บางคนพูดว่า "เฟืองท้ายปล่อยให้ล้อซ้ายและขวาหมุนเอง-ไม่มีอะไรซับซ้อนเลย" แม้จะฟังดูง่าย แต่ก็พลาดจุดสำคัญไปจริงๆ
ปัญหาพื้นฐานในการแก้ไขส่วนต่างไม่ใช่แค่ปล่อยให้ล้อ "หมุนตามที่คุณต้องการ" เท่านั้น; แต่ช่วยให้รถส่งกำลังได้ในขณะที่ล้อขับเคลื่อนด้านซ้ายและขวาสามารถหมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างกันระหว่างการเลี้ยว การเข้าใจความแตกต่างนี้เป็นก้าวแรกในการทำความเข้าใจวิธีการทำงานของส่วนต่าง
01. หากไม่มีเฟืองท้าย การเลี้ยวจะกลายเป็นปัญหาใหญ่
ลองพิจารณา-สถานการณ์ในชีวิตจริง: คนสองคนเดินเคียงข้างกัน-ข้างทาง-และเลี้ยว คนข้างนอกจะต้องก้าวให้ยาวขึ้นและเร็วขึ้น ในขณะที่คนที่อยู่ข้างในจะต้องก้าวให้เล็กลง หลักการเดียวกันนี้ใช้ได้กับรถที่เข้าโค้ง-ล้อด้านนอกเคลื่อนที่ไปตามส่วนโค้งที่ใหญ่กว่า และล้อด้านในเคลื่อนที่ไปตามส่วนโค้งที่เล็กกว่า ดังนั้นล้อเหล่านี้จึงต้องใช้ความเร็วในการหมุนที่แตกต่างกัน
การวิเคราะห์โครงสร้างและหลักการดิฟเฟอเรนเชียล _ Pacific Auto Network
นี่เป็นจุดที่ยานพาหนะยุคแรกๆ ที่มีล้อขับเคลื่อน-เพลาแข็งประสบปัญหา เมื่อล้อซ้ายและขวาล็อคเข้าด้วยกันด้วยเพลาที่แข็งแรง พวกมันจึงถูกบังคับให้หมุนด้วยความเร็วเท่ากัน วิธีนี้ใช้ได้ผลดีเมื่อขับตรง แต่ในทางโค้ง-ซึ่งจริงๆ แล้วล้อจำเป็นต้องหมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน- ทำให้ล้อต้องซิงโครไนซ์กัน ทำให้ล้อต้องต่อสู้กันเอง
คุณสามารถจินตนาการภาพนี้ได้ว่ามีคนสองคนวิ่งโค้งโดยผูกขาไว้ด้วยกัน: คนด้านนอกต้องการไปเร็วขึ้น ในขณะที่คนด้านในต้องการไปช้าลง ส่งผลให้เกิดการเคลื่อนไหวที่อึดอัดและไม่ประสานกันสำหรับทั้งคู่
ดังนั้น หน้าที่หลักของดิฟเฟอเรนเชียลคือตอบสนองความต้องการที่สำคัญสำหรับล้อขับเคลื่อนด้านซ้ายและขวาในการหมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างกันระหว่างการเลี้ยว การควบคุมเสถียรภาพเป็นเพียงหนึ่งในประโยชน์เชิงปฏิบัติที่ได้รับจากสิ่งนี้ ในการสนทนาเกี่ยวกับรถยนต์ในอนาคต หากมีคนอธิบายส่วนต่างเป็นเพียง "องค์ประกอบด้านสมรรถนะ" คุณสามารถถามได้ว่า "ถ้าไม่มีส่วนดังกล่าว ล้อขับเคลื่อนด้านซ้ายและขวาจะจัดการกับระยะทางต่างๆ ที่ต้องครอบคลุมเมื่อเลี้ยวได้อย่างไร"
02. เฟืองท้าย-ประเภท: สถานะที่แตกต่างกันสำหรับการเลี้ยวและ-การขับทางตรง
เฟืองท้าย-ที่พบในรถยนต์สมัยใหม่อาจดูซับซ้อนกว่าที่คุณคาดหวัง แต่แนวคิดพื้นฐานยังคงเหมือนเดิม กล่าวคือ กำลังจะต้องส่งต่อไป แต่ล้อที่อยู่ด้านใดด้านหนึ่งจะต้องสามารถปรับความเร็วในการหมุนตามระยะทางที่แตกต่างกันที่ล้อเคลื่อนที่
ประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ เช่น ตัวเรือนเฟืองท้าย เฟืองดาวเคราะห์ (หรือเฟืองสไปเดอร์) เพลาเฟืองดาวเคราะห์ และเฟืองข้าง (หรือเฟืองเพลา) เมื่อขับเป็นเส้นตรง ล้อซ้ายและขวาจะเคลื่อนที่ไปในระยะทางเท่ากัน กลไกภายในของดิฟเฟอเรนเชียลทำหน้าที่เป็นหน่วยซิงโครไนซ์: เฟืองดาวเคราะห์หมุนไปพร้อมกับตัวเรือนแต่ไม่หมุนบนแกนของมันเอง ทำให้ล้อทั้งสองหมุนด้วยความเร็วเท่ากัน
สถานการณ์เปลี่ยนไปเมื่อเลี้ยว ล้อด้านนอกต้องหมุนเร็วขึ้น ในขณะที่ล้อด้านในต้องหมุนช้าลง ณ จุดนี้ เฟืองดาวเคราะห์เริ่มหมุนตามแกนของมันเอง นอกเหนือจากการหมุน ซึ่ง "รองรับ" ความแตกต่างของความเร็วนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การปรับความเร็วนี้เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติ โดยไม่จำเป็นต้องป้อนข้อมูลจากไดรเวอร์
จำสูตรนี้ไว้: ความเร็วล้อซ้าย + ความเร็วล้อขวา=2 × ความเร็วเฟืองท้าย เมื่อเลี้ยว ปริมาณที่ด้านหนึ่งเร่งความเร็วขึ้นจะตรงกับจำนวนที่อีกด้านหนึ่งช้าลงทุกประการ ผลรวมทั้งหมดยังคงที่
03. เฟืองท้ายแบบเปิด: เหมาะสำหรับการเลี้ยว แต่เป็นอุปสรรคในการลื่นไถล
ณ จุดนี้ หลายๆ คนอาจสรุปโดยธรรมชาติว่าเนื่องจากเฟืองท้ายทำให้ล้อซ้ายและขวาหมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน จึงจะต้องมีประสิทธิภาพในทุกสภาวะการขับขี่
นั่นคือสิ่งที่ปัญหาอยู่ แม้ว่าเฟืองท้ายแบบเปิดจะทำงานได้อย่างราบรื่นในระหว่างการเลี้ยวมาตรฐาน แต่ก็สามารถเผยให้เห็นข้อบกพร่องที่สำคัญบน-พื้นผิวที่มีแรงฉุดลากต่ำ- เช่น ถนนเปียก น้ำแข็ง หรือโคลน
แผนภาพโครงสร้างแชสซีรถยนต์ที่สมบูรณ์ – Pacific Auto Encyclopedia
หลักการพื้นฐานของเฟืองท้ายแบบเปิดคือกำลังจะไหลไปด้านข้างที่ขับง่ายที่สุด กล่าวอีกนัยหนึ่ง ด้านที่มีความต้านทานน้อยที่สุดจะได้ความเร็วการหมุนสูงสุด
ซึ่งใช้งานได้ดีบนถนนปกติ แต่สถานการณ์จะเปลี่ยนไปหากล้อหนึ่งชนกับน้ำแข็งหรือสูญเสียการสัมผัสกับพื้น (ลอยอยู่ในอากาศ) ล้อที่ลื่นไถลมีแรงต้านเพียงเล็กน้อย ดังนั้นกำลังทั้งหมดจึงไหลไปด้านนั้น ล้อที่หมุนอยู่ในอากาศจะหมุนอย่างรวดเร็ว ในขณะที่ล้อที่มีแรงฉุดจริงจะไม่ได้รับกำลัง
มันเหมือนกับการยืนด้วยเท้าข้างหนึ่งบนพื้นแห้งและอีกข้างบนน้ำแข็ง: เท้าบนน้ำแข็งสะบัดอย่างแรง แต่ร่างกายของคุณไม่สามารถสร้างแรงผลักดันหรือโมเมนตัมไปข้างหน้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ดังนั้น แนวคิดที่ว่า "การมีส่วนต่างหมายความว่าคุณไม่ต้องกังวลเรื่องการลื่นไถล" จึงไม่ถูกต้อง เฟืองท้ายแบบเปิดเก่งในการจัดการความแตกต่างของความเร็วระหว่างเลี้ยว แต่พวกมันต้องดิ้นรนเพื่อรับมือกับการสูญเสียกำลังที่เกิดขึ้นเมื่อล้อเดียวสูญเสียการยึดเกาะ. 04. แบบจำกัด-เฟืองท้ายสลิป (LSD): การหมุนของล้อเข้าปะทะ
ลิมิเต็ด-สลิปดิฟเฟอเรนเชียล-ที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ LSD- ถูกกำหนดโดยคำว่า "ลิมิเต็ดสลิป"
