ضرایب دنده و دیفرانسیل را بشناسیم

به گزارش پایگاه خبری پدال نیوز، خودرو مجموعه‌ای از قطعات مکانیکی است که وظیفه همه آنها تولید گشتاور و قدرت و یا انتقال و استفاده از این دو فاکتور است. در بین تمام روابط فیزیکی موجود در یک خودرو، 3 ضریب دیفرانسیل، ضریب تراکم و ضریب دنده بیشتر از بقیه شنیده می‌شود که هر سه آنها نیز اثر مستقیمی در میزان تولید و تغییر گشتاور و همچنین قدرت تولیدی پیشرانه دارند. ضریب‌های گفته‌شده در واقع نسبت‌هایی هستند که در پیشرانه، دیفرانسیل و گیربکس تشکیل می‌شوند که به طور عامیانه در کشورمان به ضریب خوانده می‌شوند.
 
ضریب دنده گیربکس
ضریب دنده یا نسبت دنده بین دو چرخ‌دنده محاسبه می‌شود و عبارت است از نسبت محیط دو چرخ‌دنده‌ای که در کنار هم و در ارتباط با هم در حال کار کردن هستند به شرطی که هر دو دنده از یک طرح و دندانه‌های مشابهی برخوردار باشند. برای محاسبه نسبت دنده‌های گیربکس می‌توان تعداد دنده‌های آنها را محاسبه کرده و برهم تقسیم کنیم تا نسبت آنها پیدا شود. در گیربکس یک دنده به عنوان دنده اصلی است که حرکت میل‌لنگ را به دنده‌های گیربکس منتقل می‌کند. در گیربکس ساختار خاصی وجود دارد که این حرکت از دنده اصلی به دنده‌های دیگر و دنده‌ای که قرار است درگیر شود، منتقل می‌شود. حال هر دنده که درگیر می‌شود، دارای نسبتی با دنده اصلی خواهد بود که ضریب یا نسبت آن دنده خواهد شد. همه دنده‌های گیربکس از دنده یک تا دنده عقب دارای این ضریب هستند و معمولا در یک گیربکس ضریب دنده عقب از همه بیشتر بوده که به معنای قوی‌ترین دنده است. دنده‌ها هرچه به سمت بالاتر پیش می‌روند و یا به اصطلاح سبک‌تر می‌شوند، دارای ضریب دنده‌ای کمتر خواهند شد که به سمت یک و حتی به زیر یک نزول می‌کنند. کوچک‌شدن نسبت دنده به معنی رفتن به دنده‌های بالا‌تر است که منجر به افزایش سرعت و کاهش گشتاور خروجی از گیربکس می‌شود و بالا رفتن ضریب دنده به معنی قدرتی‌تر شدن حرکت خودرو، افزایش گشتاور ارسالی به سمت چرخ‌ها و کاهش سرعت است. ضریب دنده همیشه به صورت X:1 بیان می‌شود که X در واقع حاصل تقسیم تعداد دندانه‌های دنده مورد نظر به تعداد دنده چرخ دنده اصلی است که همیشه ملاک مقایسه قرار می‌گیرد.
 
  ضریب دیفرانسیل
دیفرانسیل دارای قطعاتی است که شامل هرزگرد‌ها، میله دشلی، کرانویل، پینیون و... می‌شود که در این بین وظیفه انتقال قدرت و تغییر جهت حرکت خروجی از گیربکس به چرخ‌ها بر عهده کرانویل و پینیون است. پینیون محوری است که یک طرف آن خارج از دیفرانسیل است و یک طرف دیگرش درون دیفرانسیل و  روی کرانویل قرار دارد. گاردان حرکت خروجی از گیربکس را به پینیون منتقل می‌کند و پینیون نیز کرانویل را می‌چرخاند. این دو قطعه همیشه به نحوی طراحی می‌شوند که کاملا باهم سازگارند و حتی در صورت خرابی هر کدام از آنها، بهتر است تا باهم تعویض شوند و ضمن اینکه با هم نیز فروخته می‌شوند.
پینیون محور است که دنده‌های آن در یک سر آن واقع شده است و کرانویل نیز یک چرخ دنده دایره‌ای بزرگ است که دنده‌هایش رو به یک سمت و در محیط آن قرار دارد.
با چند بار چرخش پینیون، کرانویل یک دور می‌زند که تعداد گردش‌های پینیون برای یک بار چرخش کامل کرانویل را ضریب دیفرانسیل می‌گویند. برای مثال فرض کنیم که گفته می‌شود یک دیفرانسیل دارای ضریب 46 به 13 است که به صورت 13-46 یا 13/46 نوشته می‌شود. در این حالت یعنی با 46 بار چرخش پینیون، 13 بار کرانویل که چرخ دنده بزرگ‌تری است، خواهد چرخید و در این حالت هر دو چرخ دنده باهم به نقطه شروع حرکت خود خواهند رسید. با تقسیم عدد 46 به 13 به عدد 3.53 می‌رسیم که به آن ضریب دیفرانسیل می‌گویند که به این معنی است که با 3.53 دور زدن پینیون به دور خود، کرانویل یک دور کامل خواهد چرخید. حال هر چه این عدد کوچک‌تر باشد به معنی سرعتی‌تر بودن دیفرانسیل است و هر چه این عدد بزرگ‌تر باشد به معنی قدرتی‌تر بودن آن. با کوچک شدن ضریب دیفرانسیل و میل کردن به سمت عدد یک، میزان افزایش گشتاور تولیدی در دیفرانسیل کمتر شده و خودرو حالتی سرعتی‌تر پیدا خواهد کرد. در مقابل وقتی گشتاور به سمت عدد‌های بالاتر از یک میل کند، گشتاور ارسالی به سمت چرخ‌ها بیشتر خواهد شد و خودرو قدرتی‌تر عمل می‌کند.
نویسنده: مهندس علیرضا داودی