Diferenciál je manuální převodovka, která odebírá energii z jednoho vstupního hřídele a rozděluje ji mezi dva výstupní hřídele. Tato součástka je v autě nepostradatelná. Převádí točivý moment generovaný motorem na točivý moment potřebný pro skutečný pohyb vozu.
Hlavní funkce umožňuje otáčení každého hnacího kola jinou rychlostí. Tato schopnost je nezbytná pro plynulé zatáčení. Bez ní přichází na řadu fyzika, jejíž následky většina řidičů nechce zažít.
Diferenciál plní tři různé úkoly. Nejprve posílá výkon motoru přímo na kola. Za druhé, funguje jako poslední fáze řazení dolů. Ještě jednou sníží přenosovou rychlost, než se tato energie přenese na povrch vozovky. Za třetí, přenáší výkon vzhledem k tomu, že vnitřní a vnější kola urazí různé vzdálenosti.
Proč vaše auto potřebuje diferenciál
Kola automobilu se musí otáčet různými rychlostmi, zejména při zatáčení. Rychlost se rovná vzdálenosti dělené časem. Vnější kolo urazí za stejnou dobu větší vzdálenost než vnitřní. Vnější kolo se proto musí otáčet rychleji.
U nepoháněcích kol to nevadí. U vozidel s pohonem zadních kol nejsou přední kola vzájemně spojena. Otáčejí se nezávisle. Totéž platí pro zadní kola u vozu s předním náhonem. Žádné mechanické spojení neznamená žádný konflikt.
Hnací kola jsou navržena jinak. Jsou spojeny tak, že jeden motor a převodovka mohou roztáčet obě kola. Pokud byste vyjímali diferenciál, museli byste trvale připojit kola. Byli by nuceni otáčet se stejnou rychlostí.
Otáčení by bylo obtížné. Auto by se bránilo otáčení. Ještě důležitější je, že by to vážně zatížilo vozidlo. Aby vůz mohl změnit směr, musely by prokluzovat pneumatiky.
Moderní pneumatiky a betonové silnice vytvářejí obrovské tření. Prokluzování pneumatiky vyžaduje hodně síly. Tato síla se přenáší přes hřídel nápravy z jednoho kola na druhé. To silně zatěžuje součásti nápravy. Díly se při takovém namáhání rozbijí.
Diferenciály, stejně jako motory a převodovky, vyžadují ke svému provozu mazací kapalinu. Tento olej snižuje tření a ochlazuje ozubená kola. Měl by být pravidelně kontrolován a vyměňován jako součást pravidelné údržby vozidla. Zanedbání této kapaliny vede k předčasnému opotřebení a případnému selhání.
Mechanika soustružení
Když se auto otáčí, vnější kolo jede v širším oblouku. Vnitřní kolo se pohybuje po strmější dráze. Rozdíl ve vzdálenosti je značný při vysokých rychlostech. Pokud jsou kola mechanicky zablokována, kolo s menší přilnavostí se bude protáčet, zatímco druhé bude táhnout. Tento jev se nazývá „odrážení“ nebo „kousání“ kol.
Standardní otevřený diferenciál tento problém řeší tím, že umožňuje přenos točivého momentu na kolo s nejmenším odporem. To funguje dobře na suchém asfaltu. Systém však selže, když je jedno kolo na ledu nebo volném štěrku. Auto se nehýbe, protože diferenciál posílá veškerou sílu do protáčejícího se kola.
Zde vstupuje do hry diferenciál s omezeným prokluzem (LSD). Tyto systémy, známé také jako poziční trakce, omezují rozdíl rychlosti mezi dvěma koly. Nutí obě kola udržovat trakci. To poskytuje lepší akceleraci ze zatáček, zejména za nepříznivých povětrnostních podmínek.
Existuje několik typů samosvorných diferenciálů. Třecí spojky LSD používají třecí kotouče ke spojení kol pod zatížením. LSD se snímáním točivého momentu používají planetová soukolí k distribuci výkonu na základě odporu. Elektronické systémy mohou toto chování simulovat přibrzděním prokluzujícího kola.
Bez nějakého druhu systému ovládání spojky by moderní sportovní vozy byly téměř nemožné rychle projíždět zatáčkami. Diferenciál není jen pasivní součástka. Aktivně řídí přenos výkonu na vozovku.
Na údržbě záleží
Kapalina uvnitř diferenciálu je kritická.
