ محرك در حالت عاديﻓقطيكمحور )معموﻻ محور عقب(
محرك است و در شرايطدشوارمحيطيمانند رانندگيدر مسيرهايخارج از جاده، محور ديگر
هم درگيرميشود.
انواع ديفرانسيلماشين
ديفرانسيلهاانواع مﺨتلفيدارند كه در بر اساس كاراييموتور و كﻼس آن در خودروسازيمورد
استفاده قرار ميگيرند. در مياناينانواع مﺨتلف پنج نوع ديفرانسيلبيﺶاز باقيانواع كاربرد
دارند. اينپنج نوع عبارتند از:
ديفرانسيلباز
ديفرانسيلقفل شونده
ديفرانسيلالكترونيكي
ديفرانسيلLSD
ديفرانسيلتقسيمكنندهيگشتاور
بايدگفت كه ديفرانسيلهاطيسالهاياخيرتغييراتزياديكردهاند و به مرور زمان قطعات
مكانيكيآنها جايخود را به كﻼچهايالكتريكيو شيرهايكنترل سيالبرقيدادهاند.
ديفرانسيلهايبازopen differential
ايننوع ديفرانسيلاز انواع ديگركاربرد بيشتريدارد و در انواع مﺨتلف خودرو به جز مدلهاي
آﻓرود و اسﭙرت به كار ميرود. ارزان بودن آنها و قيمتتمامشدهيپايينشانرا ميتوانيكياز
دﻻيلپركاربرد بودنشان باشد. ايننوع از ديفرانسيل،گشتاور انتقالياز موتور خودرورا بيندو
چرخ تقسيمميكنددر حالتيكه هريكتواناييچرخﺶ با سرعتهايمﺨتلف دارند. اما قادر به
كنترل گشتاور نيستند. به اينمعنيكه اگريكياز چرخها كامﻼ رويزميننباشد، تمام نيروي
ارسالياز گيربكسبه همان چرخ منتقل ميشودو چرخيكه رويزميناست و تواناييبه
حركت درآوردن خودرو را دارد بدون استفاده ميماند. البته امروزه اينمشكل به واسطهي
سيستمهايكنترلپايداريتا حديرﻓع شده است.
مزايا
١. عملكرد مناسب در مسيرهايآسفالتشده و معمولي
٢. هزينهپايينتوليدو تعمير
٣. تعميراتسادهتر به دليلطراحيساده
معايب
١.انتقال همه قدرت به چرخهاييكه كمترينميزانكشﺶ را دارند
٢. ايجاددردسر برايراننده در سطوح لغزنده
ديفرانسيلتقسيمكنندهيگشتاور
بايدگفت كه ديفرانسيلهاطيسالهاياخيرتغييراتزياديكردهاند و به مرور زمان قطعات
مكانيكيآنها جايخود را به كﻼچهايالكتريكيو شيرهايكنترل سيالبرقيدادهاند.
ديفرانسيلهايبازopen differential
ايننوع ديفرانسيلاز انواع ديگركاربرد بيشتريدارد و در انواع مﺨتلف خودرو به جز مدلهاي
آﻓرود و اسﭙرت به كار ميرود. ارزان بودن آنها و قيمتتمامشدهيپايينشانرا ميتوانيكياز
دﻻيلپركاربرد بودنشان باشد. ايننوع از ديفرانسيل،گشتاور انتقالياز موتور خودرورا بيندو
چرخ تقسيمميكنددر حالتيكه هريكتواناييچرخﺶ با سرعتهايمﺨتلف دارند. اما قادر به
كنترل گشتاور نيستند. به اينمعنيكه اگريكياز چرخها كامﻼ رويزميننباشد، تمام نيروي
ارسالياز گيربكسبه همان چرخ منتقل ميشودو چرخيكه رويزميناست و تواناييبه
حركت درآوردن خودرو را دارد بدون استفاده ميماند. البته امروزه اينمشكل به واسطهي
سيستمهايكنترلپايداريتا حديرﻓع شده است.
