微分の種類とその機能

差動装置には、エンジンの動力を車輪に伝える役割を担っているため、車種に合わせてさまざまなタイプがあります。前回の投稿で、ディファレンシャルは、動力を分割する目的でエンジンのトルクをホイールに伝達し、ホイールがさまざまな速度で動くようにするメカニズムであると説明しました.

今日は、さまざまなタイプのディファレンシャルとその動作原理について詳しく見ていきます。

差分の種類

以下は、自動車に見られるさまざまなタイプのディファレンシャルです:

• オープンディファレンシャル
• ロックされたディファレンシャル
• 溶接/スプール差
• リミテッド スリップ ディファレンシャル
• トルセン差
• アクティブディファレンシャル
• トルクベクタリング差

それでは、彼らの説明を見てみましょう!

読む:オートマチック トランスミッション システムについて理解する

開差:

オープン ディファレンシャルの基本的な形状には、正方形の 3 つの側面を構成する 3 番目のギアによって互いに接続された両端にギアを備えた車軸の 2 つの半分が含まれています。正方形を完成させ、強度を高めるために 4 番目のギアが追加されます。基本のコアギヤを収納するデフケースにリングギヤを追加することで強度をアップ。このリング ギアは、ピニオンを介してドライブ シャフトを接続することにより、車輪に動力を供給することを保証します。

オープン ディファレンシャルの利点は、車軸をより効果的にコーナリングできるようにすることです。これは、ターンの外側のホイールが地面を覆う内側のホイールよりも速い速度で移動するときに達成されます。もう 1 つの利点は、生産が比較的安価であり、一般的であることです。

トルクが両方の車輪に均等に分割されるため、このタイプのディファレンシャルにも欠点があります。このため、ホイールに伝達されるパワーは、グリップ量が最も少ないホイールによって制限されます。

ロックされた差分:

ロック式デフは、オフロードを走る車によく見られます。これは基本的に、アクスルを所定の位置にロックして、独立したものではなく固定のものを作成する効果を持つオープンディファレンシャルです。この効果は、車両内で手動または電子的に発生する可能性があります。

ロックされたディファレンシャルの利点は、オープンなディファレンシャルよりもかなりの量のトラクションが得られることです。これは、トルクがホイールに対して 50/50 に均等に分割されないために実現されます。より大きなトルクは、より優れたトラクションを持つホイールへのチャネルとなる可能性があります。

ロックされたデフの欠点の 1 つはバインディングと呼ばれ、過剰な回転エネルギー (トルク) がドライブ トレイン内に蓄積され、解放する必要がある場合に発生します。この解放は、車輪が地面を離れて位置をリセットしたときに行うか、不要になったときに車軸のロックを解除するだけで実行できます。

溶接/スプール ディファレンシャル:

溶接されたディファレンシャルは、ロックされたタイプと非常に似ていますが、開いたディファレンシャルから固定車軸に恒久的に溶接されていることだけが異なります。固定車軸の溶接は、両方の車輪を同時に回転させるために意図的に行われています。このようなディファレンシャルを備えた車両はドリフト用です。

ディファレンシャルは、溶接によってコンポーネントの強度がすでに損なわれているため、他の運転条件には適していません。また、破損したディファレンシャル ギアがデフ ケーシングを通して爆発する可能性がある壊滅的な部品故障のリスクも高まります。

リミテッド スリップ ディファレンシャル:

このタイプのディファレンシャルはLSDと略されます。より複雑なシステムを介して、オープンとロックされたディファレンシャルの両方の利点を組み合わせています。この差動で同じことを達成するために、異なる形式の抵抗が使用されます。それらは次のように分類されます:

• メカニカルクラッチLSD
• 粘性 LSD

メカニカル クラッチ LSD

メカニカル クラッチ SLD には、一対のプレッシャー リングを備えたオープン ディファレンシャルに見られるのと同じコア ギアリングが含まれています。圧力リングは、ギアの横に配置された 2 組のクラッチ プレートに力を加えます。これにより、ディファレンシャルの効果をオープンからロックに変更する、ホイールの独立した回転に対する抵抗が提供されます。また、牽引力も向上します。

このタイプのメカニカル クラッチ LSD では、コア ギアを囲む圧力リングが中央のギア ピンによって強制的に離されます。回転中の傾斜面を押し、圧力リングをどちらかの側のクラッチ パーク (黄色と青色) に押し込みます。これにより抵抗が発生し、アクスル オープンの動作が一定の効果に変わります。

読む:微分について知っておくべきことすべて

メカニカル クラッチ LSD は、さまざまな方法で機能するサブタイプにさらに分割されます。クラッチプレートとプレッシャーリングに圧力がかかると変化します。以下は、さまざまなタイプのメカニカル クラッチ LSD です。

• ワンウェイ LSD: 減速時にのみ圧力がかかるため、コーナリング時はオープンタイプとして振る舞います。これにより、ホイールが独立して回転します。しかし、加速時には、ディファレンシャルのクラッチ回転によってクラッチ プレートに摩擦が生じます。これにより、牽引力を高めるために所定の位置に固定されます。
• 双方向 LSD: 圧力は、減速時にクラッチ プレートにもかかります。変化する路面でのブレーキング時の安定性を向上させるのに役立ちます。
• 1.5 ウェイ LSD: 加速時には十分な圧力をかけ、減速時にはより少ない圧力をかけることで、サブタイプの利点を組み合わせようとします。

粘性 LSD:

