הדיפרנציאל - אי אפשר בלעדיו אך צריך לדעת לחיות איתו

מהו אותו דיפרנציאל? מה תפקידו של הדיפרנציאל הרוחבי'' ומהו הדיפרנציאל האורכי? מהן נעילות דיפרנציאל? ומתי יש להשתמש בהן?
הסבר קצר על החלק המכאני הכי טיפש ברכב (רק גלגלי שיניים) אך כזה שאי אפשר בלעדיו! בתוספת מספר כללי אצבע לשימוש נכון בנעילות דיפרנציאל - בטיפ השטח המצורף

כתב: עופר אוגש, אתר השטח הישראלי

הדיפרנציאל הוא החלק המאפשר לרכב לנוע בסיבוב כאשר הגלגל החיצוני עובר דרך ארוכה יותר מאשר הגלגל הפנימי. כל אחד מהגלגלים מקבל ''כוח'' בהתאם לרדיוס הסיבוב, כך שהם יכולים לנוע במהירות שונה. זהו החלק אשר שומר על שלמות מכלולי ההנעה של הרכב ושומר על בטיחות הרכב והנוסעים בו.

סרטון הדגמה לפעולת הדיפרנציאל עם טרקטורון בעל דיפרנציאל אחורי עם אפשרות נעילה (ביטול דיפרנציאל)

הדיפרנציאל הוא חלק מכאני, ''טיפש'' לגמרי - המורכב מגלגלי שיניים, המאפשר לכל אחד מהגלגלים המחוברים אליו לנוע באופן עצמאי ולקבל ''כוח'' מהמנוע (דרך מערכת ההינע) בהתאם לרמת האחיזה שלהם בקרקע ולרדיוס הסיבוב שאותו הם צריכים לעבור. (חשוב לדעת: ללא אחיזה של הגלגל בקרקע אין ''כוח'' אלא רק מהירות). הדיפרנציאל מורכב מסט של גלגלי שיניים חיצוניים אשר נקראים ''קורונה'' ו-''פיניון'', הם אלו המניעים את כל בית הדיפרנציאל אשר מחובר לציריות ומשם לגלגלים. את שני הגלגלים החיצוניים מחברים גלגלי שיניים פנימיים הנקראים ''סטליטים'' - לווינים. כאשר גלגלי השיניים החיצוניים מסתובבים באותו הקצב (בכביש ישר), גלגלי השיניים הפנימיים אינם מסתובבים והדיפרנציאל מסתובב כיחידה אחת.

כאשר גלגלי השיניים החיצוניים מסתובבים בקצב שונה (לדוגמה: בסיבוב), הגלגלים שביניהם (הסטליטים), מסתובבים בכיוון ההפוך ואחד כנגד השני. תנועה יחסית זו מאפשרת חלוקה של המהירות (והכוח) בתוך הדיפרנציאל והעברתו באופן יחסי לגלגלים.

לשם ההפשטה: הדיפרנציאל עובד לפי העיקרון לפיו ה''כוח'' (המהירות) עובר לגלגל ש''קל'' לו יותר.

דיפרנציאל רוחבי (בין גלגל ימין לבין גלגל שמאל) קיים בכל רכב הנע על הכביש (כן, גם ברכב 2X4 רגיל). ברכב 4X4 קיימים 2 דיפרנציאלים רוחביים - אחד בסרן הקדמי ואחד בסרן האחורי. ברכב 4X4 הנע באופן קבוע בהנעה כפולה (כמו בלנד-רובר או בלנד-קרוזר מהדגמים החדשים וכו') קיים דיפרנציאל שלישי, אורכי, המחלק את הכוח בין הסרן הקדמי לסרן האחורי.


לחצו על הרמזור כדי לראות את קו הסיבוב השונה של כל גלגל
לחצו כאן כדי לראות כיצד הדיפ' מסתובב

איך מסתובבת רכבת (ללא דיפרנציאל) על הפסים? צפו בפררופסור ריצ'רד פיינמן מסביר זאת:

הצלבה

המגבלה בדיפרנציאל רגיל היא חוסר היכולת שלו לזהות החלקה מלאה של אחד מהגלגלים (לכן הוא ''טיפש''). במצב שבו אחד מהגלגלים על אותו הסרן מחליק, יעבור כל הכוח (המהירות, לשם הדיוק) שמגיע לאותו הסרן לגלגל המחליק, זאת לפי העיקרון לפיו הכוח עובר לגלגל ש''קל'' לו יותר. במצב זה של החלקה או הצלבה (גלגל אחד מקדימה ללא אחיזה וגלגל אחר מאחור ללא אחיזה) רכב ה-4X4 שלנו לא ינוע! הפתרון הפשוט ביותר הוא להימנע ממצבים אלו, אם על-ידי עקיפה של המכשולים שיביאו להצלבה, אי כניסה לשטחים שבהם יש אחיזה מוגבלת ו/או תכנון טוב של ציר ההתקדמות והמהירות בהתאם לתנאי הדרך.

