डिफरेंशियल पार्ट्स एंड फंक्शन

डिफरेंशियल पार्ट्स एंड फंक्शन 

वाहन की दिशा बदलना या मोड़ना काफी सरल है।आप बस स्टीयरिंग व्हील को उस दिशा में घुमाएं और वाहन आसानी से उस दिशा मै घुम जाएगा। जबकि इस प्रक्रिया के पीछे का मैकेनिज्म उतना सरल नहीं है।वाहन को दिशा परिवर्तित या मोड़ते समय वाहन को एक्सल शाफ्ट से जुड़े प्रत्येक पिछले पहिये में एक अलग आरपीएम या रिवोल्यूशन प्रति मिनट की आवश्यकता होती है। इस काम को करने के लिए जिस मैकेनिज्म का उपयोग किया जाता है उसे डिफरेंशियल सिस्टम कहते है। इसे एग्जांपल से समझते है ।

जब हम किसी टॉय कार को चलते है तो यह सीधी रेखा में अच्छी तरह चलती है लेकिन मुड़ती नहीं है यदि मोड़ा जाए तो ये टॉय कार पलट जाएगी ऐसा इसलिए है, क्योंकि इसमें कोई मैकेनिज्म नहीं है। लेकिन आपका वाहन मोड़ पर मुड़ता है (आगे या पीछे) और वाहन को आसानी से टर्न करने के लिए जिस मैकेनिज्म का उपयोग किया जाता है उसे डिफरेंशियल सिस्टम कहते है।

डिफरेंशियल गियर का एक सेट है, जो इंजन टॉर्क को पहियों तक स्थानांतरित करता है। यह इंजन से शक्ति लेता है और उसे वितरित करता है, जिससे प्रत्येक पहिया मोड़ पर अलग-अलग गति से घूम सकता है।

इस लेख में हम जानेंगे कि डिफरेंशियल सिस्टम, कंपोनेंट्स वर्किंग एंड टाइप्स आफ डिफरेंशियल और यह कैसे काम करता है। डिफरेंशियल और कंपोनेंट की वर्किंग से पहले कार डिफरेंशियल का इतिहास को समझते है ।

डिफरेंशियल का इतिहास

ऑटोमोबाइल के आविष्कार से पहले, वैगन, रथ और गाड़ियाँ सभी एक ही समस्या से पीड़ित थे, जैसे कि  कोने पर मुड़ने का प्रयास करते समय आगे या पीछे के पहियों में से एक घिसटता या फिसल जाता था। औद्योगिक क्रांति ने एक नई समस्या जोड़ दी - एक ही एक्सल पर लगे इंजन द्वारा चलित पहियों को एक-दूसरे से अलग अलग (स्वतंत्र रूप ) से कैसे घुमाया जाए।

कारों के शुरुआती मॉडलों मै यह नहीं पता था कि इस समस्या से कैसे निपटा जाए और वे बस प्रत्येक पहिये को एक इंडिपेंडेंट एक्सल पर ऑपरेट करते थे और आगे और पीछे अलग अलग डिफरेंशियल होते थे लेकिन यह समस्या का समाधान नहीं था क्योंकि पहिए अक्सर  दृढ़, समतल ज़मीन के अलावा कमजोर ट्रेक्शन के कारण फिसलने जैसी समस्याओं का सामना करना पड़ता था। आखिरकार 1827 में फ्रांसीसी घड़ी निर्माता ओनेसिफोर पेक्यूर ने ओपन डिफरेंशियल का आविष्कार किया इसका उपयोग भाप से चलने वाले वाहनों में किया जाता था। जिससे अन्य सभी डिफरेंशियल सिस्टम प्राप्त हुए हैं

डिफरेंशियल

डिफरेंशियल द्वारा पहियों को अलग-अलग घूमने की गति प्राप्त होती है ताकि टायरों पर ज्यादा दबाव डाले बिना घूम सके। क्योंकि जब वाहन को मोड़ा जाता है तो बाहरी पहियों की तुलना में अंदर के पहिये कम दूरी तय करते हैं।

