차동이란? (차동의 종류, 기능 및 작동 방식)

차동의 정의

차동이란? 차동 장치의 유형, 기능 및 작동 방식:- 차동 장치는 엔진의 토크를 바퀴에 전달하는 것이 주요 기능인 시스템으로 간주할 수 있습니다. 디퍼렌셜은 엔진에서 가져온 동력의 도움으로 작동한 다음 이를 분할하여 바퀴에 다른 속도로 회전할 수 있는 자유를 줍니다. 회전할 때 바깥쪽 바퀴가 안쪽 바퀴보다 더 멀리 그리고 빠르게 움직이는 것이 관찰됩니다. 따라서 차동장치는 엔진 동력이 바퀴로 전달되는 뒤에 있는 기어 세트이므로 회전에 가까워지는 다양한 속도로 회전하기 위해 바퀴를 활용하기 때문에 중요한 역할을 합니다.

전륜구동(FWD)을 고려할 때, 차동 배치는 하우징 내부에 존재하는 변속기와 같은 방향으로 배치되며, 이 전체 유닛은 트랜스액슬로 널리 간주됩니다. 후륜구동(RWD)의 경우 차동장치는 한 쌍의 후륜 사이에 위치하며 구동축의 도움으로 변속기와 직접 연결됩니다. 사륜구동(AWD) 및 사륜구동(4WD) 차량의 경우 센터 디퍼렌셜 또는 트랜스퍼 케이스를 추가로 설정하여 전후방의 동력 분배를 도와줍니다.

 

 

차동 유형

차동 장치는 다음과 같은 주요 유형으로 분류됩니다.

 

▷ 개방 차동

▷ 잠긴 차동장치

▷ 리미티드 슬립 디퍼렌셜

▷ 용접 차동

▷ 액티브 디퍼렌셜

▷ 토센 차동

▷ 토크 벡터링 차동

 

1. 오픈 디퍼렌셜

오픈 디퍼렌셜은 가장 기본적인 형태의 디퍼렌셜 중 하나로 양쪽 끝에 기어 가 있는 액슬의 절반으로 구성되어 있습니다. 이들은 정사각형의 3면을 구성하는 세 번째 기어를 사용하여 함께 연결된 것으로 나타났습니다. 이러한 차동 장치는 강도를 높이기 위해 4단 기어와 함께 추가로 사용됩니다. 이렇게 하면 사각형이 완성됩니다.

이 완전한 단위 시스템은 차동 장치 케이스에 링 기어를 추가합니다. 주요 기능은 기본 코어 기어를 올바른 위치에 유지하는 것이며 이 링 기어 배열은 피니언을 사용한 구동축. 이들은 개방형 차동 시스템에서 발견되는 일종의 기어 장치라고 하며 따라서 가장 일반적인 유형의 자동차 차동 시스템으로 간주됩니다. 이는 다양하고 복잡한 시스템 집합의 기반을 형성하는 역할을 합니다.

 

이러한 유형의 장치의 장점은 이전에 설명한 다른 차동 장치와 매우 유사한 것으로 나타났습니다. 더 많은 지면을 커버해야하기 때문에 내부 휠에 비해 더 빠른 것으로 관찰되는 속도로 회전하기 위해 회전의 바깥쪽 휠을 허용 하여 차축 이 더 효율적으로 코너를 돌도록 돕는 데 중점을 둡니다. 이 단위 시스템의 또 다른 이점은 제조비용이 비교적 저렴하다는 것입니다.

 

동시에 이 시스템에는 두 바퀴 내에서 균일한 토크 분할로 인해 바퀴의 도움으로 전달할 수 있는 동력의 양이 다음과 같은 바퀴에만 제한된다는 특정 단점이 있습니다.

 

2. 잠긴 차동장치

잠김 또는 잠금 차동 장치는 주로 비포장도로를 벗어나는 차량에서 더 많이 사용되는 차동 장치 유형이라고 합니다. 이러한 차동 장치는 개방형 차동 장치로 간주되지만 필요한 경우 독립 차축이 아닌 고정 차축으로 기능하도록 제자리에 고정할 수 있는 추가적인 이점이 있습니다. 이것은 차량의 기술에 따라 수동 또는 전자적으로 발생하는 것으로 밝혀졌습니다.

잠긴 차동장치의 주요 장점은 개방 차동장치와 동시에 비교되는 상당히 높은 견인력을 얻기 위해 개발되기 쉽다는 것입니다. 이러한 유형의 시스템에서 토크의 분포가 동등하게 50/50인 것으로 밝혀지지 않았기 때문에 더 낮은 토크에 의해 장애가 없는 사용 가능한 두 가지 중에서 약간 더 나은 견인력을 경험하는 휠에 더 많은 토크를 전달할 수 있습니다. 주어진 시간에 다른 바퀴에 존재하는 견인력.