粘性は、クラッチの代わりに濃厚な液体を使用して、オープンとロックの間で作動するディファレンシャルを変更するために必要な抵抗を作成する、2 番目のタイプのリミテッド スリップ ディファレンシャルです。このタイプは機械式LSDよりも可動部分が少ないのでシンプルです。

抵抗が車輪の速度と調和して構築され、非常に緩やかな増加を提供するため、アプリケーションでの作業はよりスムーズです。ビスカス LSD は、トルクをより効果的にトラクションのあるホイールに伝達します。これは、流体が速度の下で抵抗力を発揮するためです。ホイールがトラクションを失い、ディファレンシャル内の 2 つのホイール間の速度差がスピンした場合。ドライブシャフトからより多くのトルクをホイールに伝達することで、動きの遅いホイールに抵抗を加えます。

使用が制限されるこのタイプの欠点は、流体が加熱されて粘度が低くなり、抵抗が少なくなることです。また、機械式 LSD のように完全にロックすることもできません。これは、流体が十分な空間内で絶対的な抵抗を提供できないためです。

トルセン差:

トルセン ディファレンシャルはブライト ギアリングを使用して、リミテッド スリップ ディファレンシャルと同じ効果を生み出します。ただし、クラッチや流体抵抗では機能しません。代わりに、オープン ディファレンシャルの従来のギア設定に、ウォーム ギアのレイヤーが追加されます。トルク伝達を可能にするために必要な抵抗を提供するために、各車軸に作用するウォーム ギアのセット。これは、接続された平歯車を介してウォーム ギアを互いに常にかみ合わせることによって実現されます。

ディファレンシャルの両側の間の一定のメッシュは、トルクを即座に伝達するのに役立ちます。これにより、道路や運転状況を変化させても、より敏感になります。トルセン ディファレンシャルは、ギア比に応じて 1 つのホイールに高い割合のトルクを向けることもできます。トルクをホイール間で均等に分割する必要があるオープン ディファレンシャルとは異なります。

トルセン ディファレンシャルでは、リミテッド スリップ ディファレンシャルの 1.5 倍のように、加速時と減速時に異なる比率の抵抗が影響を与えるようにギアリングを機械加工できます。これは、電子機器やその他の蒸発形式を使用せずに機械的に達成されます。 Torsen ディファレンシャルは、この投稿に記載されている他のディファレンシャルのすべての品質を備えた最高の機械システムです。

アクティブ ディファレンシャル:

アクティブ タイプのディファレンシャルは、メカニズムを採用しているため、リミテッド スリップ ディファレンシャルと非常によく似ています。このメカニズムは、一方の側から他方の側にトルクを伝達するために必要な抵抗を提供するために使用されます。クラッチは、純粋に機械的な力に頼るのではなく、電子的に作動します。

アクティブ ディファレンシャルは、電子機器を使用して、変化する走行条件を通じてシステムが直面する機械的な力を人為的に変化させます。これが、それらが制御可能であり、したがってプログラム可能である理由です。そして、そのような車両のセンサーを使用すると、コンピューターは、動力を伝達する車輪と伝達するタイミングを自動的に検出できます。

これらのタイプのディファレンシャルは、特に悪路での性能が優れており、急速に変化する運転条件に耐える車の改善に役立ちます。しかし、これは車両に対する継続的な調整を維持できるシステムになります。

トルク ベクタリングの差:

トルクベクタリングタイプのディファレンシャルも電子的に強化されたシステムを使用し、それを使用して車両の角度またはベクトルを変更します。必要なときに特定のホイールがより多くのトルクを受け取るように促し、コーナリング性能を向上させます。反対側のクラッチが作動すると、純粋に機械的に駆動される LSD が通常接続され、ステアリングをアシストするために使用できます。さらにパワーダウンしながら、LSD システムの欠陥を克服します。

このディファレンシャルのコーナーでは、車軸が部分的にロックするまで、マルチウェイ LSD が両方の車輪に抵抗を加えます。また、ブレーキング時にも安定させ、車輪速度が低下して車両が旋回すると解放されます。これにより、車輪をさまざまな速度で回転させることができます。ただし、両方のホイールの抵抗を解放する代わりに、TVD は外側のホイールのみにクラッチを適用し続けます。これにより、ホイールが受ける抵抗が増加し、システムがより多くのトルクをホイールに伝えます。パワーバランスが外側に向かうため、車両は急カーブを切り、アンダーステア​​が減少します。

車両が頂点を通過して加速し始めると、抵抗がコーナーを通して継続的に経験される場合、車両は通常のマルチウェイ LSD をオーバーライドし続けます。これもまた、外側のホイールの動きが速くなるとスリップと解釈し、加速中にトルクを内側のホイールにそらします。

TVD は外側のホイール クラッチにより多くの抵抗を加え、システムはだまされてより多くのトルクを迂回させます。これは、加えることができるパワーの量を増やし、コーナーからの加速時に経験するアンダーステア​​を減らすことによって達成されます.

読む:マニュアル トランスミッション システムについて知っておくべきこと

トルク ベクタリング ディファレンシャルは、利用可能なトルクの 100% を 1 つのホイールで伝達できます。これは、最も極端な状況でトルクが必要な場合のみです。

この TVD の制限は、非常に複雑で非常に高価であり、通常、高速コーナリングの可能性のためにレーシング/トラック アプリケーションに使用されることです。

すべてのタイプのディファレンシャルには独自の長所と短所があります。さまざまなディファレンシャルのタイプを知っていただければ幸いです。質問がある場合は、コメント ボックスから質問してください。また、この記事を他の技術系学生と共有してください。ありがとう！