มันไม่ได้กำจัดความแตกต่างของความเร็วในการหมุนระหว่างล้อซ้ายและขวา แต่เมื่อล้อมีแนวโน้มที่จะหมุนได้อย่างอิสระ มันจะจำกัดการลื่นไถลที่ไม่เกิดผล ดังนั้นจึงรับประกันการยึดเกาะของรถที่ดีขึ้น
ยกตัวอย่าง LSD แบบแพ็คคลัตช์ทั่วไป- โดยประกอบด้วยชุดแผ่นเสียดสีระหว่างเกียร์ข้างและเฟืองท้าย ในระหว่างการเข้าโค้งปกติ ระบบจะทำหน้าที่เหมือนเฟืองท้ายแบบเปิด ซึ่งทำให้ความเร็วระหว่างล้อต่างกัน อย่างไรก็ตาม เมื่อล้อข้างหนึ่งเริ่มลื่นไถล กลไกคลัตช์ที่อยู่ด้านข้างที่มีการยึดเกาะจะมีส่วนร่วม (บีบอัด) ทำให้สามารถถ่ายโอนกำลังไปที่นั่นได้ แทนที่จะสูญเสียไปโดยสิ้นเชิงกับล้อที่กำลังหมุน
เพียงจำไว้ว่า: แฮนด์เฟืองท้ายแบบมาตรฐานจะเข้าโค้ง ในขณะที่เฟืองท้ายแบบจำกัด-จะช่วยลดการหมุนของล้อ
ครั้งถัดไปที่คุณดูเอกสารข้อมูลจำเพาะของยานพาหนะ อย่าสับสนระหว่าง "ดิฟเฟอเรนเชียล" แบบมาตรฐานกับ "ลิมิเต็ด-เฟืองท้ายสลิป"- ให้คิดว่าแบบแรกเป็นการปล่อยให้เท้าซ้ายและขวาก้าวไปตามจังหวะพร้อมกับทางโค้ง ในขณะที่อย่างหลังทำหน้าที่เหมือนเหล็กกันโคลงที่ป้องกันไม่ให้คุณสูญเสียพลังงานทั้งหมดไปกับการแกว่งไปมาเมื่อพื้นดินลื่น
สองทางเลือก: การวิเคราะห์โดยย่อของระบบ Buick Envision AWD
05. แล้วเฟืองท้ายล่ะ? มันทำสิ่งที่ตรงกันข้าม
มีอีกแนวคิดหนึ่งที่มักทำให้เกิดความสับสน: การล็อกเฟืองท้าย
การทำงานของดิฟเฟอเรนเชียลจะตรงกันข้ามกับดิฟเฟอเรนเชียลมาตรฐาน โดยจะล็อคกลไกดิฟเฟอเรนเชียล เพื่อป้องกันความแตกต่างของความเร็วในการหมุนระหว่างล้อ
มันใช้เมื่อไหร่? สำหรับการพักรถนอกถนน- หากล้อลอยจากพื้นโดยสิ้นเชิงหรือหมุนอย่างช่วยไม่ได้ ระบบล็อกเฟืองท้ายจะบังคับให้ล้อทั้งสองหมุนด้วยความเร็วเท่ากัน โดยจะส่งกำลังไปยังด้านที่มีการยึดเกาะ
สรุปง่ายๆ ก็คือ เฟืองท้ายแบบมาตรฐานทำให้เกิดความแตกต่างของความเร็ว (สำหรับการเข้าโค้ง) เฟืองท้ายแบบจำกัด-การสลิปจะจำกัดความแตกต่างของความเร็วที่มากเกินไป (สำหรับการควบคุมการหมุนของล้อ) และการล็อกเฟืองท้ายจะช่วยลดความแตกต่างของความเร็วโดยสิ้นเชิง (สำหรับการหลุดออก)
หากคุณใช้ยานพาหนะเพื่อการเดินทางในแต่ละวันบนถนนลาดยาง การทำความเข้าใจว่าเฟืองท้ายทำงานอย่างไรนั้นมีประโยชน์เป็นหลัก เพื่อที่คุณจะได้ไม่ต้องตกใจกับแนวคิดที่ว่า "ความแตกต่างของความเร็วบ่งบอกถึงความผิดปกติ"-ในความเป็นจริง เป็นเรื่องปกติที่ล้อซ้ายและขวาจะหมุนด้วยความเร็วที่ต่างกันเมื่อเลี้ยว หากคุณเผชิญกับถนนลื่นหรือโคลนบ่อยครั้ง ควรทำความเข้าใจให้ชัดเจนถึงความแตกต่างระหว่างเฟืองท้ายแบบเปิดและระบบลิมิเต็ดสลิป- ครั้งถัดไปที่คุณไปเยี่ยมชมตัวแทนจำหน่าย ให้ใส่ใจอย่างใกล้ชิดว่าพนักงานขายบอกว่ารถยนต์คันนั้นมี "เฟืองท้าย" หรือ "เฟืองท้ายลิมิเต็ดสลิป"- แบบแรกบอกคุณน้อยมาก ในขณะที่แบบหลังพูดถึงประสิทธิภาพที่แท้จริงของรถบนพื้นผิวที่ลื่น
