자동차 차동기어란?/차동기어의 구조와 원리 알아보기/디퍼런셜기어

차동기어란?

 

▶ 차동기어란 커브길을 주행할 때 양쪽 바퀴의 회전수를 다르게 조정해주는 장치입니다. 자동차가 직선주행을 할 땐 양쪽 바퀴가 동일한 속도로 회전합니다. 하지만 굽은 길을 주행할 때에는 바깥 쪽 바퀴가 안쪽 바퀴보다 더 큰 원을, 더 빠르게 회전해야 정상적인 곡선 주행이 가능하며 미끄러지지 않습니다. 즉, 차동기어의 역할은 회전할 때 양쪽 바퀴에 속도의 차이를 만들어주는 기어 장치입니다. 현장에선 디퍼, 데후 이런식으로 부르고 영문명칭인 디퍼런셜 기어의 줄인말인것 같습니다.

 

차동기어장치는 커브시 발생하는 바깥쪽, 안쪽 바퀴의 회전수를 조절할 뿐만 아니라 도로의 상태에 따라서도 양쪽 바퀴의 회전속도를 알맞게 잡아줘 원활한 주행을 도와줍니다. 대부분의 자동차인 전륜구동에는 미션과 차동기어가 일체형으로 장착돼 있습니다. 하지만 일부 후륜구동차량에는 후륜 차축에 공 모양의 형태로 따로 장착됩니다. 그렇기 때문에 후륜구동차량은 미션오일과 함께 차동기어오일(뒷데후 오일)도 함께 점검해줘야 합니다. 차동기어의 오일 교체주기는 신차출고후 1000km 이내, 이후 40000km 주기로 교체하시면 됩니다.

 

차동기어는 1827년 프랑스의 오네시포 페꾸르가 발명했습니다. 이는 자동차 연대표에서 중요한 위치를 차지하고 있으며 이후 증기자동차에 사용됐고 이후 점차 보급되기 시작했습니다. 

 

차동기어의 구조

▶ 차동기의 구성은 크게 자동기어 케이스와 유성기어 (차동 피니언기어), 피니언축, 썬기어(사이드기어), 차축 등으로 구성돼 있습니다.

 

▶  디프기어와 피니언은 자동차가 회전 시 양쪽 바퀴의 회전수를 다르게 만들어주는 역할을 합니다. 이를 통해 바퀴의 회전수를 다르게 만들어 안정적인 회전이 가능하도록 도와줍니다. 또 타이어의 마모도를 줄여줍니다. 

 

▶ 전동장치의 동력은 구동 피니언기어에 의해 우산형 링기어로 전달됩니다.이둘은  뒤차축 하우징의 베어링에 의해 지지를 받습니다. 케이스는 뚜껑이 없는 상자 모양입니다. 케이스는 링 기어와 볼트로 고정되며 서로 마주보는 1쌍, 2쌍의 우산형 차동 피니언을 지지하는 베어링을 장착하고 있습니다. 각각의 차륜 축은 차동 피니언과 맞물려 있는 차동 사이드기어에 부착돼 있습니다.

 

 

 

차동기어의 원리

▶ 직선도로를 운행할 때는 양쪽바퀴와 사이드기어가 동일한 속도로 회전하고, 차동 사이드기어와 피니언 간의 상대운동은 존재하지 않습니다. 이들은 케이스와 링 기어와 함께 하나의 장치를 이루어 회전하기 때문입니다. 결국, 사이드 기어와 물려 있는 차동케이스는 피니언 샤프트 위에서 회전하지 않고 같은 속도로 회전하는 상태입니다.

▶ 차량이 차량이 좌회전 할 경우 오른쪽 바퀴가 왼쪽 바퀴보다 더 빨리 회전하며, 사이드기어와 피니언은 서로 상대적으로 회전하게 됩니다. 링 기어는 좌우 바퀴의 평균회전속도와 동일한 속도로 회전합니다. 바퀴와 전동장치를 중간에서 잭으로 들어 올린 상태에서 기어를 중립에 놓고 한쪽 바퀴를 회전시키면, 다른 쪽 바퀴는 속도는 같지만 반대방향으로 회전하게 됩니다. 결국, 안쪽 바퀴의 회전은 줄고, 바깥쪽 바퀴의 회전속도는 올라갑니다.

 

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