دنده ماشین (دیفرانسیل)

[just mechanic]

دنده ماشین چگونه کار می کند؟

تا به حال پشت فرمان ماشین نشسته اید؟ پیش دست راننده چطور؟ همیشه اولین سوالی که برای بچه ها در این موقعیت پیش می آید این است که چرا راننده مجبور است مدام دنده عوض کند؟ چرا نمی شود فقط با بیشتر گاز دادن، تندتر رفت؟

اگر کمی درباره دنده بدانید، سوال هایتان هم کمی پیشرفته تر می شود. ممکن است از خودتان بپرسید وقتی در دنده عوض کردن اشتباه می کنید، آیا دنده ها خرد می شوند یا اینکه وقتی کلاچ را زود رها می کنید یا دیر کلاچ می گیرید، سر و صدایی که می شنوید از کجا می آید. آیا ممکن است در اثر رانندگی اشتباه، دنده ها خراب شوند؟
دنده چه کار می کند؟


dabde.jpg
ماشین ها دنده می خواهند چون دور موتور آنها نباید از حد معینی بالاتر رود. اگر دقت کرده باشید در کنار سرعت سنج ماشین ها عقربه دیگری وجود دارد که دور موتور را نشان می دهد. در قسمت انتهایی این عقربه ناحیه ای وجود دارد که با رنگ قرمز مشخص شده است. اگر موتور ماشین مدتی در این محدوده کار کند، از کار می افتد. اگر سرعت کار موتور از حد معینی تجاوز کند حتی ممکن است باعث انفجار آن شود.
علاوه بر این، بیشترین توان و گشتاور موتور در یک محدوده خاص از دور موتور به دست می آید و هرچه از این محدوده دور شویم، توان موتور افت می کند. کاری که دنده می کند اینست که بدون تغییر دور موتور، امکان رسیدن به سرعت های مختلف را فراهم می نماید. با دنده عوض کردن موتور را در بهترین وضعیت خود حفظ می کنید، اما در عین حال می توانید در سرعت های مختلف برانید.

ادامه مطلب در فایل ضمیمه

[just mechanic]

وظایف دیفرانسیل ومفهوم قفل دیفرانسیل
دوروگشتاوری که از جعبه دنده اصلی یا جعبه کمک خارج شدهوارد قسمت دیگری از سیستم انتقال قدرت به نام دیفرانسیل می گردد.
دوروگشتاوری که از جعبه دنده اصلی یا جعبه کمک خارج شدهوارد قسمت دیگری از سیستم انتقال قدرت به نام دیفرانسیل می گردد.این مرحله در اتومبیل آخرین مرحله انتقال قدرت به حساب می آید ولی در تراکتورکاهنده نهایی آخرین مرحله ی انتقال قدرت می باشد.در دیفرانسیل که مورد بحث ما می باشد،تبدیل هایی انجام می شود که دراین گفتار به شرح آن می پردازیم.
موتوری را در نظر بگیرید حرکت دورانی این موتورباید به چرخها که مقصد نهایی آن است انتقال داده شود تا منجر به حرکت تراکتور گردد.حرکت موتور مذکور با عبوراز مسیر های مختلف به مرحله ای می رسد که باید به چرخهای چپ وراست تقسیم شود یعنی درواقع بایدحرکت به اندازه90درجه تغییر مسیر دهد تا به چرخها منتقل شود.حال اگر بوسیله یک پینیون حرکت دورانی را به یک کرانویل انتقال داده شودوکرانویل به نوبه خود دو چرخ دنده جانبی را در طرفین خود به حرکت در آورد می توان مسیر حرکت را به اندازه90درجه تغییر داد، این سیستم که تقسیم حرکت را انجام می دهد می توان یک دیفرانسیل نامید.اگر حرکت تراکتور منوط به حرکت مستقیم باشد ، می توان گفت این دیفرانسیل کامل است اما تراکتور وسیله ای است که دائماً در حال تغییر جهت است در این تغییرجهت ها باید دیفرانسیل هماهنگی لازم را بین چرخهای تراکتور به وجود آورد.برای تامین این هماهنگی باید به دیفرانسیلی که در بالا ذکر شد چهار عدد هرزگرد اضافه شود.هرزگردها در دور زدن تراکتورباعث می شوندکه ازطریق کاهش وافزایش تعداد دور چرخها نسبت به یکدیگر هماهنگی لازم برای دور زدن بین چرخها به وجود آورند.
با توجه به شکل(1) فرض می کنیم تراکتور درحال دور زدن به طرف راست می باشد.سرعت چرخ سمت راست دارای سرعت کمتر نسبت به چرخ سمت چپ است(اگر از عقب تراکتور به مسیر نگاه کنیم)یعنی با توصیفی دیگرچرخ نزدیک به مرکز چرخش برروی دایره به شعاع کمتر نسبت به چرخ سمت چپ می چرخدودر نتیجه مسیر کوتاهتری خواهد داشت با توجه به شکل(1)چرخی که در شعاع است مسیر داخلی کوتاهتروچرخی در شعاع مسیر طولانی تری خواهد داشت. همانطور که گفته شد یکی از وظایف دیفرانسیل هماهنگ کردن چرخها در گردش به طرفین است.تصور کنید که اگر دیفرانسیل این هماهنگی سرعت را به وجود نمی آوردچه اتفاقی می افتاد؟ بدون شک چون سرعت چرخها مساوی است در دور زدن های تند وسریع ، تراکتور واژگون خواهد شد ویا به قسمت انتقال نیرو (شافت واکسل چرخ)تراکتور صدمات زیادی وارد می شود.
حال با درک سرعت چرخها در دور زدن به چگونگی حرکت هرزگردها در حرکت مستقیم ودر سرپیچ ها می پردازیم .
هرزگردها درمحفظه دیفرانسیل دارای حرکت انتقالی و وضعی می باشند ،منظور از حرکت انتقالی هرز گردها چرخیدن این دنده ها همراه محورشان حول چرخ دنده های جانبی متصل به شافت اکسل چرخها می باشدوغرض ازچرخش وضعی آنها چرخیدن حول محور خود دنده های هرز گرد می باشد.زمانی که تراکتور در مسیرمستقیم حرکت می کند هرزگرد ها حرکت وضعی نداشته وفقط دارای حرکت انتقالی می باشند(شکل2)ولی هنگام دور زدن ، هرزگردها هم دارای حرکت وضعی وهم دارای حرکت انتقالی می باشند(شکل3)یعنی در واقع حرکت وضعی هرزگردها باعث اختلاف سرعت بین چرخهای تراکتور در سر پیچ می باشند .




