Diferencijal. Šta je to i zašto se koristi?
Motor sa 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. Naučno rečeno, zadatak diferencijala je da nadoknadi razliku u učestalosti rotacije kardanskih vratila kotača pogonske osovine kada se kreću duž staza različitih dužina.
Diferencijal se često naziva diferencijalom, od riječi diferencijal. Zanimljivo je da ovo nije izum početka automobilske ere. Diferencijal su izmislili Kinezi pre nekoliko vekova.
Za krivine
Ideja diferencijala je da omogući automobilu da skreće. Pa, na pogonskoj osovini, kada je automobil u krivinama, vanjski točak mora prijeći veću udaljenost od unutrašnjeg kotača. To uzrokuje da se vanjski kotač okreće brže od unutrašnjeg kotača. Diferencijal je potreban kako bi se spriječilo okretanje oba točka istom brzinom. Da ga nema, jedan od točkova pogonske osovine bi klizio po površini puta.
Pogledajte i Zglobovi za pogon automobila - kako voziti bez oštećenja
Diferencijal ne samo da to sprečava, već i sprečava 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 kruni točak. Prijenos obrtnog momenta sa mjenjača (i sa motora) na pogonske kotače nastaje kada takozvana udarna osovina pokreće gore spomenuti zupčanik kroz poseban hipoidni zupčanik (ima uvrnute osovine i lučne linije zubaca, što vam omogućava prijenos velika opterećenja).
U vozilima s pogonom na prednje kotače, prstenasti zupčanik ima ravne ili zavojne zube smještene duž vanjskog obima osovine. Ova vrsta rješenja je jednostavnija i jeftinija za proizvodnju i rad (diferencijal je integriran sa mjenjačem), što objašnjava zašto tržištem dominiraju vozila s prednjim pogonom.
Pogledajte i Power Always on Four Wheels koji predstavlja pregled pogonskih sistema 4×4.
Kod vozila sa pogonom na stražnje kotače, diferencijal je skriven u posebnom metalnom kućištu. Jasno je vidljiv ispod šasije - između pogonskih točkova nalazi se karakterističan element koji se zove zadnja osovina.
U sredini je križ na kojem su montirani zupčanici, zvani sateliti, jer se rotiraju oko ovog elementa u smjeru kretanja, uzrokujući rotaciju zupčanika, koji zauzvrat prenose pogon na kotače automobila. Ako se točkovi vozila okreću različitim brzinama (na primer, vozilo se okreće), sateliti nastavljaju da se okreću na rukama pauka.
Nema klizanja
Međutim, ponekad je diferencijal teško implementirati. Ovo se dešava kada je jedan od točkova vozila na klizavoj površini kao što je led. Diferencijal tada prenosi skoro sav obrtni moment na taj točak. To je zato što točak sa najboljim prianjanjem mora koristiti više obrtnog momenta da bi savladao unutrašnje trenje u diferencijalu.
Ovaj problem je riješen kod sportskih automobila, posebno kod vozila s pogonom na sve kotače. Ova vozila obično koriste diferencijale visokog otpora koji su u stanju da prenesu većinu obrtnog momenta na točak uz najbolje prianjanje.
Dizajn diferencijala koristi spojke između bočnih zupčanika i kućišta. Kada jedan od točkova izgubi vuču, jedno od kvačila počinje da se suprotstavlja ovom fenomenu svojom silom trenja.
Pogledajte i Turbo u automobilu – više snage, ali i muke. 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 rotacije između pogonjenih osovina. Ovo rješenje eliminira stvaranje nepotrebnih naprezanja u prijenosu, koji negativno utiču na trajnost prijenosnog sistema.
Osim toga, središnji diferencijal također raspoređuje okretni moment između prednje i stražnje osovine. Za poboljšanje vuče svaki SUV koji poštuje sebe ima i mjenjač, tj. mehanizam koji povećava obrtni moment koji se prenosi na točkove 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 sistem istrošeniji, uključujući diferencijal. Ovo se može testirati čak i kod kuće. Potrebno je samo da podignete deo automobila gde su pogonski točkovi. Nakon prebacivanja bilo koje brzine, okrenite volan u oba smjera dok ne osjetite otpor. Što kasnije osjetimo otpor, to je veći stepen trošenja diferencijala. U slučaju vozila sa prednjim pogonom, takva zračnost takođe može ukazivati na habanje mjenjača.
Wojciech Frölichowski
