قفل دیفرانسیل خودرو چیست و چگونه کار می کند؟

قفل دیفرانسیل را به اختصار دفلاک (Diff Lock) نیز می گویند. دفلاک مخفف دیفرانسیل (Differentiel) و لاک (Lock) به معنای قفل کردن دیفرانسیل می باشد. زمانی که یک چرخ در یک محور اصطکاک خود را از دست میدهد بطور مثال سطح یخ زده یا گل یا در کویر داخل شن رفته و گیر می کند دیفرانسیل به طور فیزیکی و حالت نرمال نیرو را به چرخی انتقال میدهد که نیروی کمتری را تحمل میکند یا همان چرخی که سطح زیر آن اصطکاک ندارد قفل دیفرانسیل در این حالت نیرو را به چرخ مخالف یا چرخی که سطح زیر آن اصطکاک بهتری دارد انتقال می دهد ، در این حالت خودرو از حالت گیر خارج میشود و ماشین را از مهلکه را می کند.

دیفرانسیل چیست؟

پیش از اینکه با قفل دیفرانسیل آشنا شوید بهتر است که با خود دیفرانسیل ،نحوه عملکردش و فلسفه وجودی آن آشنا شوید . واژه دیفرانسیل نشات گرفته از ریشه تفاوت و تفاضل است لذا دلیل نام گذاری این مکانسیم در خودرو دقیقا به نوع عملکردش ربط دارد که نقش مهمی در اختلاف ارسال گشتاور به چرخ های را بر عهده دارد. در حقیقت گشتاور تولیدی پیشرانه قبل رسیدن به چرخهای خودرو به دیفرانسیل وارد می شود تا بین دو چرخ بر اساس نیازشان تقسیم شود . در همه حال این تقسیم عادلانه نبوده و گشتاور بصورت 50-50 بین چرخهای طرفین تقسیم نمی شود .اما شاید این سئوال برایتان پیش آید که چرا باید گشتارو ارسالی به چرخها در برخی مواقع متفاوت باشد. در جواب این سئوال باید گفت همیشه چرخهای طرفین محور محرک نباید از گشتاور برابری استفاده نمایند چرا که در این صورت مشکلات عدیده ای ایجاد خواهد شد.

دلیل مهم تقسیم غیر عادلانه گشتاور ،به سرعت چرخیدن چرخها باز می گردد. برای فهم این موضع خودرویی را فرض کنید که در یک پیچ در حال حرکت است. در این حالت چرخهای خودرو هر کدام به بروی محیط دایره فرضی در حال حرکت هستند که میزان قطرشان با هم متفاوت است. در حقیقت چرخ درونی پیچ بر روی محیط دایره کوچکتر قرار دارد و چرخ بیرونی به بر روی محیط دایره ای با قطر بزرگتر در حال حرکت است .از آنجایی خودروی جسم صلبی است چرخهای طرفین باید در یک زمان به پایان پیچ برسند از این رو چرخها بیرونی پیچ که مسافت بیشتری را طی نماید باید از سرعت بیشتر برخوردار خواهد بود تا همزمان از با چرخ داخلی به پایان پیچ برسد. اما این سرعت بیشتر به چه شکل رخ خواهد داد. اینجاست که وظیفه اصلی دیفرانسیل نمود پیدا می کند. مکانسیم داخلی دیفرانسیل باعث می گردد میزان گشتاور ارسالی به چرخ خارج پیچ بیشتر از گشتاور ارسالی به چرخ داخل پیچ گردد همین امر موجب افزایش سرعت چرخ خارجی پیچ خواهد شد.

پیش از این که بدانید قفل دیفرانسیل چیست باید بدانید که اگر همیشه و در همه حال میزان گشتارو ارسالی به چرخها برابر بود چه اتفاقی می افتاد. در شرایطی که خودرو در یک مسیر مستقیم بر روی جاده آسفالت حرکت می کند گشتاور بطور مساوی بین طریفین تقسیم می شود اما در زمانی که در پیچ وارد می شود اگر همچنان گشتاور ارسالی برابر باشد چرخها از سرعت یکسانی برخوردار خواهند بود درنتیجه خودرو براحتی منحرف می شود چرا که میزان مسافت طی شده توسط چرخها برابر نخواهد بود و فرمان پذیری خودرو به شدت کاهش خواهد یافت. همچنین در این صورت فشار زیادی بر محور محرک و دیگر مکانسیم های خودرو نظیر پیشرانه ،سیستم تعلیق و غیره وارد می گردد که موجب خسارات سنگینی خواهد .

قابل ذکر است نحوه عملکرد دیفرانسیل ها بسیار ساد بوده و از قطعات حساس و پیشرفته خبری نیست . برای اطلاع از نحوه دقیق عملکرد نیاز به مطالعه بیشتری و دانش کافی است که در این مقوله نمی گنجد اما همین پس که بدانید مکانسیم دیفرانسیل ها مکانیکی بود و با توسط به انرژی جنبشی چرخها گشتاور را بین طرفین تقسیم می کند.