شکل 1) نمایی از گردش تراکتور به سمت راست



بطور کلی می توان وظایف زیر را برای یک دیفرانسیل برشمرد :
1-کاهش سرعت وافزایش گشتاور(دردر پیک صنعت شماره 197 کاملاً تشریح شد)
2-تغییر 90درجه ای حرکت از جعبه دنده به چرخ ها
3- ایجاد هماهنگی بین چرخ ها در درور زدن تراکتور

مفهوم قفل دیفرانسیل

باتوجه به فوایدی که برای دیفرانسیل تشریح شد بعضی از مواقع دیفرانسیل یک مزاحم به حساب می آید وکار راننده تراکتور را سخت خواهد کرد.حتماً شما بکسوات یک خودرو یا تراکتور را دیده اید چرخی که بکسوات می کند دارای کشش کمتری است زیرا اصطکاک زیر چرخ ها کم است وعلت آن نبودن سطح تماس لاستیک با زمین است در چنین مواقعی چرخی که بکسوات می کند بیشترین توان را دریافت می کند ولی به علت نبودن اصطکاک در بین چرخ وزمین تراکتور نمی تواند حرکت کند باید به این نکته توجه داشت گشتاور روی اکسل تراکتور در هر دو طرف مساوی است وهر دو اکسل نمی توانند گشتاور بیشتری نسبت به یکدیگر داشته باشند در نتیجه این تراکتور حرکت نخواهد کرد ویا اگر حرکت کند دور خود خواهد چرخید.
حال با این اوصاف در دیفرانسیل چه اتفاقی می افتدوحرکت هرزگردها چگونه است؟هرزگردها نه نتها هنگام دور زدن در سرپیچ ها به کار می افتند بلکه هر زمانیکه اصطکاک زیر یک چرخ به علت قرار گرفتن در گل و لای ویا دربرف ویخ کم باشد شروع به حرکت وضعی وانتقالی می کننددر نتیجه ی این حرکت هرزگردها ،چرخی با سرعت کمترویا بدون حرکت وچرخی دیگر با سرعت بیشتر خواهد چرخید،چرخی که دارای سرعت زیادتری است بیشترین نیرو را از دیفرانسیل صرف خواهد کرد.برای خارج شدن از این بحران باید حرکت وضعی هرزگردها متوقف شود اگر این امر صورت گیرد دیفرانسیل قفل خواهد شد.یعنی در واقع منظور از قفل دیفرانسیل انتقال وتقسیم نیروی وارده بر کرانویل به هر دو چرخ به طور مساوی می باشداگرچه با قفل دیفرانسیل نیروی دو چرخ برابر خواهد شد ولی گشتاورآنها برابر نیست ،گشتاوربرروی چرخی که در زمین سخت قرار گرفته است بیشتر می شودوبه راحتی می تواند تراکتور را از آن منطقه خارج کند.به طور کلی می توان بیان کرد که زمانی می توانیم دیفرانسیل را قفل کنیم وحرکت وضعی هرزگردها را متوقف نمایم که هردو اکسل چپ وراست را به هم قفل کنیم البته با این کا ر هرزگردها هنوز دارای حرکت وضعی می باشند.
درهنگام استفاده از قفل دیفرانسیل باید اجباراً در مسیر مستقیم حرکت کرد، اگر راننده بخواهد با دیفرانسیل قفل به طرفین گردش کند، اگر سرعت تراکتور زیاد باشد بدون شک تراکتور واژگون خواهد شد واگرسرعت آن درحد واژگونی نباشد به شافت واکسل ودیفرانسیل صدمه وارد می شود.

