자동차의 차동 장치는 왼쪽과 오른쪽(또는 앞 뒤) 구동 휠을 서로 다른 속도로 회전시키는 메커니즘입니다. 주로 좌우 측기어, 유성기어 2개, 기어캐리어 1개로 구성됩니다. 그 기능은 자동차가 울퉁불퉁한 도로를 회전하거나 달릴 때 왼쪽과 오른쪽 바퀴를 서로 다른 속도로 회전시키는 것, 즉 양쪽 구동 바퀴의 순수한 회전 운동을 보장하는 것입니다. 차동 장치는 왼쪽과 오른쪽 바퀴의 속도 차이를 조정하기 위해 설치됩니다. 사륜구동의 경우 네 바퀴를 구동하려면 모든 바퀴를 연결해야 합니다. 네 바퀴가 기계적으로 연결되어 있으면 커브길에서 자동차가 같은 속도로 회전할 수 없습니다. 곡선 주행 시 회전 속도는 기본적으로 일정합니다. 이때 앞바퀴와 뒷바퀴의 속도차를 조절하기 위해 중간 차동장치를 추가해야 합니다.
구성
일반적인 디퍼렌셜은 유성기어, 유성캐리어(디퍼렌셜 케이스), 사이드기어 등의 부품으로 구성됩니다. 엔진 동력은 변속기 샤프트를 통해 차동 장치로 들어가 유성 기어 캐리어를 직접 구동하고 유성 기어는 왼쪽 및 오른쪽 절반 샤프트를 구동하여 왼쪽 및 오른쪽 바퀴를 각각 구동합니다. 차동 장치의 설계 요구 사항은 (왼쪽 절반 샤프트 속도) + (오른쪽 절반 샤프트 속도)=2(유성 캐리어 속도)를 충족합니다. 자동차가 직진할 때는 좌우 바퀴와 유성캐리어의 회전 속도가 동일하고 균형 잡힌 상태이지만, 자동차가 회전할 때는 이 세 가지 평형 상태가 깨져 회전 속도가 감소한다. 내부 휠의 회전 속도가 증가하고 외부 휠의 회전 속도가 증가합니다.
원칙
선회할 때 바깥쪽 바퀴는 미끄러지고 안쪽 바퀴는 미끄러지므로 '최소 에너지 소비 원리'에 따르면 유성기어의 회전 속도에 따라 양쪽 바퀴는 필연적으로 반대 방향으로 추가적인 힘이 발생하게 된다. , 세 가지 균형 관계가 깨져 하프 샤프트를 통해 측면 샤프트 기어에 반영되어 유성 기어가 강제로 회전하고 내부 하프 샤프트의 속도가 느려지고 외부 하프 샤프트의 속도가 빨라집니다. 양쪽 바퀴의 회전 속도가 다릅니다.
차동 회로도
구동축 양쪽의 구동바퀴가 축 전체에 단단히 연결되어 있으면 두 바퀴는 동일한 각도로만 회전할 수 있습니다. 따라서 자동차가 회전할 때 바깥쪽 바퀴가 안쪽 바퀴보다 더 많이 움직이게 되므로 바깥쪽 바퀴는 구르면서 미끄러지고, 안쪽 바퀴는 구르면서 미끄러집니다. 자동차가 직진하고 노면이 평탄한 경우에도 노면의 요철과 타이어의 구름반경의 불균일(타이어 제조오류, 마모의 차이, 하중의 불균형, 공기압의 차이)로 인해 바퀴가 미끄러지게 됩니다. .
바퀴가 미끄러지면 타이어 마모가 증가할 뿐만 아니라 출력도 증가합니다.
바퀴가 미끄러지면 타이어 마모가 증가하고 출력과 연료 소비가 증가할 뿐만 아니라 차량의 회전이 어려워지고 제동 성능이 저하됩니다. 바퀴 미끄러짐을 최대한 방지하기 위해서는 각 바퀴가 서로 다른 각도로 회전할 수 있는 구조가 필요하다.
인터 액슬(Inter-axle): 일반적으로 구동 휠은 베어링으로 주축에 지지되어 어떤 각도로든 회전할 수 있으며, 구동 휠은 두 개의 하프 샤프트에 단단히 연결되고 두 하프 샤프트 사이에 차동 장치가 설치됩니다. 이러한 유형의 차동 장치를 차축 간 차동 장치라고도 합니다.
다중 축 구동 오프로드 차량의 경우 일부에는 두 개의 구동 축 사이에 차축 간 차동 장치가 장착되어 각 구동 축이 서로 다른 각속도로 회전하여 각 축의 구동 휠이 미끄러지는 것을 방지합니다.
효과
자동차가 회전할 때 안쪽 바퀴와 바깥쪽 바퀴의 회전 반경이 다릅니다. 바깥쪽 바퀴의 회전 반경은 안쪽 바퀴의 회전 반경보다 크기 때문에 바깥쪽 바퀴의 회전 속도는 더 빨라야 합니다. 회전할 때 안쪽 바퀴의 속도입니다. 차동 장치의 기능은 자동차가 회전할 때 왼쪽과 오른쪽의 서로 다른 휠 속도 요구 사항을 충족하는 것입니다. 이 기능은 센터 디퍼렌셜, 미끄럼 방지 디퍼렌셜, LSD 디퍼렌셜 등 디퍼렌셜의 가장 기본적인 기능입니다. 나중에 개발된 Torsen 차동 장치 등은 자동차의 주행 및 핸들링 성능을 향상시키기 위한 것입니다.
성능과 제어 가능성에 중점을 두고 설계되었습니다.
기능
자동차가 코너를 돌 때 바퀴 궤적은 호 모양입니다. 자동차가 좌회전하면 호의 중심점이 오른쪽에 있습니다. 이 차이의 균형을 맞추려면 왼쪽 바퀴는 더 느리고 오른쪽 바퀴는 더 빨라야 하며, 서로 다른 회전 속도를 사용하여 거리 차이를 보완해야 합니다.
리어 액슬을 전체적으로 만들었다면 좌우 바퀴의 회전 속도 차이가 보상되지 않아 자동 조정도 불가능했다. 이 문제를 해결하기 위해 프랑스 르노 자동차 회사의 창업자인 루이 르노는 100년 전에 차동 장치를 설계했습니다.