ส่วนต่างกลางคืออะไร?

เฟืองท้ายส่วนกลางเรียกอีกอย่างว่าเฟืองท้ายระหว่าง-เพลา สำหรับรถขับเคลื่อนหลาย-เพลา เพลาขับจะเชื่อมต่อกันด้วยเพลาขับ ส่วนต่างตรงกลางช่วยให้แต่ละเพลาขับเคลื่อนมีความเร็วเชิงมุมอินพุตที่แตกต่างกัน เพื่อกำจัดการเลื่อนของล้อขับเคลื่อนบนแต่ละเพลา ประเภทของเฟืองท้ายส่วนกลางได้แก่: เฟืองท้ายส่วนกลางแบบเปิด, เฟืองท้ายคลัตช์หลาย-เพลท, เฟืองท้าย Torsen และเฟืองท้ายแบบคัปปลิ้งแบบหนืด

เมื่อยานพาหนะเคลื่อนที่ ไม่เพียงแต่เคลื่อนที่เป็นเส้นตรงเท่านั้น แต่ยังต้องเลี้ยวโค้งต่างๆ อีกด้วย เมื่อยานพาหนะกำลังเลี้ยว วิถีของล้อทั้งสี่จะเป็นสี่ส่วนโค้งที่มีรัศมีต่างกัน ส่งผลให้ความเร็วการหมุนของล้อทั้งสี่แตกต่างกัน หากล้อหมุนได้ด้วยความเร็วเท่ากัน รถจะไม่สามารถเลี้ยวได้ แม้ว่าจะถูกบังคับให้เลี้ยว เพลากลางก็จะหักเนื่องจากความเร็วล้อต่างกัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีดิฟเฟอเรนเชียลเพื่อให้ได้ความเร็วที่แตกต่างกัน โดยแบ่งความเร็วการหมุนคงที่ของเพลาเอาท์พุตของเครื่องยนต์ออกเป็นความเร็วที่แตกต่างกันและส่งไปยังล้อ

เมื่อรถเลี้ยว รัศมีวงเลี้ยวของล้อหน้าจะใหญ่กว่ารัศมีวงเลี้ยวของล้อหลังที่อยู่ด้านเดียวกัน ดังนั้นล้อหน้าจะหมุนเร็วกว่าล้อหลัง และล้อทั้งสี่จะเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่ต่างกันโดยสิ้นเชิง ดังนั้น รถขับเคลื่อนสี่ล้อ-จึงต้องมีเฟืองท้ายตรงกลางเพื่อกระจายแรงบิดระหว่างเพลาหน้าและเพลาหลัง

ประเภทของเฟืองท้ายส่วนกลางได้แก่: เฟืองท้ายส่วนกลางแบบเปิด, เฟืองท้ายคลัตช์หลาย-แผ่น, เฟืองท้าย Torsen และเฟืองท้ายแบบคัปปลิ้งแบบหนืด

I. เปิดเฟืองท้ายกลาง
เฟืองท้ายแบบเปิดคือเฟืองที่ไม่มีข้อจำกัดและสามารถทำงานได้ตามปกติเมื่อรถกำลังเลี้ยว ชุดเฟืองดาวเคราะห์ไม่มีอุปกรณ์ล็อค หากรถขับเคลื่อนสี่ล้อ-ติดตั้งเฟืองท้ายแบบเปิดสามล้อ (ด้านหน้า ตรงกลาง และด้านหลัง) หากล้อหนึ่งลื่นไถล กำลังทั้งหมดของยานพาหนะจะสูญเปล่าไปกับล้อนี้ และอีกสามล้อที่เหลือจะไม่ได้รับกำลังใดๆ

ข้อดี: ไม่มีข้อดีเป็นพิเศษ เนื่องจากส่วนต่างเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการทำงานปกติของยานพาหนะ
ข้อเสีย: ในด้านของรถออฟโรด- เฟืองท้ายแบบเปิดอาจส่งผลต่อความสามารถของรถในการออกจากสถานการณ์ที่ยากลำบากบนถนนที่ไม่ปูพื้น-