[mohammadmech]

ممنون از just mechanic و اظلاعات نوضیح داداه شده در پست #2
مطالبی که بیان شد در مورد خودرو و بیشتر وسایل نقلیه هم صادق است. دوستانی که مایلند درباره دیفرانسیل و تکنولوژی های روز بیشتر بدانند به مطالب زیر رجوع کنند.

دیفرانسیل ZF vector (فیلم):
تا ثانیه 35 خودرو در مسیر مستقیم و بدون هیچگونه لغزشی (نسبی ببن چرخها) حرکت می کند. در این مدت (دو تا) چرخ هرزگرد حول محور نگه دارنده در مرکز خود دوران نمی کنند. به عبارت دیگر سرعت دورانی و کشتاور هر دو چرخ برابر است.
تا ثانیه 55 خودرو دوران به راست دارد. در ارن مدت چرخ سمت راست سرعت دورانی کمتر و گشتاور بیشتری نسبت به چرخ سمت چپ دارد.
نکته بسیار مهم در تحلیلهای دینامیکی ارتفاع مرکز جرم و نیروی جانب مرکز عبوری از مرکز جرم خودرو می باشد. (بعضی از اصل دالامبر استفاده می کنند اگر دوست دارید از این اصل استفاده کنید، در دانشگاه استنفورد هم پذیرفته است).

دیفرانسیل Eaton ELocker (فیلم):
اگر به ثانیه 60 61 دقت کنید، چرخ هایی که با زمین تماس ندارند دوران نیز ندارند. این کاری است که قفل دیفرانسیل انجام میدهد. بدون قفل دیفرانسیل چرخی که در تماس با زمین است دوران نخواهد داشت و خودرو قادر به ادامه حرکت نخواهد بود در حالی که چرخی که با زمین تماس ندارد با سرعت زیادتری خواهد چرخید اگر بیشتر گاز بدهید.

اگر یک چرختان فقط با زمین تماس دارد و خوروتان به قفل دیفرانسیل مجهز نیست چه باید کرد؟
به هر سمتی که میخواهید حرکت کنید دنده را در حالت مخالف آن قرار دهید.
کم کم گاز دهید تا چرخ شروع به هرزگردیدن کند.
سرعت را تا حدی که دور موتور خیلی بالا نرود ببرید بالا
دنده و کلاچ در همان حاات درگیر باشند.
آهسته پا را از گاز بردارید.
چرخ درگیر بازمین در مسیر دلخواه شما حرکت خواهد کرد.
گاز دادن بیشتر و برداشتن سریعتر پا از روی گاز گشتاور حرکت را بالا خواهد برد اما مراقب صدمه زدن به اتصالهای بین اجزای دیفرانسیل باشید.
(این روش توصیه نمیشود مخصوصا اگر خودروتان دیفرانسیل عقب نیست ولی به عنوان آخرین چاره)

دلیل حرکت انتقال انرژی مکانیکی ذخیره شده در چرخی که در تماس با زمین نیست و انتقال آن به چرخ سمت مقابل است. (وقتی به تعویض هر دو چرخ یک دیفرانسل میپردازید به اثر دوران یکی از چرخها بر دیگری دقت کنید)


منتظر مطالب تکمیلی در رابطه با دیف (همان دیفرانسیل) و قفل دیف باشید.