डिफरेंशियल एक मैकेनिज्म है जो एक्सल के प्रत्येक तरफ जुड़े दोनों पहियों में टॉर्क और आरपीएम को नियंत्रित करने के लिए कई गियर का उपयोग करता है। वाहन की दिशा बदलते समय यह प्रत्येक एक्सल शाफ्ट पर आवश्यक रोटेशनल पावर और गति निर्धारित करता है और आवश्यकता अनुसार पावर का ट्रांसफर करता है।

डिफरेंशियल मैकेनिज्म में रिंग गियर, ड्राइव शाफ्ट, बेवल गियर और डिफरेंशियल बेवल गियर सहित विभिन्न गियर होते है जो इंटर कनेक्टेड सिरीज मै जुड़े होते है। ये सभी डिफरेंशियल हाऊसिंग के भीतर कॉम्पैक्ट रहते हैं और डिफरेंशियल हाऊसिंग रियर-साइड एक्सल के दो शाफ्टों के बीच जुड़ा रहता है।

नीड ऑफ डिफरेंशियल

वाहन को घुमाते समय डिफरेंशियल की सही फंक्शनिंग आवश्यक है। डिफरेंशियल बाएं और दाएं पहियों पर सही पावर वितरण में मदद करता है।जब कार मोड़ पर मुड़ती है तो डिफरेंशियल यह निश्चित करता है कि मोड़ पर अंदर वाले पहिया पर बाहर वाले पहिए की तुलना में कम टॉर्क प्राप्त हो। यह कॉर्नरिंग के दौरान वाहन पर नियंत्रण रखता है एवं वाहन को पलटने नहीं देता है।

डिफरेंशियल सिस्टम के महत्व को समझने के लिए मान लें कि वाहन में कोई डिफरेंशियल नहीं है। इस स्थिति में  कार के दोनों ओर के पहियों को हर बार एक समान आरपीएम मिलेगा। परिणामस्वरूप दोनों पहिये समान दूरी तय करेंगे,जिससे कार एक सीधी रेखा में चलेगी। कार को इस प्रकार किसी कोने तक ठीक से पहुंचना मुश्किल या लगभग असंभव है। वाहन का डिफरेंशियल सिस्टम रोटेशनल पावर को कंट्रोल करके इन सभी असुविधाओं से बचाता है।

मैरिट ऑफ डिफरेंशियल

 डिफरेंशियल के लाभ निम्नलिखित हैं।

• वाहन को टर्न करना आसान होता है।, 
• पहियों को अलग-अलग गति से घुमाने से स्थिरता में सुधार होता है और टायर घिसने से बचते हैं।
• कार को ऑफ-रोड से लेकर फ्रीवे तक विभिन्न प्रकार की स्थिति में अच्छी तरह से कंट्रोल कर सकते है।
• अधिक शक्ति उस पहिये को मिलती है जिसकी सड़क पर ग्रिप बेहतर होती है,जिससे स्टेबिलिटी और गीली जमीन पर नियंत्रण करना आसान हो जाता है।

डीमैरिट ऑफ डिफरेंशियल 

• कुछ वाहन अधिक महंगे हैं क्योंकि उनमें लिमिटेड-स्लिप या लॉकिंग डिफरेंशियल जो की अधिक एडवांस्ड डिफरेंशियल सिस्टम हैं। 
• ये एडवांस्ड डिफरेंशियल सिस्टम अधिक जटिलता के कारण इनका रखरखाव और मरम्मत की लागत अधिक होती है।

डिफरेंशियल पार्ट्स 

*डिफरेंशियल साइड गियर या सन गियर

*पिनियन शाफ्ट या क्रॉस पिन

*एक्सल शाफ्ट या हॉफ शाफ्ट

*रिंग गियर या क्राउन व्हील

*ड्राइव पिनियन या बेवल पिनियन

*डिफरेंशियल पिनियन या प्लैनेट गियर

* डिफरेंशियल हाऊसिंग

1. डिफरेंशियल साइड गियर या सन गियर

डिफरेंशियल में एक छोटा बेवल गियर होता है जिसे डिफरेंशियल साइड गियर या सन गियर कहा जाता है। यह प्रत्येक एक्सल के इनर एड्स पर लगा होता है। इसमें ड्राइविंग और ड्रिवन शाफ्ट दोनों को 90° के कोण पर कंबाइन करने के लिए दो बेवल गियर एक साथ फिक्स्ड किए जाते हैं।

