Differentieel - Cornelis schetst

Handiger om op elk wiel een eigen motor te zetten met door software geregelde torque vectoring. Blijft maar behelpen dit mechanische gerommel met asjes en tandwielen.

Ja, een hoop wrijving en een hoop verlies aan kracht en energie.
Cornelis, tijd voor huidige techniek.
Leg eens uit hoe je een auto op moet laden. Daar snappen veel lezers weinig van.
-AC/DC
-1 fase versus 3 fase draaistroom e.d.

@Wortelkanaal,
Je bedoelt zoiets als in de Honda NSX, met op elk voorwiel een eigen (elektro)motor?
Ja, in de basis is dat beter, maar zo heel eenvoudig is dat ook weer. niet.
Terwijl dat systeem met tandwielen eigenlijk bijzonder ingenieus in elkaar steekt zonder dat je er ook maar één batterij of accu voor nodig hebt.

@RON 98: Ja, en neem ook verschillende soorten elektromotoren mee. Zoals AC Induction, switched reluctance en permanent magnet. Valt nog een boel uit te leggen aan de gemeenschap.

MVM, dat systeem met tandwielen werkt natuurlijk wel met een batterij of accu: of zwengel jij je ICE motor nog aan? Elektrisch/electronisch is veel preciezer en krachtiger, minder onderdelen, minder onderhoud.

Vijf reacties. Blijkbaar te ingewikkeld voor al die merk-adepten die bij al die andere artikelen zo hard lopen t schreeuwen.

Een ICE kan wel afzonderlijk per wiel afremmen. (waar ABS en ESP gebruik van maken)
Een ICE kan niet afzonderlijk per wiel versnellen.
Bij een motor per wiel kan dat laatste wel. Een elektromotor reageert ook nog eens direct.
Vanalles is dan ineens mogelijk.
-Volledige vrijheid in de versnelling/vertraging tussen links en rechts en tussen voor en achter. Met tandwielen blijven L en R en F en R altijd gekoppeld in een verhouding.
-Overstuur/onderstuur tot bijna haaks om de bocht programmeer je gewoon (weg)
.
-In principe kan je dan actief remmen op de motoren door ze in achteruit te zetten.
Ze gaan dan niet ineens achteruit draaien, maar je compenseert de voorwaartse snelheid naar nul/stilstand.
Een vlotte auto kan net zo snel optrekken als dat hij af kan remmen. Dus zijn de motoren sterk genoeg om de klassieke remmen te vervangen.
Over 10 tot 20 jaar rijden we zonder remmen, abs, esp,remcilinders, remleidingen. Dat alles wordt overbodig

Cornelis is een sympathieke en kundige leraar. En hij toont aan dat mijn oude vader vroeger al goed op de hoogte was van autotechniek die hij mij onderwees door met zijn schoffelsteel in het zand te tekenen.

Briljant stuk mechaniek, doet wat het moet doen, is betrouwbaar en is onderhoudsarm.
Jammer, dat in de commentaren meteen uitgeweken wordt naar elektrische oplossingen. Alsof die eenvoudig zouden zijn? En de storingsgevoeligheid?
Met respect voor Cornelis zijn tekenwerk en uitleg, maar ik denk dat het veel duidelijker uit te leggen is aan de hand van een opengewerkt differentieel.
Ook interessant met betrekking tot het nemen van bochten, is het principe van Ackermann bij fuseebesturing. Wel eens bij stilgestaan dat in een bocht naar rechts het rechter voorwiel verder instuurt dan het linker voorwiel en net andersom in een bocht naar links?
Ik heb veel respect voor het Ingenieurswerk wat al lang geleden is verricht en waarop ook moderne auto's gebaseerd zijn.

Duidelijk verhaal. Alleen ben ik een asymmetrisch differentieel nog nooit tegengekomen. Of is de uitleg van Cornelis bedoeld om uiteindelijk een bruggetje te maken naar het planetaire tandwielstelsel?

Ik geef het eerlijk toe. Helaas, ik kan er geen touw aan vast knopen, aan het verhaal van Cornelis, maar dat ligt zeker aan mij. Overigens, op mijn auto zit een mechanisch sperdifferentieel (wat ik ook nog eens zelf kan afstellen) EN active torque vectoring... Werkt allemaal uitstekend zonder electromotoren enz. Overigens, die witte auto op de brug vind ik wel wat...

Een differentieel moet je eigenlijk even als model zien, dan snap je de werking 100%.
Ik vond het vroeger ook moeilijk te snappen, net als een automatische bak. Gaande weg leer je hoe het werkt. Je moet wel even wat voor doen zeg maar.

Hier wordt het haarfijn uitgelegd in een oud filmpje
https://youtu.be/yYAw79386WI?t=217

Haha, de oude garde blijft hangen in techniek die ze kennen.

Nee de oude garde zijn de reageerders.
Niemand heeft tot nu toe 4 motoren. Rolls Royce zou de eerste zijn, maar ik weet niet of die daar nog mee bezig zijn.