آشنایی با قفل دیفرانسیل

اگر سری به مکانیکی ها زده باشید، خیلی از مواقع می بینید که با جک زدن و بلند کردن یک تایر از محور محرک خودرو، در حالی که چرخ دیگر بر روی زمین قرار دارد، با روشن کردن و دنده گذاشتن، فقط چرخ بلند شده شروع به چرخش می کند و چرخی که بر روی زمین قرار گرفته است، هیچ حرکتی ندارد.این در حالی است که برای بار اول، همیشه حدس خواهیم زد که خودرو به جلو حرکت می کند و از روی جک بالابر خواهد افتاد. مثال دیگری بزنیم، وقتی چرخی از محور محرک خودرو در جوی و یا چاله ای بیفتد که ارتباطش با زمین قطع شود، با وجود گذاشتن در دنده و اقدام به جلو رفتن کردن، فقط چرخی که در جوی قرار دارد شروع به چرخش می کند و چرخ قرار گرفته بر روی زمین گویی به نظر می رسد که نیرویی به آن وارد نمی شود و این چنین است که نیاز به کمک دیگران لازم می شود.

باز هم مثال دیگری می زنیم. وقتی بر روی گل یا برف حرکت می کنیم، با کم شدن تماس یک چرخ با زمین، همان چرخ شروع به هرزگردی با سرعت بالاتر می کند و سیستم به جلو رفتن را مختل می کند. چرا که نیروی بیشتری از چرخی که با زمین اتباط دارد و در واقع چرخ مفید در این حرکت است، دریافت می کند و این چنین می شود که در مسیر های برفی یا گلی، زمین گیر می شویم.

عدم انتقال نیرو به چرخ دیگر

در این حالت مهندسان خودرو سیستمی برای خارج کردن همان اصل دیفرانسیل که در بالا گفتیم ابداع کرده اند. در واقع در این سسیتم، حرکت دو چرخ محور محرک، به نوعی به هم وابسته می شوند تا از هرزگردی یک چرخ و عدم انتقال نیرو به چرخ دیگر جلو گیری شود.به این سیستم که در اصل محور پلوس های دوطرف محرک را در دیفرانسیل به هم قفل می کند، قفل دیفرانسیل می گویند. این سیستم از دنیای تراکتور ها به خودرو راه یافته است.

قفل کن و جفت کن در ماشین های سنگین

چرا که تراکتور ها به خاطر تردد در مسیر های خاص زمین سست، زیاد دچار هرزگردی می شدند که همین سیستم برای آن ها ابداع شد. در خودرو های سنگین نیز همین تکنولوژی با نام قفل کن وجود دارد و حتی در نمونه های سه محور که آرایش ۶×۴ دارند، در کنار قفل کن که به قفل عرضی نیز معروف است و محور ها را به طور جداگانه قفل می کند، سامانه ای برای قفل کردن هر د محور محرک عقب به نام جفت کن نیز وجود دارد که در شرایط بحرانی از آن استفاده می شود و به قفل کن طولی نیز شناخته می شود.قفل شدن دیفرانسیل به طور کلی یا با استفاده از نیروی برق است ( قفل کن برقی )، یا با استفاده از نیروی باد است ( قفل کن پنوماتیکی )، یا با استفاده از نیروی سیم است ( قفل کن OX ) و یا به شکل خودکار و اتومات است.

نحوه کار قفل دیفرانسیل

پک قفل کن های دیفرانسیل در خودروها و همچنین وظیفه قفل کن دیفرانسیل به شما این امکان را می دهد که قدرت کامل را برای هر دو چرخ داشته باشید، حتی زمانی که یک چرخ از زمین خارج است. بنابراین هنگامی که آن چرخ فرود می آید، شما از قبل حرکت کرده اید و به شما این امکان را می دهد که کشش خود را به دست آورید و از یک نقطه بد خارج شوید.نحوه عملکرد یک دیفرانسیل قفل؛ در هنگام پیچ خوردن این است که یک چرخ را رها کرده و تمام توان را به چرخ کمترین مقاومت هدایت کند. به عبارت دیگر، چرخ هایی که برای موتور راحت تر می چرخند. این یک روش منطقی بر روی سطوح جامد و یکنواخت است. اما وقتی صحبت از رانندگی در خارج از جاده می شود، می تواند چند مشکل ایجاد کند.

اگر در یک مسیر مخصوص ناهموار یا لغزنده رانندگی می کنید، معمولاً حداقل یک چرخ می لغزد یا در هوا بلند می شود. اکنون این جایی است که چرخ کمترین مقاومت در برابر ما ۴x4ers کار می کند. همانطور که چرخ به طرز خطرناکی در هوا یا روی سطح لغزنده می چرخد​​، چرخش آن را بسیار راحت تر از چرخشی می بیند که به طور محکم روی زمین چسبیده است. بنابراین، چرخ با کشش که به طور بالقوه ما را بیرون می کشد، بدون قدرت باقی می ماند، در حالی که چرخ مقابل آن بی فایده می چرخد.

دیفرانسیل چیست و در کجای خودرو قرار دارد؟