مزايا
١. عملكرد مناسب در مسيرهايآسفالتشده و معمولي
٢. هزينهپايينتوليدو تعمير
٣. تعميراتسادهتر به دليلطراحيساده
معايب
١.انتقال همه قدرت به چرخهاييكه كمترينميزانكشﺶ را دارند
٢. ايجاددردسر برايراننده در سطوح لغزنده
٣. همچنيناينديفرانسيلهاتواناييو قابليتآﻓروديچندانيندارند. هرچند به هميندليل
معموﻻ در سواريهايشهريبه كار ميروند.
ديفرانسيلقفل شوندهوتورسن )torsen(
ديفرانسيلقفل شدنيبرايخودروها در مسيرهايجاده خاكيمناسب است. ايننوع ديفرانسيل
اجزاييدرست مانند ديفرانسيلباز دارد. به عﻼوهيكمكانيزمپنوماتيكيياهيدروليكي
الكتريكيبه منﻈور قفل شدن دوچرخدنده خروجيبه همديگر.
به طور معمول اينمكانيزمبه وسيلهيكسويﭻﻓعال ميشود ، هنگاميكه ﻓعال شد ، هر دو
چرخ با سرعت هايبرابريخواهند چرخيد. اگريكياز چرخ ها از زمينجدا شد ، به حال چرخ
ديگرﻓرقينﺨواهد كرد. درست همانند زمانيكه دو چرخ رويزمينهستند با سرعت هايبرابر
خواهند چرخيد.
معموﻻ در سواريهايشهريبه كار ميروند.
ديفرانسيلقفل شوندهوتورسن )torsen(
ديفرانسيلقفل شدنيبرايخودروها در مسيرهايجاده خاكيمناسب است. ايننوع ديفرانسيل
اجزاييدرست مانند ديفرانسيلباز دارد. به عﻼوهيكمكانيزمپنوماتيكيياهيدروليكي
الكتريكيبه منﻈور قفل شدن دوچرخدنده خروجيبه همديگر.
به طور معمول اينمكانيزمبه وسيلهيكسويﭻﻓعال ميشود ، هنگاميكه ﻓعال شد ، هر دو
چرخ با سرعت هايبرابريخواهند چرخيد. اگريكياز چرخ ها از زمينجدا شد ، به حال چرخ
ديگرﻓرقينﺨواهد كرد. درست همانند زمانيكه دو چرخ رويزمينهستند با سرعت هايبرابر
خواهند چرخيد.
ديفرانسيلتورسنيكوسيلهبه طور كامل مكانيكياست و از هيﭻگونه سيستمالكترونيكييا
كﻼچيويامايعغليظاستفاده نميكند.
كلمهتورسن )torsen( برگرﻓته از )Torque Sensing( حساسيتبه گشتاور است. زماني
كه گشتاورهايانتقاليبه هر دو چرخ برابرند درست مانند ديفرانسيلباز كار ميكند. به محض
اينكهاصطكاكيكياز چرخ ها كم شد ، اختﻼف در گشتاور باعﺚ ميشود كه در ديفرانسيل
تورسن چرخدندههابه همديگرمقيدشوند. در ايننوع ديفرانسيلطراحيچرخدنده ها نسبت
تغييرگشتاور را تعيينميكند.
ايننوع از ديفرانسيلمعموﻻ در خودروهايآﻓرود مانند جيﭗرانگلريابنزGكﻼس استفاده
ميشود. اينديفرانسلهادر مواقع ﻻزم قفل شده و تا ماداميكه ديفرانسيلقفل بماند چرخهاي
تحت تاﺛيرديفرانسيلبا سرعت برابر خواهند چرخيد. اينقابليتدر عبور از مسيرهاي
صعبالعبوربسياركارآمد است اما در مسيرهايمعموليو بﺨصوص در پيﭻهاايجاددردسر
ميكند. قفل شدن ديفرانسيلتحت كنترل راننده است و توسط دكمهايمﺨصوص درون كابين
مديريتميشود.
