자동차공학)동력전달장치 차동장치

차동장치(differential gear system)는 자동차가 선회 시 좌우 바퀴의 선회거리가 다르므로 좌우 바퀴의 회전속도를 다르게 하여 양쪽 바퀴의 구동이 항상 균형을 이루도록 한 장치이다. 이를 위해 자동차는 구동 차축을 좌우 별도로 2개로 나누고 그 중앙에 차동기어를 설치하여 좌우 차축 및 바퀴가 서로 단독으로 회전하도록 되어 있다.

1. 구조

2. 원리

 

1. 구조

차동기어는 차동기어 케이스(differential gear case) 내의 차동 피니언이 피니언 축(pinion shaft)에 결합되어 있고, 이것은 차동 사이드 기어(side gear)에 맞물려 있다. 사이드 기어 중심부는 스플라인으로 구동축과 결합되어 있다. 차동기어 케이스는 링 기어와 일체가 되도록 결합되어 있다. 따라서 회전력은 추진축 - 구동 피니언 - 링 기어 - 차동기어 케이스 - 차동 피니언 축 - 차동 피니언 - 차동 사이드 기어 - 구동 축의 순으로 전달되어 바퀴를 구동시킨다.

 

2. 원리

종감속 링 기어가 회전할 때 좌우 바퀴에 걸리는 저항이 같으면(직진시) 차동 소기어(피니언기어)는 작동하지 않고 공전하고, 좌우측 기어는 링기어와 동일한 속도로 일체가 되어 회전한다. 이 상태에서 한쪽 구동바퀴에 큰 저항이 주어졌다면 같은 차동 피니언 기어는 그 축의 주위를 회전하기 시작하고 자전하면서 공전하므로 한쪽 기어의 회전은 늦어지고 다른 한쪽의 기어 회전은 빨라져 좌우 바퀴의 회전속도가 달라지는 소위 차동현상이 생기게 된다.

 

차동피니언의 공전(종감속기어의 회전)이 100회전이면, 좌우 사이드 기어가 모두 100회전으로 직진이 되며, 좌우 합계는 200회전이다. 선회 시에는 피니언 기어가 공전 100회전일 때 좌측 사이드 기어 50회전이면 우측 사이드 기어는 150회전으로 좌우 사이드 기어의 합계는 200회전이 된다. 이와 같이 좌우 사이드 기어의 합계는 항상 피니언 공전의 2배가 된다. 즉 차동장치 케이스의 회전속도(종감속 기어의 회전속도)는 좌우 양쪽 구동축 회전속도의 산술 평균과 같다.