사용자가 일반적으로 거칠고 고르지 않은 표면을 여행하는 것으로 발견되는 더 빠른 속도로 여행하는 것으로 발견되는 사용자는 매우 드뭅니다. 타이어 가 끌리는 것이 발견되어 문제가 되지 않는 고정 액셀의 모서리 주변 마모와 같은 다양한 문제가 있습니다.

시스템이 더 나은 기능을 위해 즉각적인 해제가 필요한 드라이브 트레인 내에서 더 높은 토크(회전 에너지) 축적에 직면할 때마다 매우 자주 나타나는 바인딩 형태로 일반적으로 발견되는 고정된 diff의 한 가지 단점이 있습니다. 이것은 더 이상 필요하지 않은 잠금 장치를 해제할 수 있는 초기 위치로 재설정하기 위해 땅을 떠나는 척하는 바퀴에서 주로 발견됩니다.

 

3. 리미티드 슬립 디퍼렌셜

LSD는 간단하게 말해서 그렇게 복잡할 수 없는 시스템을 통해 개방 및 잠금 차동의 장점을 합산하는 방식으로 작동하는 것으로 나타났습니다. 원하는 효과를 얻기 위해 다양한 형태의 저항을 활용하는 두 가지 유형의 범주가 있습니다.

▷ 기계식 클러치 LSD

이들은 일반적으로 한 쌍의 압력 링과 함께 제공되는 개방형 diff에서 볼 수 있는 코어 기어링의 동일한 원리로 작동하는 LSD 기능 유형이라고 합니다. 이 LSD의 주요 기능은 기어와 평행한 방식으로 위치하는 두 세트의 클러치 플레이트 에 힘을 가하는 것입니다. 기계식 클러치 LSD는 약간 다른 방식으로 작동하고 클러치 플레이트의 압력 변화가 관찰될 때 변경되는 하위 유형으로 더 분할되는 것으로 밝혀진 것입니다.

 

→ 단방향 LSD의 경우를 고려할 때, 압력은 가속되는 특정 순간에만 가해지는 것으로 밝혀졌습니다. 이것은 코너링의 모든 작업을 수행하고 동력에서 벗어나는 동안 diff가 개방형 차동 장치로 기능하여 해당 바퀴가 독립적으로 회전할 수 있도록 하는 반면 가속력이 가해질 때마다 강제로 차동 장치의 회전은 클러치 플레이트 사이에 마찰을 일으켜 더 많은 견인력을 모으기 위해 클러치 플레이트를 제자리에 고정시킵니다.

 

→ Two-way LSD는 One-Way LSD와 유사해 보이는 방식으로, 감속 중에도 클러치 플레이트에 더 많은 압력을 가하는 방식으로 한 단계 올라간 것이 특징이다. 이 LSD의 주요 목표는 도로의 다양한 표면에서 제동 상황에서 안정성을 향상시키는 것입니다.

 

▷ 점성 LSD

점성 LSD는 두 번째 유형의 제한 슬립 차동 장치이므로 클러치 가 차동 장치의 동작을 변경하기 위해 실제로 필요한 저항을 생성하는 역할을 하는 곳에서 상당한 양의 두꺼운 액체를 사용하는 것으로 밝혀졌습니다. 열리고 잠긴 상태에서. 기계식 LSD에 비해 동시에 움직이는 부품이 훨씬 적기 때문에 VLSD는 더 단순한 것으로 간주되며, 비교되는 단점뿐만 아니라 더 넓은 범위의 장점도 가지고 있다고 합니다.

 

VLSD는 토크를 보다 효율적이고 효과적으로 전달하여 휠이 더 많은 트랙션을 소유하는 척하는 데 성공한 것입니다. 유체는 속도 아래에서 저항하는 경향이 있는 것으로 밝혀졌기 때문에 휠이 트랙션 및 스핀 손실을 겪을 경우 차동 장치 내부에 존재하는 두 바퀴 사이의 속도 차이가 더 많은 저항을 생성하는 원인이 됩니다. 천천히 움직이는 휠 - 구동축에서 더 많은 토크를 구동축으로 전달합니다.

 

4. 용접 디퍼렌셜

용접된 차동장치는 잠긴 차동장치와 거의 같은 기능을 하며, 차이점은 차동장치(개방)에서 고정 차축으로 영구 용접 된다는 점뿐입니다. 이것은 고정 차축의 특성이 두 바퀴를 동시에 회전시키는 것을 덜 복잡하게 만드는 특정 상황에서만 수행됩니다(예: 표류를 목적으로 하는 자동차에서).