مزايا
١. شتاب و كارايييكنواخت
٢. همچنينعملكرد مناسب هنگام ﻓعال نبودن قفلها
٣. امكان كنترل قفل آن توسط راننده
معايب
١. سروصدايزيادقفلها
٢. ﻓشار زيادرويشفتهايمحور خودرو
كﻼچيويامايعغليظاستفاده نميكند.
كلمهتورسن )torsen( برگرﻓته از )Torque Sensing( حساسيتبه گشتاور است. زماني
كه گشتاورهايانتقاليبه هر دو چرخ برابرند درست مانند ديفرانسيلباز كار ميكند. به محض
اينكهاصطكاكيكياز چرخ ها كم شد ، اختﻼف در گشتاور باعﺚ ميشود كه در ديفرانسيل
تورسن چرخدندههابه همديگرمقيدشوند. در ايننوع ديفرانسيلطراحيچرخدنده ها نسبت
تغييرگشتاور را تعيينميكند.
ايننوع از ديفرانسيلمعموﻻ در خودروهايآﻓرود مانند جيﭗرانگلريابنزGكﻼس استفاده
ميشود. اينديفرانسلهادر مواقع ﻻزم قفل شده و تا ماداميكه ديفرانسيلقفل بماند چرخهاي
تحت تاﺛيرديفرانسيلبا سرعت برابر خواهند چرخيد. اينقابليتدر عبور از مسيرهاي
صعبالعبوربسياركارآمد است اما در مسيرهايمعموليو بﺨصوص در پيﭻهاايجاددردسر
ميكند. قفل شدن ديفرانسيلتحت كنترل راننده است و توسط دكمهايمﺨصوص درون كابين
مديريتميشود.
مزايا
١. شتاب و كارايييكنواخت
٢. همچنينعملكرد مناسب هنگام ﻓعال نبودن قفلها
٣. امكان كنترل قفل آن توسط راننده
معايب
١. سروصدايزيادقفلها
٢. ﻓشار زيادرويشفتهايمحور خودرو
٣. در خودروهايمجهز به ديفرانسيلهايقفل شونده، بريدنمحور چرخ از معضﻼت محتمل به
شمار ميرود
ديفرانسيلالكترونيكي
يكياز ﻓناوريهاينسبتا جديدديفرانسيلﻓعال كنترل الكترونيكياست. واحد كنترل
الكترونيكي)ECU( از وروديهايچند حسگر و زاويهوروديﻓرمان و شتاب جانبياستفاده
ميكندتا بتواند گشتاور را بهخوبيبينچرخهايمحرك تقسيمكند و درنتيجه،باعﺚ كاهﺶ
رﻓتارهاينامطلوب ﻓرمانپذيريمانند كمﻓرمانيشود.
اينديفرانسيلهاكه رواج آنها بيﺶاز پيﺶاست با سيستمهايكنترل پايداريدر ارتباطند و با
پايﺶو بررسيسرعت، زاويهيﻓرمان، وضعيتدريچهگاز، شتاب خودرو، درصد انحراف از
مسيرو شرايطترمز، زمان و ميزانقفل شدن محورها را دريكهزارم ﺛانيهمشﺨﺺ و اجرا
ميكنند. البته براياينديفرانسيلهاامنيتنسبت به سرعت در درجه اهميتبيشتريقرار دارد.
بنابرايننميتوانبا آنها شتاب و سرعت باﻻ را تجربه كرد.
ديفرانسيلهايﻓعال كامﻼيكﭙارچهدر خودروهاييازجمله ﻓراريF٤٣٠، ميتسوبيشيلنسر
ايوولوشن،لكسوسRC FوGS Fاستفاده ميشوندو مدل بهكاررﻓته در چرخهايعقب را
ميتواندر آكوراRLمشاهده كرد. نسﺨه توليدشدهZFنيزدر شاسيB٨آئوديS٤و آئودي
A٤ارائه ميشود. ﻓولكسواگن گلفGTIنسل هفتم نيزدر تيﭗپرﻓورمنس خود به قفل
ديفرانسيلعرضيرويمحور جلو با كنترل الكترونيكيمجهز است كه با نامVAQشناخته
ميشود.
