Como exatamente um diferencial funciona?

Entendo que o diferencial (ou "diff") é o que permite ao eixo de transmissão transferir sua velocidade de rotação para o eixo dianteiro ou traseiro para mover o carro. Até onde eu sei, o diff é a parte que também permite que cada roda gire independentemente uma da outra, para não arrastar o pneu externo dobrando uma esquina, o que aumentaria o desgaste do pneu e diminuiria o consumo de combustível.

• Como exatamente um diferencial funciona?

• Como o diff permite que cada roda gire em velocidades diferentes?

• Como alguns carros conseguem ajustar dinamicamente a quantidade de potência de cada roda (em sistemas de mais alta tecnologia)?

O que é um diferencial?

• O trabalho de um diferencial é compensar as diferenças. Especificamente as diferenças na velocidade da roda ao girar. Por exemplo, imagine fazer uma curva. Sua roda interna tem uma distância menor para percorrer do que a roda externa à medida que você curva a esquina. Isso significa que sua roda externa precisa girar mais rápido para acompanhar a roda interna.
• O diferencial permite que as rodas girem em velocidades diferentes enquanto ainda fornecem energia. Sem diferencial, os pneus esfregavam e pulavam ao longo da calçada durante as curvas.

Princípio de trabalho:

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• O torque é fornecido do motor, através da transmissão, para um eixo de transmissão, que é executado na unidade de transmissão final que contém o diferencial.

• Um pinhão de chanfro espiralado é acionado a partir da extremidade do eixo da hélice e é encaixado dentro do alojamento da unidade de acionamento final. Isso se articula com a grande coroa helicoidal em espiral, conhecida como roda da coroa.

• A roda de coroa e o pinhão podem engrenar na orientação hipóide, não mostrada. A engrenagem da roda de coroa é acoplada ao suporte ou gaiola diferencial, que contém as rodas ou engrenagens 'sol' e 'planet', que são um conjunto de quatro engrenagens cônicas opostas no plano perpendicular, de modo que cada engrenagem cônica se encaixe em dois vizinhos, e gira contra o terceiro, de frente para o qual não se encaixa.

• As duas engrenagens da roda solar estão alinhadas no mesmo eixo da engrenagem da coroa e acionam os semi-eixos do eixo conectados às rodas motrizes do veículo. As outras duas engrenagens planetárias estão alinhadas em um eixo perpendicular que muda de orientação com a rotação da coroa.

Basicamente, não importa qual experiência da roda carregue, as engrenagens planetárias correspondentes a elas compensarão isso.

A capacidade de um diff enviar várias quantidades de potência sob demanda para uma roda individual é chamada de vetor de torque.

Eles geralmente têm um atuador elétrico conectado ao conjunto do diferencial para ajudar na distribuição de torque

Para informações mais avançadas sobre vetorização de torque, este vídeo será útil.

Informações adicionais sobre a vetorização de torque podem ser encontradas nesta boa pergunta: Como o diferencial de torque funciona

/mechanics//a/25370/12697 Abrange o arranjo físico das engrenagens em um diferencial básico. A chave para entender um diferencial é entender como essas engrenagens se comportam em diferentes cenários.

A disposição da engrenagem significa que, em relação à roda de coroa, os dois semi-eixos são forçados a girar em montantes iguais e opostos.

Olhando de fora do diferencial, isso significa que a velocidade média dos dois semi-eixos deve ser igual à velocidade na qual a roda da coroa gira. Portanto, quando o motor gira o eixo, pelo menos uma das rodas deve girar.

Também vemos que, se o diferencial é isento de atrito, o torque fornecido às duas rodas deve ser o mesmo, pois qualquer diferença no torque faria com que as engrenagens dentro do diferencial mudassem de velocidade.

Se ambas as rodas motrizes tiverem boa aderência, o diferencial básico funcionará muito bem na transferência de potência para a estrada, permitindo que as rodas motrizes girem em velocidades diferentes.

O mesmo princípio pode ser estendido a mais rodas, por exemplo, um veículo com tração nas quatro rodas geralmente terá três diferenciais, um no centro para diferenças entre a frente e a traseira e, em seguida, diferenciais dianteiros e traseiros para diferenças de velocidade entre a esquerda e a direita de cada extremidade .

Se uma roda perde a aderência, a roda que perde a aderência irá girar livremente, pois o torque fornecido às rodas é a mesma muito pouca energia será entregue às rodas que ainda têm aderência.

Assim, no desempenho, os sistemas dos carros são construídos para detectar níveis indesejáveis ​​de derrapagem e limitá-los pelos freios dos carros ou por mecanismos adicionais nos diferenciais. Existem também tipos de diferenciais mais complexos que possuem características de velocidade VS de torque diferentes.

Perder a tração no seu veículo com tração nas quatro rodas quando uma roda escorrega derrota o objeto de ter tração nas quatro rodas. Velhos fora-de-estrada fasioned frequentemente usaram mecanismos grosseiros para trancar os diferenciais ao dirigir fora da estrada. Os off-road mais modernos geralmente têm sistemas mais sofisticados, semelhantes aos dos carros de desempenho.