2 पिनियन शाफ्ट या क्रॉस पिन

दो पिनियन गियर होते हैं और उनके सहायक शाफ्ट को पिनियन शाफ्ट कहा जाता है। इसे डिफरेंशियल हाऊसिंग में फिट किया गया है।

3 एक्सल शाफ्ट या हाफ शाफ्ट

एक्सल शाफ्ट एक ठोस शाफ्ट होती है जो एक्सल हाउसिंग के डिफरेंशियल और गियर सेट के बीच स्थित होती है। यह ट्रांसमिशन सिस्टम से एक्सल से जुड़े पहियों तक रोटेशनल बल स्थानांतरित करती है।

4 रिंग गियर या क्राउन व्हील

रिंग गियर को क्राउन व्हील के रूप में भी जाना जाता है। वे दो ड्राइविंग पहियों के बीच टॉर्क को विभाजित करने में एक इक्वलाइजर के रूप में कार्य करते हैं, जबकि एक को दूसरे की तुलना में तेजी से घूमने की अनुमति देते हैं।

5.ड्राइव पिनियन या बेवेल पिनियन

ड्राइव पिनियन को बेवेल पिनियन के रूप में भी जाना जाता है। इसे डिफरेंशियल हाउसिंग के साथ असेंबल किया जाता है जिसे डिफरेंशियल केस या कैरियर कहा जाता है।

ड्राइवर शाफ्ट एक यूनिवर्सल जॉइंट द्वारा ड्राइव पिनियन से जुड़ा होता है और रिंग गियर से एंगेज होता है। इसलिए जब ड्राइवर शाफ्ट को घुमाया जाता है तो ड्राइव पिनियन घूमता है और इस प्रकार रिंग गियर घूमता है।

6 डिफरेंशियल पिनियन्स या प्लैनेट गियर्स

डिफरेंशियल में प्लैनेट गियर का उपयोग किया जाता है। प्लैनेट गियर का एक्सल जब सन और रिंग गियर के कॉमन एक्सीस के चारों ओर घुमाता है जो डिफरेंशियल सिस्टम के बीच में रोल करती है।

7 डिफरेंशियल हाऊसिंग

डिफरेंशियल हाऊसिंग दोनों तरफ एक्सल और डिफरेंशियल साइड गियर के साथ जुड़ा होता है। इसमें बीयरिंग होते हैं जो दो एक्सल शाफ्ट को घुमाते हैं।

डिफरेंशियल वर्किंग

इंजन से पावर को पिनियन गियर के माध्यम से रिंग गियर में स्थानांतरित किया जाता है। रिंग गियर स्पाइडर गियर से जुड़ा होता है, जो डिफरेंशियल सिस्टम के केंद्र में होता है। स्पाइडर गियर दो अलग-अलग तरीकों से घूमने के लिए स्वतंत्र है, एक रिंग गियर के साथ और दूसरा अपनी धुरी पर।

स्पाइडर गियर दो साइड गियर के साथ मैश होता है, इसलिए इंजन से पावर पिनियन से बाएं और दाएं पहियों तक प्रवाहित होती है।  

डिफरेंशियल अलग-अलग काम करता है। जब वाहन एक सीधी रेखा में चलते हैं और जब वाहन कॉर्नर/टर्न के पास पहुंचता है। इन दोनों स्थिति के लिए डिफरेंशियल के कार्य सिद्धांत यहां दिए गए हैं।

1. वाहन सीधे जा रहा है

जब वाहन एक सीधी रेखा में चलता है, तो पीछे की ओर के दोनों पहिये समान आरपीएम के साथ चलते हैं। इस स्थिति में, सभी गियर, रिंग केज और पिनियन एक इकाई के रूप में काम करते हैं। डिफरेंशियल के दोनों किनारों पर एक्सल शाफ्ट समान कोणीय गति से घूमते हैं। नतीजतन, दोनों पहिये समान दूरी तय करते हैं और सीधे जाते हैं।