הצלבה

נעילת דיפרנציאל

אם בכל זאת החלטתם להיכנס לשטח טכני שבו קיימים קטעי עבירות אתגריים יותר משבילי קק''ל, תוכלו להיעזר בנעילת הדיפרנציאל (בהנחה שהמנגנון קיים ברכב). הנעילה היא מנגנון מכאני בשליטת הנהג או מנגנון אוטומטי, מכאני או אלקטרוני ואף ממוחשב, המאפשר לחלק את הכוח לכל אחד מהגלגלים בצורה שווה או שונה לפי הצורך. מנגנון הנעילה מבטל למעשה את פעילות הדיפרנציאל. נעילת הדיפרנציאל מאפשרת להתגבר על סיטואציה שבה גלגל אחד נמצא במצב של חוסר אחיזה וכל הכוח של הרכב מגיע אליו - דבר המונע מהגלגל שעל הקרקע ובאחיזה להניע את הרכב.

נעילת דיפרנציאל

ישנן מספר שיטות לנעילת דיפרנציאל:

1. השיטה המכאנית שבשליטת הנהג - באמצעות כבל או מערכת פניאומאטית גורם הנהג לנעילת מערכת גלגלי השיניים שבתוך הדיפרנציאל (המפורסמת שבהם היא הנעילה של חברת ARB האוסטרלית) 2. נעילה מכאנית באמצעות מנגנון חשמלי המותקנת ברכב בפס הייצור. הנעילה קיימת כיום ברכבי טויוטה, מיצובישי ועוד. 3. השיטה האוטומטית - בית הדיפרנציאל מורכב מיותר חלקים וכולל מערכת של קפיצים (או מנגנוני התנגדות אחרים). כאשר הפרש המהירויות בתוכו גדול יותר מהמתוכנן, ננעל בית הדיפרנציאל בלחץ הקפיצים (המפורסמות שבהן הן הנעילות החצי אוטומטיות של חברת דטרויד האמריקאית, או נעילות מוגבלות ההחלקה LSD המגיעות מפסי הייצור של יצרני הרכב). 4. השיטה הממוחשבת/האלקטרונית - מערכת החיישנים (כמו של ה-ABS) מזהה החלקה ואז נועלת את הברקס של הגלגל המחליק. מכיוון שעכשיו ''קשה'' לגלגל, עובר הכוח לגלגל שעל הקרקע. ''נעילה'' זו מגיעה רק מפס הייצור ומקובלת ברכבים היוקרתיים יותר (פטנט דומה ופשוט ניתן לבצע באופן ידני עם שתי ידיות ברקס יד אשר שולטות כל אחת על צד אחר של הרכב). 5. מנגנון ויסקוזי - מערכת נעילה הבנויה על דסקיות וביניהן נוזל בעל צמיגות מתאימה המשמש כמצמד אוטומטי. בזמן שאחת מהיציאות שבדיפרנציאל מחליקה ומסתובבת מהר מדי יחסית לשנייה ננעל המצמד ונועל את הדיפרנציאל. המנגנון הויסקוזי מקובל בדרך כלל בדיפרנציאל המרכזי ומובילות השימוש בו הן האאודי קוואטרו ודגמי סובארו 4X4 החדשים.


איך עובדת הנעילה במצב פתוח ומצב נעול

ישנן מספר שיטות לנעילת דיפרנציאל:

אז מתי נועלים? מתי משלבים 4X4? ואת מי נועלים?

 לטיפ שטח בנושא נעילות דיפרנציאל - הקליקו כאן

סרטון מקסים מ-1930 המסביר כיצד עובד דיפרנציאל

לכתבות טכניות בנושא דיפרנציאל ומערכות אלקטרוניות:

בטיחות פאסיבית ואקטיבית ומערכות עזר אלקטרוניות לבלימה   הפתרון הטכנלוגי - כתבה שנייה בסדרה המערכות האלקטרוניות  בקרת משיכה | בקרת יציבות | ESP | TC    טיפ נהיגה - לנתק או לא לנתק את המערכות האלקטרוניות? 

תגובות

17 תגובות

1

רני פלג

30 ביולי 2006 ב 12:14

מי צריך כפפות על הידיים?

מיהו הגבר המסוקס שבתמונה שצריך כפפות, כדי לא להתלכלך מהאבק?

2

Ogash Ofer

29 באוקטובר 2006 ב 05:22

כפפות על הידיים

הכפפות זה לא רק לשם שמירה על הלק שאני נוהג לעשות כל שישי בוקר במספרה. כפפות זה בעיקר לשמור על שלמות האצבעות - וזה בדוק!