ครั้งที่สอง เฟืองท้ายคลัตช์แบบหลายแผ่น-
เฟืองท้ายของคลัตช์หลาย-สร้างแรงบิดส่วนต่างผ่านคลัตช์หลาย-แบบเปียก ระบบนี้มักใช้เป็นเฟืองท้ายกลางในระบบ-ความต้องการสี่-ระบบขับเคลื่อนล้อ มีแผ่นแรงเสียดทานสองชุด ชุดหนึ่งเป็นแผ่นดิสก์สำหรับขับเคลื่อน และอีกชุดเป็นแผ่นดิสก์ที่ขับเคลื่อน แผ่นดิสก์ขับเคลื่อนเชื่อมต่อกับเพลาหน้า และแผ่นดิสก์ขับเคลื่อนเชื่อมต่อกับเพลาล้อหลัง แผ่นดิสก์ถูกแช่อยู่ในน้ำมันพิเศษ และการเชื่อมต่อและการปลดของแผ่นดิสก์จะถูกควบคุมโดยระบบอิเล็กทรอนิกส์

เมื่อรถเดินทางเป็นเส้นตรง ความเร็วในการหมุนของเพลาหน้าและเพลาหลังจะเท่ากัน และไม่มีความแตกต่างความเร็วระหว่างดิสก์ขับเคลื่อนและดิสก์ขับเคลื่อน ในเวลานี้ จานเบรกจะถูกแยกออกจากกัน และโดยทั่วไปแล้วยานพาหนะจะอยู่ในสถานะ-ขับเคลื่อนล้อหน้าหรือหลัง- ซึ่งสามารถประหยัดเชื้อเพลิงได้ ในระหว่างการเลี้ยว เพลาหน้าและเพลาหลังมีความเร็วในการหมุนที่แตกต่างกัน และดิสก์ขับเคลื่อนและดิสก์ขับเคลื่อนก็มีความเร็วต่างกันเช่นกัน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความแตกต่างของความเร็วไม่ถึงค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าของระบบอิเล็กทรอนิกส์ ดิสก์ทั้งสองชุดจึงยังคงแยกจากกัน และไม่ส่งผลต่อการเลี้ยวของรถ

เมื่อความเร็วที่แตกต่างกันระหว่างเพลาหน้าและเพลาหลังเกินขีดจำกัดที่กำหนด ตัวอย่างเช่น เมื่อล้อหน้าเริ่มลื่นไถล ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์จะควบคุมกลไกไฮดรอลิกเพื่อกดคลัตช์หลาย-แผ่น และดิสก์ขับเคลื่อนและดิสก์ขับเคลื่อนจะสัมผัสกัน คล้ายกับการประสานของคลัตช์ แรงบิดจะถูกส่งจากจานเบรกไปยังจานเบรก ส่งผลให้ได้ระบบขับเคลื่อนสี่ล้อ-

สภาพการมีส่วนร่วมและอัตราส่วนการกระจายแรงบิดของเฟืองท้ายสลิปแบบจำกัดแรงเสียดทานแบบหลายแผ่น-นั้น-ถูกควบคุมโดยระบบอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งมีความเร็วตอบสนองที่รวดเร็ว บางรุ่นยังมีฟังก์ชันการควบคุมด้วยตนเอง "LOCK" ซึ่งดิสก์สำหรับการขับขี่และดิสก์ขับเคลื่อนสามารถยังคงทำงานอย่างเต็มที่ คล้ายกับสถานะการล็อคระบบขับเคลื่อนสี่ล้อ-ของรถออฟโรด-ระดับมืออาชีพ อย่างไรก็ตาม แผ่นแรงเสียดทานสามารถถ่ายโอนแรงบิดไปยังล้อหลังได้มากถึง 50% เท่านั้น และการใช้งานที่มีความเข้มข้นสูง-อาจทำให้แผ่นแรงเสียดทานเกิดความร้อนมากเกินไปและล้มเหลวได้

ข้อดี: ตอบสนองรวดเร็วและสามารถมีส่วนร่วมได้ทันที โมเดลส่วนใหญ่ทำงานด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์และไม่ต้องการการควบคุมด้วยตนเอง
ข้อเสีย: สามารถถ่ายโอนกำลังไปยังล้อหลังได้มากถึง 50% เท่านั้น และมีแนวโน้มที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไปภายใต้ภาระที่สูง