용접 디퍼렌셜의 목적은 자동차 뒤쪽의 두 바퀴를 동일한/동일한 속도로 회전시키는 것입니다. 두 바퀴에서 동일한 속도를 유지하면 내부 바퀴가 견인력을 잃고 궁극적으로 미끄러져 오버스티어가 상당히 만연하게 됩니다. 그러나 차동 용접은 매우 영구적이며 나중에 변경할 수 없으며 부작용도 있습니다.

 

대부분의 경우 용접 열이 부품 강도에 막대한 영향을 미치고 치명적인 부품 고장을 일으킬 수 있으므로 권장하지 않습니다. 잠재적으로 차동 케이스를 통해 파손된 차동 기어가 폭발하여 다른 보행자와 도로 사용자의 안전에 큰 영향을 미치게 됩니다.

 

5. 능동 차동

제한된 슬립 디퍼렌셜과 다소 유사하기 때문에 능동 디퍼렌셜은 특정 메커니즘에서 작동하여 시스템에 토크를 좌우로 추가로 전달하는 데 필요한 저항을 제공하지만 순수한 힘에 의존하는 대신 끝납니다. 기계식, 이 클러치는 전자식으로도 활성화될 수 있습니다.

 

이 능동 차동 장치는 전자 장치를 사용하여 운전 조건을 변경하여 시스템이 받는 기계적 힘을 인위적으로 변경할 수 있습니다. 이를 통해 프로그래밍 및 제어가 가능하며 차량 전체에 존재하는 다양한 센서의 도움으로 컴퓨터는 자체적으로 어떤 구동 바퀴와 언제 전원이 필요한지 감지할 수 있습니다.

이는 특히 좋지 않은 노면에서 성능을 획기적으로 향상시키며, 특히 급변하는 주행 조건을 견뎌야 하고 차량이 겪는 지속적인 조정으로 스스로를 유지할 수 있는 시스템이 필요한 랠리카에 사용됩니다.

 

6. Torsen 차동 

Torsen(Torque – Sensing) 디퍼렌셜은 어떤 종류의 클러치나 유체 저항을 사용하지 않고도 제한된 슬립 디퍼렌셜에서 발견되는 유사한 효과를 적절하게 작동하고 보답하기 위해 특히 영리한 기어링을 사용합니다.

 

오픈 디퍼렌셜의 기존 기어 설정에 웜 기어 레이어를 추가하여 이를 성공적으로 달성했습니다. 양쪽 차축 에 작용하는 이러한 웜 기어 세트는 토크 전달을 여는 데 필요한 저항을 제공하며, 연결된 평기어의 도움으로 서로 맞물린(일정한) 웜 기어에 의해 성공적으로 달성됩니다.

또한 개방형 디퍼렌셜은 특성적으로 항상 각 휠 간에 토크를 50/50으로 분할하는 경향이 있습니다.

 

7. 토크 벡터링 미분

토크 벡터링 디퍼렌셜은 특정 휠만 중요한 순간에 더 많은 토크를 얻을 수 있도록 허용함으로써 회전 안팎에서 차량의 각도/역학/벡터를 더욱 변경하고 조작할 수 있는 훨씬 더 발전된 전자적으로 향상된 시스템으로 간주됩니다. 따라서 향상된 코너링 성능으로 이어집니다.

 

코너에 접근할 때 다 방향 슬립 제한 디퍼렌셜이 하는 것은 양쪽 바퀴에 저항을 가하여 액셀을 부분적으로 잠그고 제동을 작동하는 동안 안정화시키는 것입니다. 바퀴가 천천히 떨어지고 차량이 회전하여 바퀴가 다른 속도로 회전할 수 있습니다.

 

그러나 두 바퀴의 저항을 해제하는 대신 TVD가 하는 일은 외부에 있는 바퀴에 클러치를 계속 적용하여 특정 바퀴가 직면하는 저항을 증가시키고 채널이 동일한 바퀴를 통해 더 많은 토크를 전달하도록 만드는 것입니다. 이 결과로 발생하는 파워 불균형은 차량이 코너로 급격하게 선회하고 그 대가로 언더스티어 현상을 줄이는 이유입니다.

 

TVD 가 바깥쪽 바퀴 의 클러치 에 계속 더 많은 저항을 가하는 동안, 더 많은 토크를 전환하기 위해 확실히 시스템을 부과합니다. 따라서 적용되는 동력의 양이 증가하고 코너에서 가속할 때 경험하는 언더스티어가 감소합니다.