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Como funciona a engrenagem diferencial?

Como funciona a engrenagem diferencial?

Uma engrenagem diferencial permite que as rodas motrizes de um automóvel rodem a velocidades diferentes quando o carro está a virar.

Tecnologia

Palavras-chave

diferencial, carro, velocidade de rotação, roda, engrenagem, eixo de transmissão, produção automóvel, veículo, torque, transporte, técnica, fabricação, física

Extras relacionados

Cenas

Função

Localização no carro

  • semi-eixo - As rodas esquerda e direita estão ligadas aos semi-eixos, ligados ao diferencial.
  • engrenagem diferencial - Divide a potência transmitida pelo motor entre as rodas propulsionadas e permite que girem a velocidades diferentes durante as curvas, pois a roda do lado exterior da curva gira mais rapidamente e percorre uma distância maior. Sistema de transmissão planetário: divide a potência entre as rodas de forma a que a média das velocidades de rotação das rodas seja a mesma que a velocidade de rotação do eixo de transmissão.
  • eixo de entrada - Este eixo transmite a potência para o diferencial.

Estrutura

  • cremalheira - É acionada pelo pinhão; as engrenagens satélite estão fixadas a ela.
  • semi-eixo - As rodas esquerda e direita estão ligadas aos semi-eixos, ligados ao diferencial.
  • satélite - Engajado com a engrenagem planetária, está fixado à cremalheira com um suporte. Gira juntamente com a cremalheira, mas pode também girar em torno do seu próprio eixo quando o carro virar.
  • planetário - Está fixado ao semi-eixo e em contacto com a engrenagem satélite.
  • pinhão - Aciona a cremalheira.

O diferencial é um tipo de sistema de transmissão planetário: divide a potência entre as rodas de tal forma que as rodas possam girar a velocidades diferentes, dependendo da curva de viragem, mas a média das suas velocidades rotacionais equivale à velocidade do eixo de transmissão.

O pinhão na ponta do eixo de transmissão faz rodar a cremalheira, transmitindo a potência aos satélites, que engajam com os planetários fixados nos semi-eixos, transmitindo a potência para as rodas.

Funcionamento

  • semi-eixo - As rodas esquerda e direita estão apertadas em semi-eixos, cuja extremidade interior termina no diferencial.
  • raio
  • barra transversal

Vejamos agora como evoluiu o diferencial.

Modelo de raio com uma barra transversal

As duas rodas propulsionadas estão fixas em semi-eixos separados. Existem raios montados nas extremidades interiores de ambos os semi-eixos, que são acionados por uma barra transversal. A rodas podem apenas rodas simultaneamente, à mesma velocidade.

Modelo de raio com uma barra transversal e um pivô

Quando a barra transversal é fixada num pivô, permite que a barra transversal rode em ambos os sentidos. Isto permite que uma roda gire enquanto a outra está estacionária. No entanto, se a roda girar demasiado, a barra transversal perderá contacto com os raios que fazem girar as rodas.

Modelo de raio com duas barras transversais

É necessária outra barra transversal e mais raios para assegurar funcionamento contínuo. Quando ambas as rodas estão em rotação livre, as barras transversais não se movem; assim, as rodas giram à mesma velocidade. No entanto, quando uma das rodas é parada, as barras transversais fazem virar a outra roda.

Modelo de raio com quatro barras transversais

Tendo em conta que os espaços entre os quatro raios (e as duas barras transversais) são demasiado grandes, as barras transversais podem perder contacto com os raios que fazem girar as rodas. Tal pode ser evitado através da duplicação do número de raios (e de barras transversais).

Modelo de raio com seis barras transversais

Se forem adicionados ainda mais raios e barras transversais, preenchendo os espaços entre eles, o resultado é um funcionamento ainda mais contínuo.

Modelo com engrenagens

Se substituirmos os raios e barras transversais por engrenagens, o contacto será firme e constante.

Diferencial

Utilizando engrenagens mais espessas e mais fortes, temos um diferencial. Adicionamos mais um par de engrenagens para dividir a potência para acionar os semi-eixos. Estas engrenagens extras são chamadas engrenagens satélite. De forma a fazer girar a estrutura e acionar as rodas, é necessário fixar-lhe uma roda dentada grande (ou cremalheira), girada por uma engrenagem mais pequena (o pinhão), que é acionada pelo motor. As duas engrenagens satélite estão fixadas na cremalheira e podem mover-se nos dois sentidos. Quando o carro está em movimento retilíneo, as engrenagens satélite giram juntamente com a cremalheira. Quando o carno está em viragem, as engrenagens satélite giram em torno dos seus próprios semi-eixos, permitindo que as rodas girem a velocidades diferentes.