@Ron98,
De Honda NSX heeft al vier motoren, alleen niet specifiek op alle wielen, maar een ICE+elektromotor voor de achterwielen en voor elk voorwiel apart ook een elektromotor.
En de maanauto van de Apollo vluchten had ook een motor per wiel (in 1969).
Overigens wel eens gedacht wat er gebeurt als je die motoren onafhankelijk van elkaar laat werken? En zeker op de voorwielen? Inderdaad ja, dat gaat je auto ineens naar links of rechts zonder dat jij als bestuurder aan je stuur gedraaid hebt. Dus om dat zo af te stemmen dat je als bestuurder nog steeds de controle hebt is nog niet zo eenvoudig.
En verder, ook een snelle auto kan niet zo snel optrekken als die kan remmen. Bij een modern remsysteem is het remVERMOGEN veel groter dan het motorVERMOGEN.
Verder met je eens dat met een elektrische aandrijving heel nieuwe dingen mogelijk worden. Dat 'remmen' zoals je dat noemt wordt natuurlijk al gebruikt, de EM werkt dan als generator om je accu te laden.

@ALSHETMAARLEKKERRIJDT
Een LSD IS natuurlijk al een vorm van torque vectoring. Alleen klinkt dat laatste natuurlijk veel moderner en interessanter.
En verder weet ik niet wat voor je auto je rijdt, maar er is (op de NSX na) voor zover ik weet GÉÉN auto die ACTIVE torque vectoring heeft.
Wat de meeste merken doen is eigenlijk gewoon sjoemelen in de marge. Dat wil zeggen, het ABS-systeem wordt (mis)bruikt om op het gewenste moment een of meerdere wielen af te remmen (met je remsysteem dus). Net zoals je ESP dat doet.
Het EFFECT is dan misschien wel iets van torque vectoring maar je kunt het op zijn hoogst PASSIEVE torque vectoring noemen. Je laat tenslotte twee systemen van de auto tegen elkaar werken. Niet bijzonder efficiënt dus.

Je kan ook voor een prikje bvb. een oude Ford Sierra opkopen om vervolgens het differentieel vast te lassen, enkele parkeersessies later weet je héél goed wat een differentieel voor je auto betekent/doet.

MVM: Dat regeneratief remmen is passief. De motor wordt aangeduwd door de snelheid van het voertuig.
De motor kan ook tegenwerken door er stroom naar toe te sturen.
Dan rem je actief.
Als je een ABS kan programmeren dan kan je ook een actief remmende motor programmeren.
Toch kan ik in 4 seconden naar 100 km/h en heb ik meer dan 4 seconden nodig om weer naar stilstand te gaan.
Het zal nog wel even duren, maar het is wel de toekomst gok ik.

MVM: Ik ben inmiddels aan het sparen voor een NSX.
Torque vectoring wordt ook nagebootst door bijv beide wielen L en R met de bepaalde kracht aan te drijven en een van die 2 afzonderlijk af te remmen.
Als elk wiel een motor heeft hoeft dan afremmen niet, dan kan je beide een verschillende kracht geven.
Dat L en R programmeren van de voorwielen zal toch wel goed komen. Het is niet bedoeld om van richting te veranderen. Maar dat biedt ook weer mogelijkheden.
Haaks de bocht.

Oh MVM volgens mij schreef je dat ook al.
Kan een auto dan ook om zijn as draaien, icm met achterwiel sturing?

@Ron98,
Klopt, je kunt de elektromotor ook ACTIEF gebruiken om te remmen maar vergeet niet dat je dan je accu's echt in no-time leeg trekt. Remmen kost echt gigantisch veel vermogen. Kun je het beter omzetten in nieuwe energie.
Als jouw auto méér dan 4 seconden nodig heeft om van 100 naar 0 te gaan zou ik terug gaan naar de fabriek. Je remvertraging is dan maar 6.94 m/sec2 en je remweg is dan 55,6 meter. Niet echt geweldige waardes vandaag de dag.
Een beetje auto's heeft tegenwoordig een remweg van grofweg 35 meter bij 100 km/uur (goede banden, droog en mooi vlak wegdek én een chauffeur die vol in de remmen durft te gaan). Dan sta je dus in 2.52 seconden stil bij een remvertraging van 11.02 m/s2.
Zijn niet veel auto's die in die tijd op 100 km/uur zitten.

@Ron98,
Ja, elke auto kan om zijn as draaien ?
Maar aangezien de meeste auto's twee assen hebben wordt het dan toch een cirkeltje.
Als je één as zou hebben is het niet moeilijk. Denk aan een rolstoel waar je één wiel vooruit en het andere achteruit draait. Dat effect krijg je dan.

Effe zitten rekenen:
Stel: Je auto weegt 1500 Kg en rijdt 100 km/uur (= 27.78 m/s).
Je remt de auto af in 35 meter en dus 2.52 seconden af tot stilstand.
Het remvermogen van je wielen is dan op dat moment 229.63 KiloWatt
Als je dat dus in zijn geheel uit je accu's wilt trekken gaat het erg hard. En vergeet niet dat als je accu's dus leeg zouden zijn je remmen het dan dus plotseling ook niet meer doen. Niet een erg prettig idee lijkt mij.