3

גלעד4X4

31 במרץ 2008 ב 19:09

יופי של כתבה

עושה סדר בבלגן
(איזה צבע לק אתה משתמש והאם גם ברגליים ?)

4

אורח/ת

31 במרץ 2008 ב 19:31

יש דיפרנציאל בטרקטורון

5

Ogash Ofer

31 במרץ 2008 ב 19:59

ספורטמן 800 חדש של פולאריס

אורח כתב/ה:
""
שאלה מצויינת! אכן, ברב הטרקטורונים אין דיפרנציאל מאחור. אבל כאן בחנו את הספורטמן 800 של פולאריס שיש לו דיפרנציאל אחורי וגם נעילת דיפרנציאל נשלטת מהכידון.

6

אורח/ת

31 במרץ 2008 ב 20:17

סרט מעולה

פעם ראשונה אני מבין מה עושה הדיפרנציאל.

7

אורח/ת

01 באפריל 2008 ב 06:37

שים לב שנוסף הסרט

כתבה מעולה - המשיכו כך!

8

idan-golan

31 במאי 2008 ב 20:26

מחפש נעילה לD-MAX ול-טאראקן

מי שיש לו מידע איפה וכמה שירשום. תודה.

9

אורח/ת

02 בספטמבר 2009 ב 21:01

האם יש נעילה דיפרנציאל קדמית ומרכזית

האם יש נעילת דיפרנציאל קדמית ומרכזית לרינגלר רוביקון 2009 מקורית?

10

Ogash Ofer

03 בספטמבר 2009 ב 16:11

נעילות דיפרנציאל ל- ג'יפ

נעילה מרכזית - אין! וגם אין צורך
לג'יפ רנגלר אין דיפרנציאל מרכזי (כך לפחות אני זוכר מנסיעת המבחן עליו) הוא נוסע במצב 2X4 או 4X4 משולב ללא דיפרנתיאל מרכזי.
נעילה קדמית - אני מניח שאפשר להתקין ARB - דבר עם צדי מרסטה והא לבטח יוכל לעזור לך בעניין.

11

Ogash Ofer

11 בינואר 2010 ב 08:15

איך מסתובבת רכבת ללא דיפרנציאל?

בני הניגאל שלח לי קישור לסרטון של פררופסור ריצ'רד פיינמן, מגדולי הפיסיקאים בשנים האחרונות, המסביר זאת בצורה פשוטה ואלגנטית.

12

Ogash Ofer

21 ביולי 2012 ב 17:30

הוספתי סרטון מקסים מ-1930

הסרטון מסביר ומדגים את עקרונות הדיפרנציאל

13

elitap

08 בפברואר 2014 ב 06:55

הסבר מקיף ממצא ומקצועי

14

milka46

07 במאי 2015 ב 18:01

15

אורח/ת - אורי

18 במרץ ב 19:23

אני חייב בבקשה עזרה
יש לי ranger 1000 diesel 2017 כלי חזק מאוד עובר הרבה מכשולים אין עליו עכשיו יש לי בעיה שאני לא מבין יש לי את המצב הרגיל שמצויר על הכפתור שכאילו כל גלגל לעצמו יש לי מצב שרשום לי נעילה דיפרנציאל ומצויר לי שרק שתי הגלגלים האחוריים עובדים ואין לי באמת מושג אם שתיהם עובדים או כל הארבע ויש לי מצב של 4×4 עכשיו לרוב שאני נתקע בבוץ וכאלה אני שם 4×4 אמר לי מישהו שאם אני ניתקע בבוץ אז עדיף לי דיפרנציל אבל אין לי מושג מה הוא עושה וכו... ועוד מה שרציתי לדעת זה שהנעילה דיפרנציאל פועל כל הגלגלים מסתובבים או רק האחוריים באותו קצב

16

Ogash Ofer

19 במרץ ב 05:34

אני יכול לתת הסבר מעט שונה לציור שבכפתור:
1. רק גלגל אחד צבוע - דיפרנציאלים פתוחים (וכל המהירות יכולה להגיע רק לגלגל בודד או לסרן בודד).
2. שני גלגלים אחוריים צבועיים - דיפרנציאל מרכזי נעול. ולהבנתי אין לך דיפרנציאל אחורי ואם יש אז דיפרנציאל אחורי נעול. (ואז המהירות מתחלקת בין סרן קדמי לסרן אחורי).
3. כל הגלגלים שבועיים - גם דיפרנציאל קדמי נעול (ואז המהירות מתחלקת שווה בין כל הגלגלים).

17

Ogash Ofer

19 במרץ ב 05:35

ולשאלתך - שכול הדיפרנציאלים נעולים המהירות (הכוח) מתחלק באופן שווה לכל הגלגלים וכולם מסתובבים במהירות זהה ללא קשר לאחיזה שלהם בקרקע או לרדיוס הסיבוב.