Animação

  • semi-eixo - As rodas esquerda e direita estão ligadas aos semi-eixos, ligados ao diferencial.
  • engrenagem diferencial - Divide a potência transmitida pelo motor entre as rodas propulsionadas e permite que girem a velocidades diferentes durante as curvas, pois a roda do lado exterior da curva gira mais rapidamente e percorre uma distância maior. Sistema de transmissão planetário: divide a potência entre as rodas de forma a que a média das velocidades de rotação das rodas seja a mesma que a velocidade de rotação do eixo de transmissão.
  • eixo de entrada - Este eixo transmite a potência para o diferencial.
  • cremalheira - É acionada pelo pinhão; as engrenagens satélite estão fixadas a ela.
  • semi-eixo - As rodas esquerda e direita estão ligadas aos semi-eixos, ligados ao diferencial.
  • satélite - Engajado com a engrenagem planetária, está fixado à cremalheira com um suporte. Gira juntamente com a cremalheira, mas pode também girar em torno do seu próprio eixo quando o carro virar.
  • planetário - Está fixado ao semi-eixo e em contacto com a engrenagem satélite.
  • pinhão - Aciona a cremalheira.
  • semi-eixo - As rodas esquerda e direita estão apertadas em semi-eixos, cuja extremidade interior termina no diferencial.
  • raio
  • barra transversal
  • semi-eixo - As rodas esquerda e direita estão ligadas a semi-eixos ligados ao diferencial.
  • raio
  • barra transversal
  • pivô - Permite que a barra transversal gire em ambas as direções.
  • semi-eixo - As rodas esquerda e direita estão ligadas aos semi-eixos, ligados ao diferencial.
  • raio
  • barra transversal
  • pivô - Permite que a barra transversal gire em ambas as direções.
  • semi-eixo - As rodas esquerda e direita estão ligadas aos semi-eixos, ligados ao diferencial.
  • raio
  • pivô - Permite que a barra transversal gire em ambas as direções.
  • semi-eixo - As rodas esquerda e direita estão ligadas aos semi-eixos, ligados ao diferencial.
  • raio
  • semi-eixo - As rodas esquerda e direita estão ligadas aos semi-eixos, ligados ao diferencial.
  • rodas dentadas
  • cremalheira - É acionada pelo pinhão; as engrenagens satélite estão fixadas nela.
  • semi-eixo - As rodas esquerda e direita estão ligadas aos semi-eixos, ligados ao diferencial.
  • satélite - Engajado com a engrenagem planetária, está fixado à cremalheira com um suporte. Gira juntamente com a cremalheira, mas pode também girar em torno do seu próprio eixo.
  • planetário - Está fixado ao semi-eixo e em contacto com a engrenagem satélite.
  • pinhão - Aciona a cremalheira.

Narração

Quando o veículo está em viragem, as rodas do lado exterior da curva percorrem um maior distância do que as rodas do lado interior. Nos primeiros automóveis, as rodas propulsionadas estavam ligadas a um eixo comum, pelo que giravam à mesma velocidade. A potência do motor transferida para as rodas pela transmissão fazia girar ambas as rodas à mesma velocidade, causando um deslizamento da roda interior nas curvas. Para ultrapassar este problema e permitir que as rodas propulsionadas rodassem a velocidades diferentes, um aparelho especial, chamado diferencial, foi desenvolvido.

O diferencial é um tipo de sistema de transmissão planetário: divide a potência entre as rodas de tal forma que as rodas possam girar a velocidades diferentes, dependendo da curva de viragem, mas a média das suas velocidades rotacionais equivale à velocidade do eixo de transmissão.

O pinhão na ponta do eixo de transmissão faz rodar a cremalheira, transmitindo a potência aos satélites, que engajam com os planetários fixados nos semi-eixos, transmitindo a potência para as rodas.

Vejamos agora como evoluiu o diferencial.

As duas rodas propulsionadas estão fixas em semi-eixos separados. Existem raios montados nas extremidades interiores de ambos os semi-eixos, que são acionados por uma barra transversal. A rodas podem apenas rodas simultaneamente, à mesma velocidade.

Quando a barra transversal é fixada num pivô, permite que a barra transversal rode em ambos os sentidos. Isto permite que uma roda gire enquanto a outra está estacionária. No entanto, se a roda girar demasiado, a barra transversal perderá contacto com os raios que fazem girar as rodas.

É necessária outra barra transversal e mais raios para assegurar funcionamento contínuo. Quando ambas as rodas estão em rotação livre, as barras transversais não se movem; assim, as rodas giram à mesma velocidade. No entanto, quando uma das rodas é parada, as barras transversais fazem virar a outra roda.

Tendo em conta que os espaços entre os quatro raios (e as duas barras transversais) são demasiado grandes, as barras transversais podem perder contacto com os raios que fazem girar as rodas. Tal pode ser evitado através da duplicação do número de raios (e de barras transversais).

Se forem adicionados ainda mais raios e barras transversais, preenchendo os espaços entre eles, o resultado é um funcionamento ainda mais contínuo.

Se substituirmos os raios e barras transversais por engrenagens, o contacto será firme e constante.

Utilizando engrenagens mais espessas e mais fortes, temos um diferencial. Adicionamos mais um par de engrenagens para dividir a potência para acionar os semi-eixos. Estas engrenagens extras são chamadas engrenagens satélite.

De forma a fazer girar a estrutura e acionar as rodas, é necessário fixar-lhe uma roda dentada grande (ou cremalheira), girada por uma engrenagem mais pequena (o pinhão), que é acionada pelo motor. As duas engrenagens satélite estão fixadas na cremalheira e podem mover-se nos dois sentidos. Quando o carro está em movimento retilíneo, as engrenagens satélite giram juntamente com a cremalheira. Quando o veículo está em viragem, as engrenagens satélite giram em torno dos seus próprios semi-eixos, permitindo que as rodas girem a velocidades diferentes.

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