Sağ ve sol tekerlekler yol şartlarına göre ve özellikle virajlarda aynı hızlarda dönmezler. Bu yüzden, tekerleklerin birbirinden farklı hızlarda dönmelerine izin veren bir üniteye gereksinim duyulmuştur.

Yandaki şekilde görüldüğü gibi içteki x tekerleğinin izlediği yol ile dıştaki y tekerleğinin izlediği yol karşılaştırıldığında dıştaki tekerlek OB yarı çapında, içteki tekerlek ise OA yarıçapında yay çizerler. Bu yüzden, dıştaki tekerleğin kat ettiği yol içtekinden daha fazladır.

Bu sebepten dolayı dıştaki tekerlek içtekine göre daha hızlı hareket etmeye ve dönmeye çalışır.

Eğer aracın tekerleklerinden biri (y) Düz bir yüzeyde, diğeri (x) ise engebeli bir yüzeyde seyrediyorsa x tekerleği y ye nazaran daha yüksek devirde dönecektir.

Bundan başka, araç normal bir yolda giderken bile bütün tekerleklerin aynı hızda dönmelerine nadiren rastlanır, çünkü yol düz görünse bile iki tekerlekte yol yüzeyine bir birlerinden farklı temas ederler. Sağ ve sol tekerlekler arasındaki devir hızı farklılığına bir başka neden de lastiklerin havasını farklı olması veya birbirine göre aşınma (eskime) durumlarının farklı olmasıdır.

Bu yüzden, her türlü şartlar altında, eğer iki tekerlek de aynı hızda döndürülmeye zorlanırsa, tekerleklerden birinde kayma olacaktır. Bu durumda lastikler çabuk aşınır, sonuçta aracın sürüş performansı etkilenir. Bu problemleri çözmek için, diferansiyel gurubuna gereksinim vardır. Diferansiyel tekerleklerin birbirinden farklı hızlarda dönebilmesini sağlarken eşit tork aktarımı meydana getirir.


Şekil 1. Dönüş esnasındaki tekerlek pozisyonları
1. Şafttan gelen hareketi 90 derece döndürerek tekerleklere iletir. (Motoru önde olan arkadan itişli taşıtlarda, şaftın dönme ekseniyle tekerleklerin dönme ekseni birbirine dik durumdadır. Şaftın hareketi tekerleklere 90 derecelik yön değişimi gerektirir, buda diferansiyel tarafından sağlanır.

Şaftın döndürdüğü pinyon dişli ve pinyon dişliden hareket alan ayna dişli, 90 derecelik bir açı bulunan birer konik dişli olduklarından bu dönüşü meydana getirirler.)

2. Virajlarda içteki tekerin az dıştaki tekerin fazla dönmesini sağlayıp, taşıtın emniyetli dönüşüne imkan verir.Taşıt bir virajı dönerken, tekerlekler belli bir merkez etrafındaki çemberler üzerinde dönecektir. Şekilde de görüldüğü gibi, dış teker, iç tekere göre daha büyük bir çember üzerinde dönecektir.

Eğer her iki tekerlek aynı hızda dönseydi, tekerlekler birer metreden fazla sürüklenecekti. Buda tekerleklerin kısa zamanda aşınmasına, aynı zamanda taşıtın kontrolünü güçleştirip, emniyetini azaltacaktı.

3. Hız azaltıp tork artışı meydana getirerek, vites kutusunun daha küçük olmasını kılar ve şaftın iletmek zorunda olduğu torku azaltır.

