דיפרנציאל (רכב)

דיפרנציאל הוא התקן מכני הממוקם בין זוג גלגלים מונעים ברכב. כשהמכונית פונה, הגלגל החיצוני עושה מרחק גדול יותר ולכן חייב להסתובב מהר יותר מהגלגל הפנימי. כדי להתמודד עם ההפרש במהירויות אלו הדיפרנציאל מאפשר לכל גלגל להסתובב בקצב שונה, ובמקביל מפצל את הכוח מהמנוע לשני הגלגלים.

הדיפרנציאל מורכב מבית (Case) שמחוברת אליו גלגל שיניים עטרת (Ring או Crown), גלגל שיניים סבבת (Pinion), שני גלגלי שיניים צדדים (Side gears) ושני גלגלי שיניים אמצעיים שנקראים Spider gears. בנסיעה ישרה, כל הבית מסתובב וה-Spider gears לא סובבים סביב צירם יחסית לצדדים. כאשר יש הפרש מהירויות, ה-Spider gears מסתובבים ומעבירים כוח מהגלגל אחד לשני.

לאחר התיבה ההילוכים הכוח עובר לדיפרנציאל, ושם גם מתבצעת הפחתת מהירות ביחסי ההילוכים. ניתן לציין שיש שלושה סוגי דיפרנציאלים.

דיפרנציאל נעול נמצא ברכבים מיוחדים למרוצי דראג. מרוצי דראג הם מרוצים בקו ישר עם תאוצה חזקה. בהיעדר עיקולים אין צורך שגלגלים יסובבו במהירויות שונות, והנעילה מונעת החלקת גלגלים בגלל כוח רב.

במערכת הנעה כפולה מפצל הכוח בין הציר הקדמי ואחורי נעשה לעתים באמצעות תיבת העברה (Transfer). ברכבי שטח התיבה הזו עובדת לעתים כחיבור קשיח, והדיפרנציאלים בצירים ניתנים לנעילה. ברכבי כביש הדיפרנציאלים בדרך כלל פתוחים, עם אפשרות לנעילה חלקית בדגמים מסוימים.

המומנט, כלומר הכוח הסיבובי מהמנוע, מתחלק בין הגלגלים. לדוגמה, אם המערכת שולחת 200 קג"מ, ברכב הנעה אחורית כל גלגל אחורי יקבל כ-100 קג"מ. ברכב 4X4 כל גלגל יקבל כ-50 קג"מ. מאחר שכל גלגל מקבל פחות מומנט, הסיכון להחליק יורד, ולכן ההנעה הכפולה מאפשרת האצה טובה יותר בתנאי אחיזה נמוכה.

עם זאת, הנעה כפולה מטילה עומסים גדולים יותר על חלקי ההנעה. עומס זה יכול לגרום לדילוגים או כשל בחוליות חלשות, כמו ה"צלבים" (מפרקי חיבור), ובתיבת ההילוכים. לכן יש צורך בחלקים חזקים יותר במערכות כאלה, למשל סוגי תיבות שהן עמידות יותר.

דיפרנציאל הוא חלק במכונית שיושב בין זוג גלגלים מונעים. גלגל חיצוני בפנייה צריך להסתובב יותר מהגלגל הפנימי. הדיפרנציאל מאפשר לזה לקרות בלי שהגלגלים יתבלבלו.

בתוך הדיפרנציאל יש בית גדול וגלגלי שיניים. יש גם גלגלים קטנים שנקראים Spider gears. כשהמכונית נוסעת ישר, ה-Spider gears כמעט לא מסתובבים. בפנייה הם מסתובבים ומעבירים כוח מהגלגל אחד לשני.

חלק מהמרוצים, כמו דראג, רצים בקו ישר. שם משתמשים בדיפרנציאל נעול. נעילה אומרת ששני הגלגלים מסתובבים ביחד. זה עוזר לא לשפשף את הגלגלים כשהכוח גדול.

במערכת הנעה כפולה כוח המנוע מחולק לגלגלים קדמיים ואחוריים. תיבת העברה (Transfer) מחברת בין הצירים. ברכבי שטח החיבור יכול להיות קשיח. ברכבי כביש זה בדרך כלל פתוח.

המומנט הוא הכוח הסיבובי שהמנוע שולח לגלגלים. אם הכוח גדול מדי בגלגל אחד, הוא עלול להחליק. בהנעה כפולה כל גלגל מקבל כוח קטן יותר. זה עוזר לנסוע טוב על שלג או שטח רך.

אבל כוחות רבים מגיעים לחלקים. זה יכול להעמיס על חיבורי הצירים וה"צלבים". לכן צריך חלקים חזקים במכוניות 4X4.