[امین قیاسی 1986]

سلام
با تشكر از ارسال هاي مفيدتان
تاپيك به بخش مربوطه منتقل شد (مكانيك خودرو )

[just mechanic]

ممنون از just mechanic و اظلاعات نوضیح داداه شده در پست #2
مطالبی که بیان شد در مورد خودرو و بیشتر وسایل نقلیه هم صادق است. دوستانی که مایلند درباره دیفرانسیل و تکنولوژی های روز بیشتر بدانند به مطالب زیر رجوع کنند.

دیفرانسیل ZF vector (فیلم):
تا ثانیه 35 خودرو در مسیر مستقیم و بدون هیچگونه لغزشی (نسبی ببن چرخها) حرکت می کند. در این مدت (دو تا) چرخ هرزگرد حول محور نگه دارنده در مرکز خود دوران نمی کنند. به عبارت دیگر سرعت دورانی و کشتاور هر دو چرخ برابر است.
تا ثانیه 55 خودرو دوران به راست دارد. در ارن مدت چرخ سمت راست سرعت دورانی کمتر و گشتاور بیشتری نسبت به چرخ سمت چپ دارد.
نکته بسیار مهم در تحلیلهای دینامیکی ارتفاع مرکز جرم و نیروی جانب مرکز عبوری از مرکز جرم خودرو می باشد. (بعضی از اصل دالامبر استفاده می کنند اگر دوست دارید از این اصل استفاده کنید، در دانشگاه استنفورد هم پذیرفته است).

دیفرانسیل Eaton ELocker (فیلم):
اگر به ثانیه 60 61 دقت کنید، چرخ هایی که با زمین تماس ندارند دوران نیز ندارند. این کاری است که قفل دیفرانسیل انجام میدهد. بدون قفل دیفرانسیل چرخی که در تماس با زمین است دوران نخواهد داشت و خودرو قادر به ادامه حرکت نخواهد بود در حالی که چرخی که با زمین تماس ندارد با سرعت زیادتری خواهد چرخید اگر بیشتر گاز بدهید.

اگر یک چرختان فقط با زمین تماس دارد و خوروتان به قفل دیفرانسیل مجهز نیست چه باید کرد؟
به هر سمتی که میخواهید حرکت کنید دنده را در حالت مخالف آن قرار دهید.
کم کم گاز دهید تا چرخ شروع به هرزگردیدن کند.
سرعت را تا حدی که دور موتور خیلی بالا نرود ببرید بالا
دنده و کلاچ در همان حاات درگیر باشند.
آهسته پا را از گاز بردارید.
چرخ درگیر بازمین در مسیر دلخواه شما حرکت خواهد کرد.
گاز دادن بیشتر و برداشتن سریعتر پا از روی گاز گشتاور حرکت را بالا خواهد برد اما مراقب صدمه زدن به اتصالهای بین اجزای دیفرانسیل باشید.
(این روش توصیه نمیشود مخصوصا اگر خودروتان دیفرانسیل عقب نیست ولی به عنوان آخرین چاره)

دلیل حرکت انتقال انرژی مکانیکی ذخیره شده در چرخی که در تماس با زمین نیست و انتقال آن به چرخ سمت مقابل است. (وقتی به تعویض هر دو چرخ یک دیفرانسل میپردازید به اثر دوران یکی از چرخها بر دیگری دقت کنید)


منتظر مطالب تکمیلی در رابطه با دیف (همان دیفرانسیل) و قفل دیف باشید.

ممنون دوست عزیز
منتظر مطالب جدیدتون هستیم

[mohammadmech]

مطالب تکمیلی در رابطه با دیفرانسیل ایتون (به فایل ضمیمه رجوع کنید). اگر بخشی شفاف نبود اطلاع دهید تا اصلاح گردد.

[just mechanic]

مطالب تکمیلی در رابطه با دیفرانسیل ایتون (به فایل ضمیمه رجوع کنید). اگر بخشی شفاف نبود اطلاع دهید تا اصلاح گردد.

از ارسال مطلب تکمیلیتون ممنون