(Dişli prensiplerinden hatırlanabileceği gibi, hareket küçük dişliden büyük dişliye iletiliyorsa tork artışı meydana gelir. Pinyon dişlinin küçük Ayna dişlinin büyük olmasından dolayı tork artışı meydana gelir.)
a-)Nihai Dişliler

Diferansiyelin nihai dişlileri ayna dişli ve mahruti (tahrik pinyonu) dişliden meydana gelir. Önden çekişli araçlarda diş profilleri helisel, arkadan çekişli araçlarda ise diş profilleri hipoid konik olan nihai dişliler kullanılır.

b-)Hipoid Konik Dişli

Mahruti dişlinin ekseni aşağıda görüldüğü gibi ayna dişlinin merkez ekseninden kaçıktır. Dişler geniş temas yüzeylerinde kavraşmıştır ve bu özellik sayesinde hipoid konik dişliler çok sessiz çalışırlar. Hipoid konik dişliler güçlü yağ filmi oluşturabilen hipoid dişli yağ ile yağlanır.

Şekil 1. Hipoid dişli çalışma sistemi

c-)Helisel Dişli

Tahrik pinyonunun helisel dişleri ayna dişlinin dişleriyle karşılıklı olarak hep aynı noktadan kaymaksızın temas ederek çalışır. Bu yüzden, ses ve titreşim seviyesi minumumda tutulmuş olur ve tork aktarma verimi yüksektir.

Şekil 2. Helisel dişli çalışma sistemi
Redüksiyon oranı (şanzımanın); şanzıman tarafından değiştirilen ve daha sonra kardan miline (FR araçlarda) veya çıkış milinin tahrik pinyonuna (FF araçlarda) aktarılan torkun (a), motorun torkuna ve hızına (b) oranıdır. Benzer şekilde, nihai dişlilerin (diferansiyelin) redüksiyon oranı nihai redüksiyon oranı olarak adlandırılır.

Nihai Redüksiyon Oranı; (a) ayna dişlinin diş sayısı
(b) tahrik pinyonunun (mahruti) diş sayısı)

Örnek olarak eğer ayna dişlinin 43 dişi ve tahrik pinyonunun (mahruti) 10 dişi varsa nihai dişlilerin redüksiyon oranı 43/10 = 4.300'dır.

Redüksiyon oranı normal olarak, genellikle bir tam sayı olarak seçilemezler. Bu, karşılıklı çalışan dişlilerin, ani olarak aşınmalarına neden olacak şekilde, hep aynı dişli çiftleri olmasını engellemek amacıyla bu şekilde yapılır.

Çıkış milinin torku ve hızı nihai dişlilere aktarılırken, redüksiyon oranına bağlı olarak hızı düşer ve torku artar.

Motorun güç çıktısı aşağıda gösterildiği gibi sınırlandığından;

Güç (HP) = Sabit (k) x d/d (n) x Tork (T) dir ve k bir sabit sayı olduğundan çıkış mili çıktısı ile arka tekerleklerin çıktısı arasındaki ilişki aşağıdaki denklemde olduğu gibi gösterilebilir.

Çıkış mili devri x T = arka tekerleklerin devri x T
(veya tahrik pinyon dişlisinin devri x T = ayna dişlisinin devri x T)

Bu, bir redüksiyon oranının büyümesiyle torkda artış, devirdeyse düşme olduğunu gösterir. Şöyle söylemek gerekirse, aracın yüksek hızlarda kullanılması redüksiyon oranının küçük değerlerinde olur ve böylece tahrik için gereken güç azalır.

Nihai redüksiyon oranı;

* Aracın motor gücü
* Araç ağırlığı
* Hızlanma performansı
* Tırmanabilme kapasitesi

özellikleri dikkate alınarak belirlenir. Normal olarak redüksiyon oranı, yüksek hız için tasarlanan binek araçlarda 3 ile 5 arasında, büyük yük taşımak için tasarlanan kamyonlarda 5 ile 8 arasında seçilir.

Hızlanma performansı ve tırmanabilme kapasitesi redüksiyon oranın arttırılarak, artırılır. Bununla birlikte, bu yapıldığında aracın yüksek hız performansı kaybolacaktır. Bazı kamyon, otobüs ve diğer ağır hizmet araçlarında yüksek - düşük redüksiyon oranını değiştirebilecek bir anahtar mekanizması bulunur, yüksüz ve yüklü çalışma koşulları arasında değişen çeşitli yüklerde çalışma imkanı sağlar.
_________________