디퍼렌셜 스티어링
Differential steering | 이 기사는 대체로 또는 전적으로 단일 출처에 의존한다.– · · · · (2017년 11월) |
디퍼렌셜 조향은 차량의 한 쪽에 다른 쪽보다 더 많은 구동 토크를 가함으로써 지상 차량을 조종하는 수단이다.[1]차동 조향은 탱크나 불도저와 같은 추적 차량을 조종하는 일차적인 수단으로서, 일반적으로 스키드 스티어라고 알려진 특정 바퀴 달린 차량에도 사용되며, 심지어 일부 자동차에서는 차량에 비해 바퀴 방향을 변경하여 조향력을 증대시키는 것을 토크 벡터링이라고 하는 자동차에서도 구현된다.디퍼렌셜 조향은 토크 조향과는 구별되며, 일반적으로 드라이브-트레인 설계 선택의 부정적인 부작용이라고 간주된다.
역사
영국의 농업회사 그랜담의 혼스비는 1905년에 특허를 받은 연속 트랙을 개발했다.[2]혼즈비 트랙터는 트랙-스티어 클러치 배치가 특징이었다.
메커니즘
차량의 다른 측면에 적용되는 토크를 변화시키기 위해 개발된 몇 가지 메커니즘이 있다.여기에는 클러치 브레이크 조향, 제동 차동 조향, 제어 차동 조향, 게이드 조향, 메이바흐 이중 차동 조향, 이중 차동 조향, 삼중 차동 조향,[1] 유압 [3]및 전기 등이 포함된다.[4]
클러치 브레이크
클러치 브레이크 디퍼렌셜 스티어링에서는 클러치로 한쪽 또는 다른 쪽 방향으로 전원이 분리되며, 무동력 측에도 회전을 조이는 브레이크가 걸려 있을 수 있다.[1]이 설계에는 디퍼렌셜 기어 세트가 없다는 점에 유의하십시오.조향용으로 잠금 해제되지 않는 한 차량의 양쪽에 있는 트랙은 항상 같은 속도로 회전한다.이 방법은 구현이 간단하지만 비효율적이며 경차에만 적합하다.또한, 엔진 제동 하에서 하행선을 주행할 때 회전하기 위해 한쪽을 수축시키면 다른 방향으로 회전이 발생할 수 있다.[1][5]
제동 차동
브레이크 차동 조향에서는 디퍼렌셜을 통해 양쪽에 동력을 공급하고 한쪽 또는 다른 쪽에는 브레이크를 적용한다.한쪽이 느려지면 반대쪽이 디퍼렌셜 때문에 속도가 빨라져 차량이 일정한 속도를 유지한다.이후의 단점은 운전자가 대응하지 않는 한 한쪽에서 다른 쪽으로의 롤링 저항이나 트랙션이 변화하면 차량이 자동으로 조향된다는 것이다.[1]이러한 유형의 차동 조향은 빡빡한 턴을 지원하기 위해 많은 하프 트랙 설계에서 사용되었다.
제어 차동
제어식 차동 조향에서 디퍼렌셜 내의 피니언은 잠겨 있어 한쪽이 다른 쪽보다 빠르게 회전한다.제동에 동력을 잃지 않는 게 장점이다.단점은 회전반경 하나만 효율적으로 수행할 수 있다는 점이다.이 방법은 1921년 클리블랜드 트랙터사가 개발한 것으로 클레트랙 재생 조향 시스템이라고 불린다.[1]
게어드
게이드 디퍼렌셜 조향에서 두 개의 완전한 기어박스를 사용하여 어느 한 쪽에 동력을 공급하고 각 기어비 조합에서 하나의 뚜렷한 회전 반경을 도출할 수 있다.이 시스템의 주요 단점은 전체 전송의 크기와 무게를 두 배로 늘려 실험적으로만 구현했다는 점이다.[1]
마이바흐 이중 차동
메이바흐 이중 차동에서는, 동력이 단일 주 변속기를 통해 전달된 다음, 양쪽에 있는 에피사이클 기어 최종 구동력을 통해 전달된다.다른 구동 속도는 별도의 "스티어링" 변속기에서 하나의 클러치를 사용하여 하나의 최종 구동력 또는 다른 구동력으로 토크를 공급함으로써 발생한다.일반적으로 조향 입력은 엔진에 대해 고정된 비율로 회전하며, 이는 각 주 트랜스미션 비율에 대해 다른 회전 반경을 초래한다.이 시스템은 제2차 세계 대전 동안 독일 팬더 탱크에 시행되었다.[1]이 설계가 다른 다중 차동 설계에 비해 단점은 조향 입력을 하나의 트랙에 적용하면 두 트랙의 평균 속도도 증가하기 때문에 차량의 속도가 일정하지 않다는 것이다.
