Alles, was Sie über Differential wissen müssen

Kenntnisse über Differenziale beginnen bei der Funktionsweise eines Automotors bis hin zum Getriebesystem. Nun, die kurze Erklärung ist, dass die Krafterzeugung vom Motor mit Hilfe des Übertragungssystems auf das Rad übertragen wird. Der Vorteil des Differenzials besteht darin, dass es die Leistung vom Motor aufteilt und die Räder dazu bringt, sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu bewegen.

Heute werden wir uns Definition, Funktionen, Funktionsweise, Teile, Anwendungen sowie Vor- und Nachteile eines Differenzialsystems in einem Automobil ansehen.

Lesen Sie: Arbeitsprinzip des manuellen und automatischen Getriebesystems

Was ist ein Differential?

Ein Differential ist ein Mechanismus, der das Drehmoment eines Motors auf die Räder überträgt, um die Leistung aufzuteilen, sodass sich die Räder mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegen können. bei geradeausfahrt hat das differenzial keine wirkung. Der Effekt tritt auf, wenn das Fahrzeug versucht, eine Kurve zu fahren, was dazu führt, dass sich das Rad mit einer anderen Geschwindigkeit bewegt.

Funktionen des Differentials in einem Fahrzeug:

Das Differential hat die folgenden drei Funktionen an den Rädern des Fahrzeugs:

• Um die Motorleistung an den Rädern zu unterstützen
• Übertragen Sie die Kraft auf die Räder, während sie sich mit einer anderen Geschwindigkeit drehen
• Fungiert als letzte Untersetzung im Fahrzeug, indem die Drehzahl des Getriebes zum letzten Mal verlangsamt wird, bevor es zum Rad übergeht
• Eine weitere Funktion des Differenzials besteht darin, den Kraftfluss um 90 Grad zu drehen

Hauptteile des Differentialsystems:

die folgenden sind die Teile des Differentials:

• Pinion Drive Gear:Der Differentialteil überträgt die Kraft von der Antriebswelle (Propellerwelle) auf den Zahnkranz.
• Hohlrad:Das Hohlrad überträgt Kraft auf die Differentialgehäusebaugruppe.
• Spider Gears:Diese Komponente ist das Herzstück des Differenzials.
• Differenzialgehäusebaugruppe:Dieses Teil hält das Zahnrad und treibt die Achse an.
• Hintere Antriebsachse:Sie überträgt das Drehmoment von der Differentialbaugruppe auf die Antriebsräder.

Arten von Differential:

Unten sind die Arten von Differentialen aufgeführt:

• Differenzial öffnen :Das offene Differential teilt das Motordrehmoment in zwei Ausgänge auf und lässt die Räder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren. Es ist oft in Familienlimousinen und Kleinwagen zu finden. Wenn ein Reifen die Traktion verliert, verliert der gegenüberliegende Reifen auch an Leistung.
• Sperrdifferenzial :Beim Sperrdifferential drehen sich verbundene Räder mit der gleichen Geschwindigkeit, was das Wenden für jedes Fahrzeug, das ein solches trägt, sehr schwierig macht. Es ist oft in Jeep Wranglers und den meisten Full-Size-Trucks zu sehen.
• Sperrdifferenzial :Diese Art von Differential kombiniert sowohl das offene als auch das Sperrdifferential. Es wird häufig in Sportfahrzeugen wie dem Nissan 370Z und dem Mazda MX-5 Miata verwendet. Das Differenzial fungiert normalerweise als offenes Differenzial, sperrt jedoch automatisch, wenn ein Schlupf auftritt. Beim Sperrdifferential wird die Sperrung auf eine der drei Arten erreicht – viskose Flüssigkeit, Kupplungspark oder ein komplexer Getriebezug.
• Torque-Vectoring-Differential :Diese Art von Differenzial verwendet einen zusätzlichen Getriebezug. Es stimmt das an jedes Antriebsrad abgegebene Drehmoment fein ab. Es ist oft im BMW x5 M oder Lexus RC F zu finden. Es kann einfacher sein, die Drehung des Autos um eine Ecke zu verlangsamen oder zu beschleunigen.