ที่สาม ทอร์เซ่น ดิฟเฟอเรนเชียล

ชื่อ "Torsen" มาจาก "Torque-sensing Traction" แกนหลักของ Torsen คือระบบเฟืองตัวหนอนและระบบเฟืองตัวหนอน จากมุมมองเชิงโครงสร้างของเฟืองท้าย Torsen จะเห็นได้ว่ามีล้อหนอนคู่และเฟืองตัวหนอน มันเป็นการประกบกันและประสานกันอย่างแม่นยำ เช่นเดียวกับการส่งแรงบิดทางเดียว-จากเฟืองตัวหนอนไปยังเฟืองตัวหนอน ซึ่งทำให้เกิดฟังก์ชันล็อกเฟืองท้าย ซึ่งจำกัดการเลื่อนหลุด ในระหว่างการขับขี่ปกติบนทางโค้ง เฟืองท้ายด้านหน้าและด้านหลังทำหน้าที่เป็นเฟืองท้ายแบบดั้งเดิม และเฟืองตัวหนอนจะไม่ส่งผลต่อความเร็วที่แตกต่างกันของเพลาครึ่ง ตัวอย่างเช่น เมื่อรถเลี้ยวซ้าย ล้อขวาจะหมุนเร็วกว่าเฟืองท้าย ในขณะที่ล้อซ้ายจะหมุนช้าลง ล้อหนอนที่มีความเร็วต่างกันสามารถจับคู่และประสานกับเกียร์ได้อย่างแม่นยำ ในขณะนี้ ล้อตัวหนอนและเฟืองตัวหนอนไม่ได้ถูกล็อคเนื่องจากแรงบิดถูกส่งจากล้อตัวหนอนไปยังเฟืองตัวหนอน อย่างไรก็ตาม เมื่อล้อด้านใดด้านหนึ่งหลุด ล้อหนอนและชุดเฟืองตัวหนอนจะทำงาน และผ่านเฟืองท้าย Torsen หรือดิสก์คลัตช์หลาย-แบบไฮดรอลิก การกระจายกำลังจะถูกปรับโดยอัตโนมัติและรวดเร็ว

เมื่อรถขับตามปกติ ตัวเรือนเฟืองท้าย P จะหมุน พร้อมกับขับเฟืองตัวหนอน 3 และ 4 เพื่อหมุนไปพร้อมๆ กัน ในขณะนี้ ไม่มีการหมุนสัมพัทธ์ระหว่าง 3 และ 4 ดังนั้นเพลา 1 สีแดงและเพลา 2 สีเขียวจึงหมุนด้วยความเร็วเท่ากัน อย่างไรก็ตาม เมื่อเพลาด้านหนึ่งพบกับแรงต้านที่มากขึ้นในขณะที่อีกด้านหนึ่งเดินเบาอยู่ เช่น เพลาสีแดงพบกับแรงต้านที่มากขึ้น จากนั้นในตอนแรกเพลาก็จะยังคงอยู่กับที่ ในขณะที่ตัวเรือนเฟืองท้ายยังคงหมุนอยู่ ดังนั้น จึงขับเคลื่อนเฟืองตัวหนอน 4 ให้กลิ้งไปตามเพลาสีแดง เมื่อหมุน 4 รอบ มันก็จะขับเคลื่อน 3 เพื่อหมุนเช่นกัน แต่ 3 และเพลาสีเขียว 2 มีเอฟเฟกต์การล็อคตัวเอง- ดังนั้นการหมุนของ 3 จะไม่สามารถขับเคลื่อนเพลาสีเขียว 2 ให้หมุนได้ ดังนั้น 3 หยุดหมุน และในเวลาเดียวกัน 4 หยุดหมุนด้วย ดังนั้น 4 จึงสามารถหมุนได้เฉพาะเพลาสีแดงพร้อมกับการหมุนของตัวเรือนเฟืองท้าย ซึ่งกระจายแรงบิดไปยังเพลาสีแดง และปล่อยให้รถออกจากสถานการณ์ได้

อุปกรณ์หลักส่วนใหญ่คือเฟืองท้ายการล็อกด้วยตนเอง-การตรวจจับแรงบิด- ซึ่งสามารถปรับกำลังเอาท์พุตระหว่างเพลาหน้าและเพลาหลังได้อย่างต่อเนื่องตั้งแต่ 25:75 ถึง 75:25 ตามสถานะการขับขี่ และการตอบสนองนั้นรวดเร็วมากโดยแทบไม่มีความล่าช้า (ลักษณะของแรงบิด-การตรวจจับเฟืองท้ายการล็อกตัวเอง-นั้น วิเคราะห์อย่างละเอียดก่อนหน้านี้) และด้วยการสนับสนุนของโปรแกรมเสถียรภาพทางอิเล็กทรอนิกส์ ความคิดริเริ่มในการกระจายกำลังได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม

พูดง่ายๆ ก็คือ เฟืองท้าย Torsen นั้นเป็นเฟืองท้ายเชิงกลแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ กล่าวคือ ไม่ต้องการการควบคุมด้วยตนเอง และมีความน่าเชื่อถือ 100% และมีระบบเกียร์โดยตรง จากมุมมองหนึ่ง มันเป็นการออกแบบที่สมดุลมาก

