Diferencijal. Što je to i zašto se koristi?

Motor s mjenjačem nije dovoljan za vožnju automobila. Diferencijal je također neophodan za kretanje kotača.

Jednostavno rečeno, diferencijal služi da se kotači na pogonskoj osovini ne okreću istom brzinom. Znanstveno rečeno, zadatak diferencijala je nadoknaditi razliku u učestalosti rotacije kardanskih vratila kotača pogonske osovine kada se kreću po gusjenicama različitih duljina.

Diferencijal se često naziva diferencijalom, od riječi diferencijal. Zanimljivo, ovo nije izum s početka automobilske ere. Diferencijal su izmislili Kinezi prije nekoliko stoljeća.

Za zavoje

Ideja diferencijala je omogućiti automobilu da napravi zavoje. Pa, na pogonskoj osovini, kada je automobil u zavojima, vanjski kotač mora prijeći veću udaljenost od unutarnjeg kotača. To uzrokuje da se vanjski kotač okreće brže od unutarnjeg kotača. Diferencijal je potreban kako bi se spriječilo da se oba kotača vrte istom brzinom. Da ga nema, jedan od kotača pogonske osovine bi klizio po površini ceste.

Vidi također Zglobovi za pogon automobila – kako voziti bez oštećenja 

Diferencijal ne samo da to sprječava, već i sprječava neželjena naprezanja u mjenjaču, što zauzvrat može dovesti do kvarova, povećane potrošnje goriva i povećanog trošenja guma.

Dizajn mehanizama

Diferencijal se sastoji od nekoliko konusnih zupčanika zatvorenih u rotirajućem kućištu. Spojen je na krunski kotač. Prijenos zakretnog momenta s mjenjača (i s motora) na pogonske kotače događa se kada takozvana napadna osovina pokreće spomenuti zupčanik kroz poseban hipoidni zupčanik (ima uvrnute osovine i lučne linije zubaca, što vam omogućuje prijenos velika opterećenja).

U vozilima s pogonom na prednje kotače, prstenasti zupčanik ima ravne ili zavojne zube smještene duž vanjskog opsega osovine. Ova vrsta rješenja je jednostavnija i jeftinija za proizvodnju i rad (diferencijal je u kombinaciji s mjenjačem), što objašnjava zašto tržištem dominiraju vozila s prednjim pogonom.

Vidi također Power Always on Four Wheels koji predstavlja pregled 4×4 pogonskih sustava. 

Kod vozila sa pogonom na stražnje kotače diferencijal je skriven u posebnom metalnom kućištu. Jasno je vidljiv ispod šasije – između pogonskih kotača nalazi se karakterističan element koji se zove stražnja osovina.

U sredini je križ, na koji su montirani zupčanici, koji se nazivaju sateliti, budući da se okreću oko ovog elementa u smjeru vožnje, uzrokujući rotaciju zupčanika, koji zauzvrat prenose pogon na kotače automobila. Ako se kotači vozila okreću različitim brzinama (na primjer, vozilo se okreće), sateliti se nastavljaju rotirati na rukama pauka.

Nema klizanja

Međutim, ponekad je diferencijal teško implementirati. To se događa kada je jedan od kotača vozila na skliskoj površini kao što je led. Diferencijal tada prenosi gotovo sav zakretni moment na taj kotač. To je zato što kotač s najboljim prianjanjem mora koristiti više zakretnog momenta kako bi prevladao unutarnje trenje u diferencijalu.

Taj je problem riješen kod sportskih automobila, posebno kod vozila s pogonom na sve kotače. Ova vozila obično koriste diferencijale visokog otpora koji su u stanju prenijeti većinu zakretnog momenta na kotač s najboljim prianjanjem.

Dizajn diferencijala koristi spojke između bočnih zupčanika i kućišta. Kada jedan od kotača izgubi vuču, jedna od spojki svojom silom trenja počinje suprotstavljati ovoj pojavi.

Pogledajte i Turbo u autu – više snage, ali i gnjavaža. Vodič 

Međutim, ovo nije jedino rješenje prijenosa koje se koristi u vozilima 4×4. Većina ovih vozila još uvijek ima središnji diferencijal (koji se često naziva središnjim diferencijalom) koji kompenzira razliku u brzini vrtnje između pogonskih osovina. Ovo rješenje eliminira stvaranje nepotrebnih naprezanja u prijenosu, koji negativno utječu na trajnost prijenosnog sustava.

Osim toga, središnji diferencijal također raspoređuje okretni moment između prednje i stražnje osovine. Za poboljšanje vuče svaki SUV koji poštuje sebe ima i mjenjač, ​​t.j. mehanizam koji povećava okretni moment koji se prenosi na kotače na račun brzine.

Konačno, za najzahtjevnije SUV-ove dizajnirani su automobili opremljeni središnjim diferencijalima i blokadama diferencijala.

Prema mišljenju stručnjaka

Jerzy Staszczyk, mehaničar iz Slupska

Diferencijal je stalni element automobila, ali samo ako se pravilno koristi. Na primjer, ne daje mu se iznenadni start sa škripom guma. Naravno, što je automobil stariji, to je njegov pogonski sustav istrošeniji, uključujući diferencijal. Ovo se može testirati čak i kod kuće. Treba samo podići dio automobila gdje su pogonski kotači. Nakon prebacivanja bilo kojeg stupnja prijenosa, okrenite volan u oba smjera dok ne osjetite otpor. Što kasnije osjetimo otpor, to je veći stupanj trošenja diferencijala. U slučaju vozila s prednjim pogonom, takva zračnost također može ukazivati ​​na istrošenost mjenjača.

Wojciech Frölichowski