차동장치 차동기어장치(differential gear system)

1 차동기어의 개요
 1) 차동기어의 정의
   - 주행시 좌우 바퀴의 주행저항 차이를 극복하고 주행할 수 있도록 만든 기어장치.
   - 차량이 선회할때 양쪽 바퀴가 원활하게 회전하기 위해 좌우측 바퀴의 회전수에 차이를 발생하게 만드는데 노면의 저항을 적게 받는 구동바퀴 쪽으로 동력이 많이 전달될 수 있도록 하는 장치

 2) 차동기어의 구성
   - 차동사이드기어, 차동피니언, 피니언축, 케이스로 구성

 3) 차동기어의 원리
   - rack과 pinion의 원리를 응용, 두개의 랙 사이에 연결된 피니언 구조에서 저항이 상대적으로 낮은 랙이 운동하는 원리를 응용한 장치.
  - 동력의 흐름
   * 드라이브 샤프트 → 피니언 기어 → 링 기어 → 베벨기어 → 사이드기어 →엑슬축 → 바퀴

 

 4) 차동기어의 구동
  ① 평평한 도로를 직진할때
   - 좌우구동바퀴의 회전저항이 같다
   - 좌우 동일한 회전속도로 회전한다.
  ② 커브를 돌 때

   - 차동작용은 좌우구동바퀴의 회전저항의 차이에 의해 일어남
   - 커브를 돌때 안쪽 바퀴는 바깥보다 저항이 커져서 안쪽은 회전수가 감소하고 반대쪽 바퀴를 가속함

  ③ 한쪽 바퀴가 걸렸을때(한쪽 바퀴가 고정되었을때)

   - 한쪽은 회전이 고정되며, 나머지 한쪽이 두배의 회전속도를 가진다.
  
2 차동장치의 기능
 1) Open differential : 일반적인 동작의 차동기어

diiffernetial gear(출처 : https://www.comsol.com/blogs/an-introduction-to-gear-modeling-in-comsol-multiphysics/)

 2) 자동 차동 제한장치(LSD limited slip differential)
   - 차동장치로 인한 주행불가 상태를 보완하기 위한장치
   - differential lock 이라고도 부름
   - 차동제한시 이점
    * 미끄러지기 쉬운 모래길, 습지에서 발진/주행이 가능하다.
    * 미끄러운 노면에서 바퀴가 공회전하지 않아서 타이어 보호가능하다.
    * 좌우 구동력 차이가 없어서 안정된 주행성능을 얻을 수 있다.