ข้อดี: สามารถตอบสนองต่อความแตกต่างของแรงต้านระหว่างล้อขับเคลื่อนได้ในทันทีและกระจายแรงบิดเอาท์พุต นอกจากนี้ คุณลักษณะการล็อค-เป็นแบบเส้นตรงและสามารถปรับได้ภายในช่วงแรงบิดเอาท์พุตที่ค่อนข้างกว้าง
ข้อเสีย: ไม่มีโหมดขับเคลื่อนสองล้อ-; ความสามารถในการสลิปแบบจำกัด-ของเฟืองท้ายนั้นมีจำกัด และกำลังไม่สามารถส่งไปยังล้อใดล้อหนึ่งได้เต็มที่

IV. ส่วนต่างของข้อต่อแบบหนืด
เฟืองท้ายคลัตช์แบบหนืดเป็นอุปกรณ์อัจฉริยะสำหรับการกระจายกำลังโดยอัตโนมัติใน-ยานพาหนะขับเคลื่อนล้อทั้งหมดในปัจจุบัน โดยปกติจะมีการติดตั้งใน-ยานพาหนะขับเคลื่อนล้อทุกคันที่ใช้ระบบขับเคลื่อนล้อหน้า- ยานพาหนะเหล่านี้มักจะขับในโหมดขับเคลื่อนล้อหน้า- คุณลักษณะที่สำคัญที่สุดของคัปปลิ้งแบบหนืดคือสามารถกระจายกำลังไปยังเพลาขับหลังได้โดยอัตโนมัติโดยที่คนขับไม่ต้องดำเนินการ

หลักการทำงานของข้อต่อแบบหนืดค่อนข้างคล้ายกับคลัตช์หลายแผ่น- มีแผ่นด้านในจำนวนมากบนเพลาอินพุต ซึ่งสอดไว้ระหว่างแผ่นด้านนอกหลายๆ แผ่นในตัวเรือนเพลาเอาท์พุต และเติมน้ำมันซิลิโคนที่มีความหนืดสูง- เข้าไป เพลาอินพุตเชื่อมต่อกับกล่องส่งกำลังและกล่องถ่ายโอนของเครื่องยนต์ที่ติดตั้งด้านหน้า- และเพลาส่งออกเชื่อมต่อกับเพลาขับด้านหลัง

ในระหว่างการขับขี่ตามปกติ ไม่มีความแตกต่างความเร็วระหว่างล้อหน้าและล้อหลัง และคัปปลิ้งหนืดไม่ทำงาน ดังนั้นกำลังจึงไม่กระจายไปยังล้อหลัง และรถยังคงทำงานเหมือนกับรถขับเคลื่อนล้อหน้า- เมื่อรถยนต์ขับบนถนนที่เป็นน้ำแข็งและมีหิมะตก ล้อหน้าอาจหมุนรอบเดินเบา และความเร็วการหมุนระหว่างล้อหน้าและล้อหลังจะแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ น้ำมันซิลิโคนระหว่างแผ่นด้านในและด้านนอกของข้อต่อที่มีความหนืดถูกกวนและเริ่มขยายตัวเนื่องจากความร้อน ทำให้เกิดความต้านทานความหนืดขนาดใหญ่ที่ป้องกันการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างแผ่นด้านในและด้านนอก และสร้างแรงบิดได้มาก ดังนั้น กำลังจึงถูกส่งไปยังล้อหลังโดยอัตโนมัติ และรถจะกลายเป็นรถขับเคลื่อนสี่ล้อ-

เมื่อรถกำลังเลี้ยว คัปปลิ้งที่มีความหนืดยังสามารถดูดซับความแตกต่างของความเร็วระหว่างล้อหน้าและล้อหลังที่เกิดจากความแตกต่างของล้อด้านในซึ่งทำหน้าที่เป็นเฟืองท้าย ระหว่างเบรกสามารถป้องกันไม่ให้ล้อหลังล็อคก่อนได้

ข้อดี: ขนาดกะทัดรัด โครงสร้างเรียบง่าย และต้นทุนการผลิตต่ำ
ข้อเสีย: การตอบสนองช้า อัตราการกระจายแรงบิดต่ำ ไม่สามารถควบคุมการมีส่วนร่วมและการปลดออกด้วยตนเอง และอาจเกิดความล้มเหลวเนื่องจากความร้อนสูงเกินไปภายใต้ภาระงานสูง