فرض کنيد ديفرانسيلي در کار نباشد و هر دو  چرخ عقب به دو سر يک ميله صلب متصل هستند. در اين حالت چرخها همواره با هم و با سرعت برابر مي چرخند و سعي مي کنند همواره مسافتي برابر هم را طي کنند. در چنين شرايطي اگر خودرو قصد عبور از پيچي را داشته باشد، لاستيک داخلي مسافت کمتري را طي خواهد کرد و در نتيجه به سرعت ساييده خواهد شد؛ در اين حالت کنترل خودرو نيز دشوار است.

وجود ديفرانسيل از بروز چنين مشکلاتي جلوگيري مي کند و به چرخ بيروني اين امکان را مي دهد که سريعتر بچرخد و در حين عبور از پيچ، نسبت به چرخ داخلي مسافت بيشتري را طي کند.

ديفرانسيل شامل دو دنده مرتبط به پلوس مي باشد که بنام دنده پلوس ناميده مي شود و نيز دو دنده پينيون که بر روي دنده پلوس مي گردند. (شکل3-10) پينيونها نيز توسط يک محور به هم متصل هستند. وقتي اتومبيل در جاده مستقيم حرکت مي کند، دنده پينيونها حول محور خود نمي چرخند بلکه کلاً بصورت يکپارچه حول دنده پلوسها مي گردند و آنها به حرکت در مي آورند. اما هنگاميکه اتومبيل وارد پيچ مي شود، چرخ داخلي مسافت کوتاهتر و چرخ بيروني مسافت بيشتري را طي مي کند. دنده ها پينيونهاي ديفرانسيل به هر دو دنده پلوس گشتاور مساوي وارد مي کنند. اما نامساوي بودن بارهايي که چرخها وارد مي کنند سبب مي شود که دنده پينيونها چرخش حول محور خود را آغاز کنند. آنها در پيرامون دنده پلوس مرتبط با چرخ داخلي که آهسته تر مي چرخد حرکت مي کنند. در نتيجه سرعت دنده پلوس مرتبط با چرخ بيروني به همان اندازه افزايش مي يابد.

شکل3-10 اساس کار ديفرانسيل

2 / ( تعداد دور دنده پلوس اول+ تعداد دور دنده پلوس دوم )  = تعداد دور کرانويل

 با توجه به رابطه فوق اگر يک چرخ شروع به لغزش و بکسواد کند، چرخي که کشش خوبي دارد از سرعت خود کم مي کند و متوقف مي شود؛ در نتيجه ممکن است خودرو متوقف شود و نتوان آن را به حرکت در آورد. براي جلوگيري از اين امر در برخي از اين ديفرانسيلها از سيستم خاصي استفاده       مي کنند؛ بدين صورت که از کلاچهاي چند صفحه اي در پشت دنده پلوسها استفاده مي شود که توسط هزار خار به دنده پلوسها متصلند. (شکل3-11) اين سيستم باعث مي شود که چنانچه يک چرخ بکسواد کند، چرخ ديگر حرکت خود را از دست ندهد. در واقع در موارد ويژه اي ديفرانسيل عمل خود را انجام نمي دهد.

شکل3-11

اکسل عقب (Rear Axle)

تصوير نشان داده شده در شکل3-12 نمونه اي ساده از اکسل عقب يک خودرو مي باشد که قسمتهاي مختلف آن قابل مشاهده است. جهت وضوح بيشتر شکل، ديفرانسيل نشان داده نشده است. در عمل شفت نشان داده شده بصورت دو تکه است و وظيفه انتقال گشتاور از ديفرانسيل به چرخها را  بر عهده دارد.

شکل3-12 شماتيک کلي اکسل عقب

 نيروها و گشتاورهاي مختلفي بر اکسل عقب خودرو وارد مي شوند که عبارتند از :

1 ) وزن خودرو : اکسل را مي توان به عنوان تيري در نظر گرفت که وزن ناشي از خودرو را تحمل مي کند. اين نيرو توسط پوسته اکسل يا پلوس تحمل مي شود. اين نيروهاي وارده سبب نيروهاي برشي و خمشي مي گردند.

