Diferenţial. Ce este și de ce este folosit?

Un motor cu cutie de viteze nu este suficient pentru a conduce o mașină. Diferenţialul este necesar şi pentru mişcarea roţilor.

Mai simplu spus, diferenţialul serveşte pentru a se asigura că roţile de pe puntea antrenată nu se rotesc cu aceeaşi viteză. În termeni mai științifici, sarcina diferențialului este de a compensa diferența de frecvență de rotație a arborilor cardanici ai roților axei motoare atunci când se deplasează de-a lungul căilor de diferite lungimi.

Un diferențial este adesea numit diferențial, de la cuvântul diferențial. Interesant, aceasta nu este o invenție a începutului erei auto. Diferenţialul a fost inventat de chinezi cu secole în urmă.

Pentru viraje

Ideea unui diferențial este de a permite mașinii să facă viraj. Ei bine, pe puntea motoare, când mașina face viraj, roata exterioară trebuie să parcurgă o distanță mai mare decât roata interioară. Acest lucru face ca roata exterioară să se învârtească mai repede decât roata interioară. Diferenţialul este necesar pentru a preveni rotirea ambelor roţi cu aceeaşi viteză. Dacă nu ar fi acolo, una dintre roțile punții motoare ar aluneca pe suprafața drumului.

Vezi și Articulațiile de transmisie auto - cum să conduci fără a le deteriora 

Diferenţialul nu numai că previne acest lucru, dar previne şi solicitările nedorite în transmisie, care, la rândul lor, pot duce la defecţiuni, la creşterea consumului de combustibil şi la creşterea uzurii anvelopelor.

Proiectarea mecanismului

Diferenţialul constă din mai multe roţi dinţate conice închise într-o carcasă rotativă. Este conectat la roata coroanei. Transferul cuplului de la cutia de viteze (și de la motor) la roțile de antrenare are loc atunci când așa-numitul arbore de atac antrenează roata inelară menționată mai sus printr-o angrenare hipoidă specială (are axe răsucite și linii de dinți arcuate, ceea ce vă permite să transferați sarcini mari).

La vehiculele cu tracțiune față, roata dințată are dinți drepti sau elicoidali localizați de-a lungul circumferinței exterioare a arborelui. Acest tip de soluție este mai simplu și mai ieftin de fabricat și operat (diferențialul este combinat cu cutia de viteze), ceea ce explică de ce piața este dominată de vehiculele cu tracțiune față.

Consultați și Power Always on Four Wheels, care este o prezentare generală a sistemelor de propulsie 4×4. 

La vehiculele cu tracțiune spate, diferențialul este ascuns într-o carcasă metalică specială. Este clar vizibil sub șasiu - între roțile motoare se află un element caracteristic numit puntea spate.

În mijloc se află o cruce, pe care sunt montate roți dințate, numite sateliți, deoarece se rotesc în jurul acestui element în direcția de mers, determinând rotirea angrenajelor, care la rândul lor transmit acționarea roților mașinii. Dacă roțile vehiculului se rotesc cu viteze diferite (de exemplu, vehiculul face o întoarcere), sateliții continuă să se rotească pe brațele păianjenului.

Fără alunecare

Cu toate acestea, uneori diferența este dificil de implementat. Acest lucru se întâmplă atunci când una dintre roțile vehiculului se află pe o suprafață alunecoasă, cum ar fi gheața. Diferenţialul transferă apoi aproape tot cuplul la acea roată. Acest lucru se datorează faptului că roata cu cea mai bună aderență trebuie să folosească mai mult cuplu pentru a depăși frecarea internă a diferențialului.

Această problemă a fost rezolvată la mașinile sport, în special la vehiculele cu tracțiune integrală. Aceste vehicule folosesc de obicei diferențiale de înaltă rezistență care sunt capabile să transfere cea mai mare parte a cuplului roții cu cea mai bună aderență.

Designul diferențialului folosește ambreiaje între angrenajele laterale și carcasă. Când una dintre roți își pierde tracțiunea, unul dintre ambreiaje începe să contracareze acest fenomen cu forța sa de frecare.

Vezi și Turbo în mașină - mai multă putere, dar și bătăi de cap. Ghid 

Cu toate acestea, aceasta nu este singura soluție de transmisie utilizată în vehiculele 4×4. Cele mai multe dintre aceste vehicule au încă un diferențial central (deseori denumit diferențial central) care compensează diferența de viteză de rotație dintre osiile motoare. Această soluție elimină formarea de solicitări inutile în transmisie, care afectează negativ durabilitatea sistemului de transmisie.

În plus, diferențialul central distribuie și cuplul între axele față și spate. Pentru a îmbunătăți tracțiunea, fiecare SUV care se respectă are și o cutie de viteze, adică. un mecanism care mărește cuplul transmis roților în detrimentul vitezei.

În sfârșit, pentru cele mai pasionate SUV-uri sunt proiectate mașini echipate cu diferențial central și blocare a diferențialului.

Potrivit expertului

Jerzy Staszczyk, mecanic din Słupsk

Diferenţialul este un element permanent al maşinii, dar numai dacă este utilizat corect. De exemplu, nu i se dau porniri bruște cu anvelope care scârțâie. Desigur, cu cât mașina este mai veche, cu atât este mai uzat sistemul de propulsie, inclusiv diferențial. Acest lucru poate fi testat chiar și acasă. Trebuie doar să ridicați partea mașinii unde sunt roțile motoare. După schimbarea oricărei trepte, rotiți volanul în ambele direcții până când simțiți rezistență. Cu cât simțim mai târziu rezistența, cu atât gradul de uzură diferențială este mai mare. În cazul vehiculelor cu tracțiune față, un astfel de joc poate indica și uzura cutiei de viteze.

Wojciech Frölichowski