عملکرد دیفرانسیل

هنگامی که خودرو در مسیر مستقیم حرکت می کند، دنده هرزگرد با کرانویل می چرخد و حرکتی حول محور خود ندارد. بنابراین دنده های کناری متصل به دنده هرزگرد با سرعت یکنواخت می چرخند. این یعنی وقتی خودرو در یک مسیر مستقیم در حال حرکت است کرانویل و دنده هرزگرد به صورت یکسان و با هم می‌چرخند و به این دلیل هر دو چرخ سرعت یکسانی را در این حالت دارند.

اما هنگامی که خودرو در پیچ قرار بگیرد و یا نیاز به دور زدن باشد عملکرد دیفرانسیل متفاوت می شود. برای مثال در نظر بگیرید که خودرو به سمت راست بپیچد. در این حالت چرخ سمت چپ خودرو چون مسیر بیشتری را نسبت به چرخ سمت راست باید طی کند.در نتیجه سرعت بیشتری می گیرد. اگر در این حالت، دوچرخ خودرو با میله ای صلب به یکدیگر متصل باشند، در سرعت های بالا خودرو از مسیر خود خارج می‌شود. اما با وجود دیفرانسیل خودرو به راحت می تواند در پیچ ها تغییر مسیر دهد.در این حین در دیفراسیل، دنده هرزگرد علاوه بر این که همراه با کرانویل می چرخد حول محور خود نیز چرخش دارد.

در هنگام چرخش خودرو به سمت راست، با توجه به بحث های مکانیکی و محاسبات چرخ دنده ها وقتی که دنده هرزگرد هم به صورت هرزگردی می چرخد و هم در حال چرخش با کرانویل است سرعت دنده کناری چپ برابر با مجموع سرعت های چرخشی و هرزگردی است و سرعت دنده کناری راست برابر منهای سرعت‌های چرخشی و هرزگردی می باشد.

با این تفسیر می توان گفت که در این حالت، سرعت دنده کناری چپ بیشتر از دنده کناری راست می باشد و با این عملکرد، دیفرانسیل می تواند چرخ های خودرو را در مواقع مورد نیاز با سرعت های متفاوتی به چرخش در بیاورد.همین حالت برای خودرو در هنگام دور زدن به چپ نیز به صورت برعکس اتفاق می افتد.

اما دیفرانسیل علاوه بر اینکه امکان چرخش چرخ های خودرو با سرعت های مختلف را فراهم می کند کاربردهای دیگری نیز دارد. یکی از این کاربردها این است که در سیستم دیفرانسیل به دلیل محیط بیشتر کرانویل نسبت به دنده پینیون، دیفرانسیل سرعت انتقالی به چرخ ها را کاهش داده و می تواند گشتاور منتقل شده به چرخ ها را افزایش دهد.

اما دیفرانسیل استاندارد با تمام مزایای خود دارای یک ایراد عمده نیز است! از آنجاییکه دیفرانسیل نیروی یکسانی را به چرخ ها انتقال می دهد و می تواند چرخ ها را با سرعت های متفاوت بچرخاند، در صورتیکه خودرو در حالتی قرار بگیرد که یکی از چرخ های آن در سطحی با اصطکاک کمتر قرار داشته باشد، دیفرانسیل استاندارد قدرت بیشتری از موتور را به چرخ کم اصطکاک تر منتقل می کند و در نتیجه خودرو در چنین مسیری به دلیل لغزش یک چرخ قادر به حرکت به آسانی نخواهد بود.

این مورد یکی از مشکلات اساسی دیفرانسیل های استاندارد است و عیب بزرگی در خودرو محسوب می‌شود.اما این مشکل متخصصین و مهندسین خودروسازی را بر آن داشت تا با طراحی و نصب سیستم های کنترل الکترونیکی همچون کنترل پایداری و کنترل کشش بر روی خودروها بتواند میزان اصطکاک چرخ ها با زمین و نیروی منتقل شده به هرچرخ را کنترل کنند تا بتوانند این مشکل بزرگ سیستم دیفرانسیل استاندارد را مرتفع سازند.