Mechanizm różnicowy – jak to działa?
REKLAMA
REKLAMA
Mechanizm różnicowy jest stosowany między kołami napędzanymi (lub między osiami w napędach 4x4, jednak o nich dzisiaj nie będziemy mówić). Jeżeli w samochodzie posiadamy napęd 2x4, jedna z osi toczy się swobodnie nie przenosząc momentu obrotowego na jezdnię. Każde z kół tej osi może poruszać się inną prędkością. A dzieje się tak właśnie podczas jazdy na zakręcie. Koło zewnętrzne ma do pokonania dłuższą drogę niż koło od wewnętrznej strony. W związku z tym koło zewnętrzne musi obracać się szybciej, niż wewnętrzne. Jeżeli oś napędzana nie posiadałaby mechanizmu różnicowego jedno z kół podczas jazdy na zakręcie musiałoby ślizgać się po podłożu, aby utrzymać taką samą prędkość, jak koło po zewnętrznej stronie łuku. Taka sytuacja jest możliwa w terenie z nawierzchnią o niskiej przyczepności. Jednak jest to prawie niemożliwe na suchym asfalcie.
REKLAMA
Zobacz też: Czujniki w samochodzie - jak wpływają na pracę silnika?
Z czego składa się mechanizm różnicowy?
Mechanizm różnicowy (pospolicie nazywany dyferencjałem) w klasycznej budowie jest zespołem stożkowych kół zębatych zamkniętych w wirującej obudowie. Pozwala na przeniesienie momentu obrotowego z wału napędowego, aż do kół samochodu. Wirująca obudowa jest zespolona z kołem talerzowym. W pierwszym etapie tzw. wałek atakujący przekazuje moment obrotowy poprzez przekładnię stożkową hipoidalną właśnie na koło talerzowe. W takiej przekładni oś koła jest ustawiona prostopadle do osi wałka, a uzębienie koła jest umieszczone z boku. W przypadku przedniego napędu koło talerzowe będzie kołem z zębnikiem o zębach prostych lub skośnych umieszczonych na zewnętrznym obwodzie (osie wałka i koła są ustawione równolegle względem siebie). Taka konstrukcja jest bardziej zwarta i kompaktowa.
Zobacz też: Elastyczność silnika: co to oznacza?
Koło talerzowe jest zespolone (np. za pomocą śrub) z obudową mechanizmu różnicowego. Obudowy tej nie możemy mylić z obudową mostu, która jest osłoną całego mechanizmu wraz z kołem talerzowym. W przypadku samochodów z napędem przednim obudowa całego zespołu jest zintegrowana z obudową skrzyni biegów i sprzęgła. Natomiast, jak wspomnieliśmy wcześniej, obudowa dyferencjału obraca się wokół własnej osi wraz z kołem talerzowym. Wewnątrz obudowy zamontowany jest krzyżak, na którym z kolei osadzone są koła zębate (satelity). Satelity współpracują z kołami koronowymi, które osadzone są na półosiach napędowych. Satelity krążąc wraz z obudową w kierunku jazdy, powodują obrót kół koronowych, a co za tym idzie, napędzanie kół samochodu. Jeżeli koła samochodu kręcą się z różną prędkością, satelity nie tylko krążą wokół osi krzyżaka, ale dodatkowo wykonują ruch także obracając się na ramionach krzyżaka.
Zobacz też: Czy warto kupić droższe świece irydowe?
Jeżeli podczas ruszania jedno z kół straci przyczepność, to mechanizm różnicowy przekaże cały moment obrotowy właśnie na koło o mniejszej przyczepności. Drugie koło będzie stało w miejscu. Na przykład, jeżeli prawe koło będzie stało na lodzie, a lewe na suchym asfalcie, 100% momentu zostanie przekazane na koło będące na śliskiej nawierzchni. Jako, że siła tarcia na lodzie jest zbyt mała, opona będzie się ślizgać, a samochód nie ruszy z miejsca.
Blokady mechanizmów różnicowych
Zobacz też: Co może popsuć się w rozruszniku?
Aby moment obrotowy nie uciekał do koła o najmniejszej przyczepności, opracowano blokady mechanizmów różnicowych. Blokowanie mechanizmu może być sterowane mechanicznie, elektronicznie lub hydraulicznie. Producenci samochodów stosują różne konstrukcje blokad. Jednak niezależnie od zastosowanego systemu, blokada ma sprawić, by koło talerzowe obracające się wraz z obudową dyferencjału było sprzęgnięte z kołami koronowymi i zablokować możliwość obracania się satelitów wokół własnej osi. Pamiętajmy, że niezablokowany mechanizm przekazuje moment obrotowy z wałka atakującego, na koło talerzowe, na którym osadzona jest obudowa wraz z satelitami. Dopiero satelity przekazują moment dalej na koła koronowe osadzone na półosiach napędowych. Gdy blokada sprzęga obudowę z półosiami, moment obrotowy z koła talerzowego jest podzielony równomiernie pomiędzy dwa koła samochodu. W niektórych rozwiązaniach blokad dyferencjału występują także dodatkowe sprzęgła wielopłytkowe i mechanizmy dezaktywujące blokadę powyżej minimalnych prędkości. Zwiększone tarcie między płytkami sprzęgła pozwala na bardziej równomierne rozłożenie przekazywanego momentu między koła, w chwili kiedy jest to niezbędne. Taki mechanizm jest blokowany w sposób automatyczny, bez naszego udziału.
Zobacz też: Czy istnieją silniki pięciosuwowe?
W nowoczesnych samochodach wykorzystywanych w głównej mierze na asfalcie często rolę blokady mechanizmu różnicowego pełni system EDS. Korzysta on z czujników, oraz siłowników ABS i powoduje przyhamowanie koła o mniejszej przyczepności. „Oszukany” w ten sposób mechanizm różnicowy kieruje z powrotem moment obrotowy na koło o większej przyczepności.
REKLAMA
REKLAMA
© Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu za zgodą wydawcy INFOR PL S.A.