MVM: Je hebt gelijk. Remmen gaat idd sneller dan optrekken bij de meeste auto's.
230kw moet wel lukken. Een simpele model 3 heeft 340kw.
De accu is nooit helemaal leeg. En bij een gewone rem vertrouw je ook op techniek van slangetjes, stangetjes en buisjes.
Ik snap dat het voorlopig nog niet zover is, maar het komt wel volgens mij. het heeft wel veel voordelen.

Ja, er is welgeteld 1 auto onder de 2 miljoen die in minder dan 2,51 s op de 100 zit.
En remmen kost dan energie. Dat is inderdaad een dingetje.
Tenzij je die energie ergens opslaat (naast het deel dat maximaal de accu ingaat.) of afvoert.

@RON98
Wat mij betreft draaf je een beetje te ver door ?. Regeneratief remmen is meer dan het 'aanduwen van de motor'. De elektromotor geeft weerstand door als dynamo te werken bij loslaten van het stroompedaal.
Ik vind het jammer, dat een technisch interessant object zoals een differentieel, afgedaan wordt als oude techniek.
Ik mis het respect voor het denkwerk wat er in zit. Dit respect ontbreekt ook in een opmerking als 'een simpele Model3 heeft al ...'

Heb de ingenieuze manieren die bedacht zijn om met tandwielen en variaties daarop te werken juist altijd bijzonder interessant gevonden.
Hier een filmpje met een stuk uitleg hoe een mechanische computer werkt:
https://www.youtube.com/watch?v=s1i-dnAH9Y4

Ton, MVM en ik zitten gewoon te filosoferen over mogelijk techniek. Meer niet.
Een differentieel was ook ooit inventief, maar wel 50 jaar of meer geleden.
Ik vindt de rubriek van Cornelis erg leuk. En hoop dat hij ook wat moderne zaken toe gaat lichten.
Dat is toch de toekomst. Het verleden kan ook leerzaam en leuk zijn.
Hoe je het wil lezen is aan jou. Ik vindt persoonlijk dat jij doordraaft met deze opmerking.

Ron,
Filosoferen vind ik ook leuk, dat kan ik wel waarderen. Maar ook in moderne auto's, komt veel oude techniek voor.
Ik denk, dat we het met elkaar eens zijn, dat Tesla modern is. In ieder geval de maatstaf voor vol elektrische auto's. Maar ook Tesla gebruikt differentieels in de aandrijflijn. Dat is niet zomaar, wellicht toch wat te gecompliceerd om e.e.a. met 4 elektromotoren te regelen?
Waar het mij om gaat, is dat niet alles wat nieuw is, een verbetering inhoudt. Vaak is beproefde 'oude' techniek zeer inventief en uitstekend om toe te passen. Ik neem met respect mijn pet af voor de constructeurs die vele oude vindingen die nog steeds in moderne voertuigen te vinden zijn, hebben uitgedacht. Met veel beperktere middelen die tegenwoordig beschikbaar zijn.
Dit geldt wat mij betreft niet voor alles, met name op motorisch gebied niet. Hoe ingenieus moderne verbrandingsmotoren ook zijn, afgezien van Wankel blijven het toch zuiger motoren met een krukas. Dat is, naast de lokale ...

... uitstoot, het grootste probleem van deze motoren. Een elektromotor kan alles beter en ik juich de opgang van elektrische auto's dan ook van harte toe. Ondanks mijn liefde en interesse in oude techniek.

HET grote voordeel van zoiets als een differentieel is dat het geen aansturing nodig heeft van buitenaf.
Stel dat je links en rechts twee elektromotoren zou hebben die elk een wiel aandrijven.
Op het moment dat je dan een bocht neemt zou via software geregeld kunnen worden dat het toerental per motor gaat verschillen.
Maar stel dat je een uitwijkmanoeuvre moet uitvoeren met razendsnel links-rechts-links sturen. Je aandrijving zou dat dan wel moeten kunnen bijhouden. Dat is niet zo eenvoudig als het lijkt. Of stel dat je een storing in je ECU krijgt. Dan zou plotseling dit systeem niet meer werken.
Bij een 'gewoon' diff heb je dat probleem niet. Het werkt zonder problemen zonder externe inbreng, zonder aansturing die kan storen enz. enz.
Ondanks dat ik IT-er ben ben ik ook een voorstander van het KISS-principe (Keep It Simple St...d).

Ton, we zijn het eens. Ik kan ook gewoon een uur naar een Discovery docu over een stoomtrubine kijken. Minstens zo interessant als al het andere.
Tesla is nog niet toe aan 4 motoren. Het design van de aandrijving is nog uit 2010.
Het bijzondere was de elektrificatie niet de aandrijving.
Er is ook simpelweg nu nog geen plek voor 4 motoren. In het wiel kan nog niet ivm gewicht.
Maar dat komt wel met de tijd. Zelfs Tesla kan niet alles tegelijk.
Er gaat nog veel gebeuren.
Zelfs het sturen gaat over 10 tot 20 jaar met de stroomdraad, zoals in een vliegtuig.

Wrijving is het grootste nadeel en daarna het gewicht en de beperkte bandbreedte.