2 ) نيروي پيشران : گشتاور رانشي ايجاد شده در موتور خودرو، نيروي پيشران در چرخها را باعث مي شود که اين نيرو بايد از طريق اکسل به شاسي و بدنه خودرو منتقل شود. اين نيروها و کلاً نيروهايي که از اکسل به شاسي منتقل مي شوند، توسطPanhard Rod  و Radius Rod منتقل مي شوند. Radius Rod اکسل را به شاسي متصل کرده و نيروي وزن را تحمل مي کند. Panhard Rod  نيز نيروهاي جانبي را به شاسي منتقل مي کند. (شکل3-13)

شکل3-13 Panhard Rod  و Radius Rod

3 ) عکس العمل گشتاور : براي تصور اين نيرو، اينگونه فرض کنيد که اگر از چرخش آزادانه چرخها بوسيله چرخيدن ميل گاردان جلوگيري شود، بنظر مي رسد که دنده پينيون تمايل به گردش حول کرانويل را دارد. اين تمايل همچنين هنگام حرکت خودرو نيز وجود دارد و پينيون همواره تمايل به بالا رفتن از دنده هاي کرانويل را دارد،  بنابراين هميشه نيرويي بر روي پوسته اکسل وجود دارد که پينيون را نگه مي دارد. اين نيرو بعنوان عکس العمل گشتاور خوانده مي شود.

4 ) نيروهاي جانبي : اين نيروها که در جهت عرضي بر خوروها وارد مي شوند ممکن است شامل وزش باد از بغل به خودرو يا اينرسي خود وسيله نقليه در سر پيچها باشدکه در هر حال اين نيرو مستقيماً به اکسل وارد مي شود و اکسل نيز توسط Panhard Rod  آن را به شاسي منتقل مي کند.

انواع اکسل

در ميان انواعي از اکسلهايي که بعنوان اکسل عقب استفاده مي شود، معمولاً فنرها وزن مجموعه را تحمل مي کنند. امروزه مدلهاي گوناگوني از اکسلها مورد استفاده قرار مي گيرند که از ميان آنها دو نوع عمده اي که بيشتر از آنها استفاده مي شوند عبارتند از :

Hotchkiss drive : اين نوع، از ساده ترين و پرکاربردترين نوع اکسلهاي عقب مي باشد. مدلي از آن را در شکل 3-14 مشاهده مي کنيد. فنر از قسمت وسط خود و به صورت صلب به اکسل عقب متصل مي شود. خود فنر نيز از يک طرف بصورت صلب به شاسي  متصل است و از سر ديگر بصورت لولا و مفصلي متحرک مي باشد.

شکل3-14 Hotchkiss drive

در اين حالت تمام چهار نيروي وارد شده بر اکسل که در قسمت قبل اشاره شد، توسط فنر تخت تحمل مي شود. نيروي پيشران توسط سر صلب فنر به شاسي منتقل مي شود. بعلت وجود عکس العمل گشتاور نيز قسمت جلو فنر کمي تغيير شکل مي دهد. (شکل3-15)

شکل3-15 خمش فنر بعلت وجود عکس العمل گشتاور

  بنابراين عکس العمل گشتاور نيز کلاً توسط فنر تحمل مي شود. بهمين ترتيب براي تحمل گشتاور ترمزي نيز فنرها در جهت مخالف تغيير شکل خواهند داد. هنگاميکه فنرها بدين ترتيب تغيير شکل دادند، محل قرار گرفتن شفت متصل به پينيون نيز تغيير مي کند. بنابراين اگر تنها در يک طرف ميل گاردان از قفل گاردان استفاده شود، ميل گاردان تحت چنين شرايطي خم خواهد شد. براي جلوگيري از چنين امري از يک قفل گاردان ديگر نيز در سر ديگر شفت گاردان استفاده مي شود.

  Torque tube drive : در اين حالت فنرها فقط نيروي وزن و نيروي جانبي را تحمل مي کنند. عکس العمل گشتاور، گشتاور ترمزي و نيروي پيشران توسط عضو ديگري که torque tube نام دارد تحمل مي شود. يک سر آن به پوسته اکسل و سر ديگر آن که کروي است درون جعبه اي که برروي شاسي فيکس مي شود، قرار مي گيرد. همانطور که در شکل3-16 نيز مشاهده مي شود torque tube ميل گاردان را در بر مي گيرد.

شکل3-16 Torque tube drive

 از آنجاييکه در اينجا عکس العمل گشتاور توسط torque tube تحمل مي شود، اگر ميل گاردان توسط يک اتصال يونيورسال که دقيقاً در مرکز کاپ کروي قرار دارد به شفت خروجي از گيربکس متصل شود، خط مرکز شفت متصل به پينيون جابجا نخواهد شد و هميشه از مرکز کاپ کروي عبور خواهد کرد. در چنين حالتي نياز به استفاده از اتصال يونيورسال ديگري در آن طرف ميل گاردان نخواهد بود. همچنين اتصال کشويي نيز در اينجا مورد استفاده نخواهد بود چرا که شفت متصل به پينيون و ميل گاردان هر دو حول يک مرکز جابجا خواهند شد