Jeg vil forklare hvordan differensialen fungerer i praksis. Hvorfor sklir det ene hjulet, men bilen beveger seg ikke?

Differensialen er en av enhetene som er brukt nesten siden begynnelsen av motoriseringen i alle personbiler, og bare noen elektriske kjøretøyer har det kanskje ikke. Selv om vi har kjent ham i mer enn 100 år, fortsatt ikke mer enn 15-20 prosent. folk forstår driften i praksis. Og jeg snakker bare om folk som er interessert i bilindustrien.  

I denne teksten vil jeg ikke fokusere på utformingen av differensialen, fordi det ikke spiller noen rolle for forståelsen av det praktiske arbeidet. Den enkleste og vanligste mekanismen med vinkelgir (kroner og satellitter) fungerer på en slik måte at fordeler alltid dreiemoment, i enhver trafikksituasjon likt på begge sider. Dette betyr at hvis vi har en uniaxial drive, da 50 prosent av øyeblikket går til venstre hjul og like mye til høyre. Hvis du alltid har tenkt annerledes og noe ikke stemmer, bare aksepter det som sannheten for nå. 

Hvordan fungerer en differensial?

I en sving har det ene hjulet (indre) kortere avstand og det andre (ytre) har lengre avstand, noe som betyr at det indre hjulet går saktere og det ytre hjulet går raskere. For å kompensere for denne forskjellen bruker bilprodusenten en differensial. Når det gjelder navnet, skiller det rotasjonshastigheten til hjulene, og ikke - som de aller fleste tror - dreiemoment.

Tenk deg nå en situasjon der bilen kjører rett med hastighet X og drivhjulene snurrer med 10 rpm. Når bilen kommer inn i et sving, men hastigheten (X) ikke endres, fungerer differensialen slik at det ene hjulet snurrer for eksempel med 12 o/min, og så snurrer det andre med 8 o/min. Gjennomsnittsverdien er alltid 10. Dette er kompensasjonen som nettopp er nevnt. Hva skal jeg gjøre hvis et av hjulene er løftet eller plassert på en veldig glatt overflate, men måleren viser fortsatt samme hastighet og bare dette hjulet snurrer? Den andre står stille, så den hevede vil gjøre 20 rpm.

Ikke alt øyeblikket brukes på hjulslipp

Så hva skjer når det ene hjulet snurrer i høy hastighet og bilen står stille? I henhold til prinsippet om 50/50 dreiemomentfordeling er alt riktig. Svært lite dreiemoment, si 50 Nm, overføres til et hjul på glatt underlag. For å starte trenger du for eksempel 200 Nm. Dessverre får hjulet på klissete underlag også 50 Nm, så begge hjulene sender 100 Nm til bakken. Dette er ikke nok til at bilen begynner å bevege seg.

Ser man på denne situasjonen fra utsiden, det føles som om alt dreiemomentet går til spinnhjulet, men det er det ikke. Bare dette hjulet snurrer – derav illusjonen. I praksis prøver også sistnevnte å bevege seg, men dette er ikke synlig. 

Oppsummert kan vi si at bilen i en slik situasjon ikke kan bevege seg, ikke fordi - for å sitere internettklassikeren - "hele øyeblikket på det spinnende hjulet", men fordi alt øyeblikket som dette sklisikre hjulet mottar har verdi. spinnende hjul. Eller en annen – det er rett og slett for lite dreiemoment på begge hjulene, fordi de får like mye dreiemoment.

Det samme skjer i en firehjulsdrevet bil, hvor det også er differensial mellom akslingene. I praksis er det nok å løfte ett hjul for å stoppe et slikt kjøretøy. Så langt er det ingenting som blokkerer noen av forskjellene.

Mer informasjon for å forvirre deg 

Men seriøst, før du forstår det ovenfor, er det bedre å ikke lese videre. Det er sant når noen sier det all kraft går til spinnhjulet på glatt underlag (ikke hele tiden). Hvorfor? Fordi, enkelt sagt, er kraft resultatet av å multiplisere dreiemomentet med hjulets rotasjon. Hvis det ene hjulet ikke spinner, dvs. en av verdiene er null, så, som med multiplikasjon, må resultatet være null. Dermed mottar ikke et hjul som ikke spinner faktisk energi, og energi går kun til det spinnende hjulet. Noe som ikke endrer på at begge hjulene fortsatt får for lite dreiemoment til å starte bilen.