Lesen Sie: Arten von Differenzialen und ihre Funktionen

Anwendungen des Differentials bei einem Fahrzeug:

In einem Fahrzeug ist das Differenzial so ausgelegt, dass es ein Paar Räder antreibt, da sie sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen können. Fahrzeuge ohne Differential, wie z. B. „Karts“, haben Schwierigkeiten, eine geeignete Kurve zu fahren, da beide Antriebsräder gezwungen sind, sich mit der gleichen Geschwindigkeit zu drehen. In seiner Situation wird die Achse von einem einfachen Kettenantriebsmechanismus angetrieben. Bei einer Kurvenfahrt mit einem solchen Fahrzeug legt das kurveninnere Rad eine kürzere Strecke zurück als das kurvenäußere Rad. Dadurch wird das Differenzial unbrauchbar, da sich entweder das innere Rad zu schnell oder das äußere Rad zu langsam dreht. Dies führt jedoch zu einem schwierigen und unvorhersehbaren Handling, beschädigt Reifen und Straßen und verschmutzt den Antriebsstrang.

Bei den Anwendungen eines Differenzials in heckgetriebenen Automobilen hilft die Kardanwelle beim Eingriff. Dies wird mit einem Hypoidgetriebe (Ring und Ritzel) erreicht. Das Hohlrad ist auf dem Träger der Planetenkette montiert, die das Differenzial bildet. Dieses Hypoidgetriebe ist ein Kegelrad, das die Drehrichtung des Antriebs ändert.

Funktionsprinzip des Differentials

Das Funktionsprinzip eines Differentials in einem Fahrzeug ist für die moderne Version ziemlich kompliziert, aber interessant. Lassen Sie mich ein beschreibendes Beispiel geben; Wenn ein Auto nach rechts abbiegt, kann das Hauptgetriebe 10 volle Umdrehungen machen. Zu diesem Zeitpunkt wird das linke Rad mehr Umdrehungen machen, weil es mehr Federweg benötigt, und das rechte Rad wird weniger Umdrehungen machen, da es weniger Weg zurücklegen muss. Die Sonnenräder, die die Achshalbwellen antreiben, rotieren im Verhältnis zum Hohlrad unterschiedlich schnell (einmal schneller, einmal langsamer). Das bedeutet jeweils 2 volle Umdrehungen (4 volle Umdrehungen relativ zueinander), wodurch das linke Rad 12 Umdrehungen und das rechte Rad 8 Umdrehungen macht.

Die Drehung des Hohlrads ist die durchschnittliche Drehung der seitlichen Sonnenräder. Dies führt dazu, dass das Getriebe im Gang ist und verhindert, dass sich das Hohlrad im Differential dreht, wenn das Fahrzeug ausgeschaltet ist.

Bei der Arbeit des Differentials wird das Eingangsdrehmoment auf das Hohlrad (blau) aufgebracht, das den gesamten Träger (blau) dreht. Der Steg ist nur über das Planetenrad (grün) mit beiden Sonnenrädern verbunden. Das Drehmoment wird über das Planetenrad auf die Sonnenräder übertragen. Das Planetenrad dreht sich um die Achse des Trägers, der die Sonnenräder antreibt. Das Planetenrad dreht sich, ohne sich um die eigene Achse zu drehen, wenn der Widerstand an beiden Rädern gleich ist, was beide Räder mit der gleichen Geschwindigkeit dreht. Wenn jedoch das linke Sonnenrad (rot) auf Widerstand trifft, dreht sich das Planetenrad (grün) mit. Verlangsamen des linken Sonnenrads bei gleicher Beschleunigung des rechten Sonnenrads (gelb).

Das folgende Video erklärt, wie Differential funktioniert:

Vor- und Nachteile des Differentials:

Vorteile

Im Folgenden sind die Vorteile des Differentials aufgeführt:

• Es ist resistent gegen EM (elektromagnetische) Interferenzen, da Differenzsignale auf symmetrischen Leitungen übertragen werden.
• hilft bei der Minimierung von elektronischem Übersprechen.
• Es kann für Hochgeschwindigkeitsübertragungsleitungen mit guter Qualität aufgrund von Rauschunterdrückung und geringerer Strahlung verwendet werden. Somit kann sowohl eine Gleichtaktunterdrückung als auch eine verbesserte Stromversorgungsunterdrückung erreicht werden.
• Höhere Gesamtsignalschwankungen können erreicht werden.
• Es bietet eine inhärente Unterdrückung von Harmonischen gerader Ordnung. Einige Vorverzerrungstechniken werden verwendet, um ungeradzahlige Harmonische zu reduzieren.

Nachteile

Trotz der großen Vorteile des Differentials treten immer noch einige Einschränkungen auf. Unten sind die Nachteile des Differentials aufgeführt:

Das ist alles für diesen Artikel, der die Definition, Typen, Arbeitsprinzipien, Funktionen, Teile und Anwendungen von Differential enthält. Ich hoffe, Sie haben die Lektüre genossen, wenn ja, kommentieren, teilen und empfehlen Sie diese Seite anderen technischen Studenten. Danke!