Sommige mensen zeggen: "Een differentieel laat het linker- en rechterwiel vanzelf draaien- daar is niets ingewikkelds aan." Hoewel dat eenvoudig klinkt, gaat het feitelijk voorbij aan het cruciale punt.
Het fundamentele probleem dat een differentieel oplost, is niet simpelweg de wielen ‘laten draaien zoals ze willen’; het zorgt er eerder voor dat het voertuig vermogen kan overbrengen, terwijl de linker en rechter aandrijfwielen tijdens een bocht met verschillende snelheden kunnen draaien. Het begrijpen van dit onderscheid is de eerste stap om te begrijpen hoe een differentieel werkt.
01. Zonder differentieel wordt draaien een groot probleem
Neem een realistisch- scenario: twee mensen lopen naast-aan-zij en maken een bocht. De persoon aan de buitenkant moet langere, snellere stappen zetten, terwijl de persoon aan de binnenkant kleinere stappen zet. Hetzelfde principe is van toepassing op een auto die een bocht maakt.-De buitenste wielen maken een grotere boog en de binnenste wielen een kleinere boog, waardoor ze verschillende rotatiesnelheden nodig hebben.
Analyse van differentiële structuur en principes _ Pacific Auto Network
Dit is precies waar vroege voertuigen met vaste-asaangedreven wielen in de problemen kwamen. Omdat het linker- en rechterwiel met elkaar verbonden waren door een stijve as, werden ze gedwongen met dezelfde snelheid te draaien. Dit werkte prima als je rechtuit reed, maar in een bocht-waar de wielen eigenlijk met verschillende snelheden moesten draaien-waardoor ze gesynchroniseerd moesten blijven, zorgden ze ervoor dat ze tegen elkaar gingen vechten.
Je kunt dit visualiseren als twee mensen die een bocht maken met hun benen aan elkaar gebonden: de persoon aan de buitenkant wil sneller gaan, terwijl de persoon aan de binnenkant langzamer wil gaan, wat voor beiden een lastige, ongecoördineerde beweging oplevert.
Daarom is de primaire functie van een differentieel het voldoen aan de essentiële behoefte dat de linker en rechter aandrijfwielen tijdens bochten met verschillende snelheden draaien; rijstabiliteit is eenvoudigweg een van de praktische voordelen die hieruit voortvloeien. Als iemand in toekomstige gesprekken over auto's het differentieel louter als een 'prestatiecomponent' beschrijft, kun je vragen: 'Hoe zouden de linker en rechter aandrijfwielen zonder dit differentieel omgaan met de verschillende afstanden die ze moeten afleggen bij het nemen van bochten?'
02. Differentiëlen van het type versnelling-: verschillende toestanden voor draaien en rechtdoor-rijden
De versnellingsverschillen in moderne auto's zien er misschien complexer uit dan je zou verwachten, maar het onderliggende concept blijft hetzelfde: er moet kracht worden overgedragen, maar de wielen aan weerszijden moeten hun rotatiesnelheid kunnen aanpassen op basis van de verschillende afstanden die ze afleggen.
Het bestaat uit componenten zoals het differentieelhuis, planetaire tandwielen (of spintandwielen), planetaire tandwielassen en zijtandwielen (of astandwielen). Bij rechtuit rijden leggen het linker- en rechterwiel ongeveer dezelfde afstand af. Het interne mechanisme van het differentieel werkt als een gesynchroniseerde eenheid: de planetaire tandwielen draaien mee met de behuizing, maar draaien niet om hun eigen as, waardoor beide wielen met dezelfde snelheid blijven draaien.
Bij het keren verandert de situatie. Het buitenste wiel moet sneller draaien, terwijl het binnenste wiel langzamer moet draaien. Op dit punt beginnen de planetaire tandwielen naast het draaien ook om hun eigen assen te draaien, waardoor dit snelheidsverschil effectief wordt "geaccommodeerd". Deze snelheidsaanpassing gebeurt automatisch en vereist geen tussenkomst van de bestuurder.
Onthoud deze formule: Snelheid linkerwiel + Snelheid rechterwiel=2 × Differentiële snelheid behuizing. Bij het draaien komt de hoeveelheid waarmee de ene kant versnelt precies overeen met de hoeveelheid die de andere kant vertraagt; de totale som blijft constant.
03. Open differentiëlen: geweldig bij het draaien, maar hinderlijk bij het uitglijden
Op dit punt zouden veel mensen natuurlijk tot de conclusie kunnen komen dat, aangezien het differentieel ervoor zorgt dat de linker- en rechterwielen met verschillende snelheden kunnen draaien, het onder alle rijomstandigheden effectief moet zijn.
Dat is precies waar het probleem ligt. Hoewel open differentiëlen soepel werken tijdens standaard bochten, kunnen ze aanzienlijke tekortkomingen aan het licht brengen op oppervlakken met weinig-tractie-zoals natte, ijzige of modderige wegen.