مزايا
١. دقت بيشتر
٢. سرعت عمل باﻻتر
شمار ميرود
ديفرانسيلالكترونيكي
يكياز ﻓناوريهاينسبتا جديدديفرانسيلﻓعال كنترل الكترونيكياست. واحد كنترل
الكترونيكي)ECU( از وروديهايچند حسگر و زاويهوروديﻓرمان و شتاب جانبياستفاده
ميكندتا بتواند گشتاور را بهخوبيبينچرخهايمحرك تقسيمكند و درنتيجه،باعﺚ كاهﺶ
رﻓتارهاينامطلوب ﻓرمانپذيريمانند كمﻓرمانيشود.
اينديفرانسيلهاكه رواج آنها بيﺶاز پيﺶاست با سيستمهايكنترل پايداريدر ارتباطند و با
پايﺶو بررسيسرعت، زاويهيﻓرمان، وضعيتدريچهگاز، شتاب خودرو، درصد انحراف از
مسيرو شرايطترمز، زمان و ميزانقفل شدن محورها را دريكهزارم ﺛانيهمشﺨﺺ و اجرا
ميكنند. البته براياينديفرانسيلهاامنيتنسبت به سرعت در درجه اهميتبيشتريقرار دارد.
بنابرايننميتوانبا آنها شتاب و سرعت باﻻ را تجربه كرد.
ديفرانسيلهايﻓعال كامﻼيكﭙارچهدر خودروهاييازجمله ﻓراريF٤٣٠، ميتسوبيشيلنسر
ايوولوشن،لكسوسRC FوGS Fاستفاده ميشوندو مدل بهكاررﻓته در چرخهايعقب را
ميتواندر آكوراRLمشاهده كرد. نسﺨه توليدشدهZFنيزدر شاسيB٨آئوديS٤و آئودي
A٤ارائه ميشود. ﻓولكسواگن گلفGTIنسل هفتم نيزدر تيﭗپرﻓورمنس خود به قفل
ديفرانسيلعرضيرويمحور جلو با كنترل الكترونيكيمجهز است كه با نامVAQشناخته
ميشود.
مزايا
١. دقت بيشتر
٢. سرعت عمل باﻻتر
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.
ديفرانسيلهايلغزش محدود نوع كﻼچيl)differenƟaslip–limit(LSD
اينديفرانسيلهارا بيشتردر خودروهايمسابقهايشاهد هستيم. كﻼچدر آنها به محورهاي
خودرو وصﻼست. در اينديفرانسيلهاكه به ديفرانسيلهايلغزش محدود نيزمعروف هستند،
محور توسطيكرمﭗ كه كﻼچ را تحت ﻓشار ميگذاردقفل ميشود. اينامر برايراننده امكان
كنترلقفل ديفرانسيلرا در پيﭻهاممكن ميسازد.عملكرد رمﭗ در ايننوع ديفرانسيلبه
موقعيتدريچهگاز بستگيدارد
اينديفرانسيلهارا بيشتردر خودروهايمسابقهايشاهد هستيم. كﻼچدر آنها به محورهاي
خودرو وصﻼست. در اينديفرانسيلهاكه به ديفرانسيلهايلغزش محدود نيزمعروف هستند،
محور توسطيكرمﭗ كه كﻼچ را تحت ﻓشار ميگذاردقفل ميشود. اينامر برايراننده امكان
كنترلقفل ديفرانسيلرا در پيﭻهاممكن ميسازد.عملكرد رمﭗ در ايننوع ديفرانسيلبه
موقعيتدريچهگاز بستگيدارد
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
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