이중 차동
Maybach double-differential 시스템에서와 같이 이중 차동 조향에서 두 번째 변속기의 동력은 한쪽 또는 다른 한쪽의 최종 구동에서 epicycle 기어를 공급한다.그러나 이 설계에서는 공회전기를 추가하여 턴 반대편의 epicycle 기어에 반대 토크를 가함으로써 트랙의 평균 구동 속도가 유지된다.한 쌍의 클러치를 사용하여 한 방향으로만 회전하는 스티어링 트랜스미션 출력을 스티어링 크로스 샤프트에 양쪽 방향으로 적용한다.이 시스템은 1928년 윌슨 소령에 의해 개발되었다.[1]여기서 조향 입력은 어느 한 쪽에 토크를 가하는 데 많이 사용되는 것이 아니라 양쪽의 토크와 속도의 차이를 제어하는 데 사용된다.
또한, 이중 또는 삼중 차동 조향 방법 중 하나에서 효율적인 회전 반지름(예: 스티어링 클러치 또는 브레이크 미끄러짐이 없는 경우)은 각 에피사이클릭 최종 구동에서 조향 입력 속도와 주 구동 입력 속도 사이의 비율로 결정된다는 점에 유의하십시오.즉, 조향 트랜스미션에 여러 개의 비율이 있으면 각 메인 드라이브 트랜스미션 비율에 대해 여러 개의 턴 반지름이 발생한다.기계 시스템과 운전 제어장치의 추가적인 복잡성은 이 기능이 거의 구현되지 않는다는 것을 의미한다.[citation needed]
삼중 차동
3중 차동 조향은 조향 크로스 샤프트와 아이들러 기어를 사용하기보다는 조향 디퍼렌셜에 연결된 2개의 조향 크로스 샤프트를 사용한다는 점을 제외하면 이중 차동 조향과 유사하다.구동 토크의 일부는 항상 스티어링 디퍼렌셜과 2개의 에피사이클릭 디퍼렌셜을 통해 작동된다.브레이크는 클러치 대신 하나 또는 다른 스티어링 크로스 샤프트를 감속하기 위해 사용된다.조향 브레이크 적용으로 인한 비효율성이 조향 입력을 통해 전달되는 토크에만 영향을 미친다는 점을 제외하고 조향은 위에서 언급한 제동된 디퍼렌셜 조향과 매우 유사하게 작동한다.[citation needed]
유압
유압 디퍼렌셜 스티어링은 유압 펌프 1개와 유압 모터 2개가 각각 1개씩 장착된 유압 구동 시스템으로 구성된다.[3]이 시스템은 종종 스키드 스티어 로더와 제로 턴 벌룬에 사용된다.
전기
전자식 디퍼렌셜 조향 장치는 조향 요구에 따라 다른 속도(또는 방향)로 구동되는 2개 이상의 전기 모터(차량 각 측면에 하나씩 또는 휠당 최대 1개까지)로 구성된다.[4]바퀴 달린 로봇으로 구현되는 경우가 많다.
손
대부분의 전통적인 휠체어는 탑승자에 의해 추진될 때 차동 조향에 의해 기동된다.
회전 반지름
구현, 구동 메커니즘과 접지 사이의 마찰 및 가용 동력에 따라, 차동 조향 장치가 있는 차량은 각 측면을 동일한 속도에서 반대 방향으로 주행하여 차량의 길이와 동일한 회전 반지름 또는 연석 대 커브 회전 원을 가질 수 있다.이를 중립 턴이라고도 한다.[6]양쪽에 1개의 구동 휠만 단단하게 정렬되어 있고 휠체어, 바퀴 달린 로봇과 같이 캐스터가 자유로운 차량은 회전하는 데 최소한의 동력이 필요하다.회전하기 위해 지면에서 미끄러져야 하는 양쪽에 긴 연속 트랙이 있는 차량은 더 많은 전력을 필요로 한다.
예
- 탱크, 장갑 병력 수송기, 장갑차 발사 교량, 자주포 대공 무기 및 이와 유사한 군용 차량
- 불도저, 굴삭기, 트랙터, 스노우캣, 트렌저, 기타 중장비
- 스키드 스티어 로더 및 파생 모델
- 수륙양용 ATV
- 제로턴 수저
- 차동휠로봇
- 바퀴의자
- 셀프 밸런싱 스쿠터
참고 항목
참조
- ^ a b c d e f g h i Edwards, Phillip (September 1988). "Differentials, the Theory and Practice". Constructor Quarterly. Retrieved 2017-11-13.
- ^ 영국 특허 제16,345호(1904)
- ^ a b Nice, Karim. "How Caterpillar Skid Steer Loaders & Multi Terrain Loaders Work". How Stuff Works. Retrieved 2017-11-23.
- ^ a b Moloughney, Tom (28 September 2021). "2022 Rivian R1T First Drive Review: Electric Off-Road Dominance". InsideEVs. Retrieved 5 October 2021.
- ^ McGuigan, Stuart J.; Moss, Peter J. (November 1998). "A Review of Transmission Systems for Tracked Military Vehicles". Journal of Battlefield Technology. 1 (3). Retrieved 2017-11-23.
- ^ Green, Michael; Brown, James D. (2008). Tiger Tanks at War. MBI Publishing Company. p. 46. ISBN 9781610600316.