2. कॉर्नर की ओर आ रहा वाहन

मान लेते हैं कि वाहन बाईं ओर मुड़ता है। इस स्थिति में बाएं पहिये को दाएं पहिये की तुलना में कम दूरी पार करनी पड़ती है। इसके लिए,डिफरेंशियल कुछ हद तक इसके दाहिने पहिये की घूर्णी गति (आरपीएम) को बढ़ाता है और इसके बाएं पहिये के समतुल्य आरपीएम को कम करता है।

एक्सल के दोनों शाफ्टों से जुड़े बड़े गियर या सन गियर की गति को बदलने के लिए डिफरेंशियल बॉक्स के अंदर रखा गया एक छोटा गियर घूमता है। जब कोई कार बाईं ओर मुड़ रही होती है, तो दाएं सन गियर को अपना घुमाव बढ़ाने के लिए अधिक टॉर्क मिलता है। परिणामस्वरूप, वाहन आसानी से बाईं ओर झुक जाता है।

इस तरह ऑटोमोबाइल में डिफरेंशियल कॉर्नरिंग करते समय आपके वाहन के प्रदर्शन और नियंत्रण को बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह दोनों पिछले पहियों पर घूर्णी गति का सही अनुपात पारित करता है ताकि आपका वाहन आगे बढ़ सके और दिशाओं को कुशलतापूर्वक बदल सके।

एक डिफरेंशियल का कार्य इंजन से पहियों तक शक्ति संचारित करना एवं पहियों को अलग-अलग गति से घूमने की अनुमति देना है। यह इंजन से शक्ति को विभाजित करके और साइड गियर को अलग-अलग दरों पर घूमने की अनुमति देकर प्राप्त किया जाता है। 

यहां बताया गया है कि एक डिफरेंशियल कैसे काम करता है।

 पावर प्रवाह

इंजन की शक्ति पिनियन गियर के माध्यम से ट्रांसफर होकर रिंग गियर को घुमाती है। रिंग गियर कैरियर असेंबली से जुड़ा होता है, जिसमें छोटे गियर का एक सेट होता है जिसे स्पाइडर गियर कहा जाता है। 

सीधे ड्राइविंग

सीधे गाड़ी चलाते समय, प्लैनेट गियर स्थिर होते हैं और डिफरेंशियल कैस और आउटपुट शाफ्ट सभी एक ही गति से घूमते हैं। इसका मतलब है कि धुरी पर दो पहिये भी उसी गति से घूमते हैं। 

मोड़ों के चारों ओर गाड़ी चलाना

मोड़ों के चारों ओर गाड़ी चलाते समय, धुरी पर बाहरी पहिये को लंबी दूरी तय करनी होती है, इसलिए दो आउटपुट शाफ्ट को अलग-अलग गति से मुड़ना पड़ता है। दोनों पहियों की गति में डिफरेंशियल को संतुलित करने के लिए प्लैनेट गियर अलग-अलग गति से अपनी धुरी के चारों ओर घूमते हैं। 

कुछ डिफरेंशियल जैसे सीमित-स्लिप डिफरेंशियल और लॉकिंग डिफरेंशियल चुनौतीपूर्ण परिस्थितियों में अतिरिक्त नियंत्रण प्रदान करते हैं। 

सीधे शब्दों में कहें तो डिफरेंशियल एक ऐसी प्रणाली है जो इंजन के टॉर्क को पहियों तक पहुंचाती है। डिफरेंशियल इंजन से शक्ति लेता है और इसे डिस्ट्रीब्यूट करता है, जिससे पहिये अलग-अलग गति से घूम सकते हैं। 

Differential Working

मुझे आशा है कि मैंने डिफरेंशियल और डिफरेंशियल के पार्ट्स के बारे में सब कुछ कवर कर लिया है। यदि आपके पास इस लेख के बारे में कोई प्रश्न या संदेह है, तो आप टिप्पणियों में पूछ सकते हैं। अगर आपको यह आर्टिकल पसंद आया हो तो कृपया इसे अपने दोस्तों के साथ शेयर करें।

अगले लेख मै आप विस्तार से डिफरेंशियल टाइप्स के बारे में जानेंगे ।