Diagram van de volledige chassisstructuur van een auto - Pacific Auto Encyclopedia
Het fundamentele principe van een open differentieel is dat de kracht naar de kant stroomt die het gemakkelijkst te besturen is. Met andere woorden: de kant met de minste weerstand krijgt de hoogste rotatiesnelheid.
Op normale wegen werkt dit prima, maar de situatie verandert als een wiel op ijs komt of het contact met de grond verliest (in de lucht hangt). Het slippende wiel ondervindt weinig weerstand, waardoor alle kracht naar die kant stroomt; het wiel dat in de lucht draait, racet snel, terwijl het wiel met daadwerkelijke tractie geen kracht ontvangt.
Het is alsof je met één voet op droge grond staat en de andere op ijs: de voet op het ijs zwaait wild heen en weer, maar je lichaam kan geen effectief hefboomeffect of voorwaarts momentum genereren.
Daarom is het idee dat "het hebben van een differentieel betekent dat je je geen zorgen hoeft te maken over uitglijden" onjuist. Open differentiëlen blinken uit in het beheersen van snelheidsverschillen tijdens bochten
s, maar ze hebben moeite met het omgaan met het vermogensverlies dat optreedt wanneer een enkel wiel grip verliest. 04. Beperkt-Slip Differential (LSD): het aanpakken van wielspin
Het beperkte-slipdifferentieel-algemeen bekend als de LSD-wordt gedefinieerd door de woorden 'beperkte slip'.
Het elimineert het verschil in rotatiesnelheid tussen het linker- en rechterwiel niet; in plaats daarvan beperkt het, wanneer een wiel de neiging heeft vrij te draaien, deze onproductieve slip, waardoor een betere tractie van het voertuig wordt gegarandeerd.
Neem als voorbeeld de gewone LSD-koppeling-: deze bevat een set wrijvingsplaten tussen de zijversnellingen en het differentieelhuis. Tijdens normaal bochtenwerk functioneert het net als een open differentieel, waardoor er een snelheidsverschil tussen de wielen mogelijk is. Wanneer echter één wiel begint te slippen, wordt het koppelingsmechanisme aan de kant met tractie ingeschakeld (gecomprimeerd), waardoor het vermogen daarheen kan worden overgebracht in plaats van volledig te worden verspild aan het draaiende wiel.
Onthoud dit: een standaarddifferentieel zorgt voor bochten, terwijl een differentieel met beperkte-slip de wielspin beperkt.
De volgende keer dat u naar het specificatieblad van een voertuig kijkt, moet u een standaard 'differentieel' niet verwarren met een 'gelimiteerd-slipdifferentieel'-beschouw het eerste als het toestaan van uw linker- en rechtervoet om in het ritme van een bocht te stappen, terwijl het laatste werkt als een stabilisator die voorkomt dat u al uw energie verspilt met zwaaien als de grond glad is.
Twee keuzes: een korte analyse van het Buick Envision AWD-systeem
05. Hoe zit het met een differentieelslot? Het doet precies het tegenovergestelde
Er is nog een concept dat vaak voor verwarring zorgt: het differentieelslot.
De functie van een differentieelslot is precies het tegenovergestelde van een standaard differentieel: het vergrendelt het differentieelmechanisme, waardoor elk verschil in toerental tussen de wielen wordt voorkomen.
Wanneer wordt het gebruikt? Voor off-herstel. Als een wiel volledig van de grond is of hulpeloos ronddraait, dwingt het differentieelslot beide wielen om met dezelfde snelheid te draaien, waardoor het vermogen naar de kant wordt geleid die tractie heeft.
Om het eenvoudig samen te vatten: een standaard differentieel maakt snelheidsverschillen mogelijk (voor het nemen van bochten), een differentieel met beperkte{0}}slip beperkt buitensporige snelheidsverschillen (voor het omgaan met wielspin) en een differentieelslot elimineert snelheidsverschillen volledig (voor het loskomen van de blokkering).
Als u uw voertuig alleen gebruikt voor dagelijks woon-werkverkeer op verharde wegen, is het vooral waardevol om te begrijpen hoe een differentieel werkt, zodat u zich niet ongerust maakt over het idee dat "snelheidsverschillen duiden op een storing".-In werkelijkheid is het volkomen normaal dat het linker- en rechterwiel bij het draaien met verschillende snelheden draaien. Als u regelmatig gladde of modderige wegen tegenkomt, is het de moeite waard om het verschil tussen een open differentieel en een beperkt-slipsysteem te verduidelijken. De volgende keer dat u een dealer bezoekt, let er dan goed op of de verkoper zegt dat het voertuig een 'differentieel' of een 'differentieel met beperkte slip' heeft.-Het eerste vertelt u heel weinig, terwijl het laatste iets zegt over de daadwerkelijke prestaties van het voertuig op gladde oppervlakken.
