Диференциал. Какво е това и защо се използва?

Двигател със скоростна кутия не е достатъчен за шофиране на автомобил. Диференциалът е необходим и за движението на колелата.

Най-просто казано, диференциалът служи, за да гарантира, че колелата на задвижваната ос не се въртят с еднаква скорост. По-научно казано, задачата на диференциала е да компенсира разликата в честотата на въртене на карданните валове на колелата на задвижващата ос, когато се движат по коловози с различна дължина.

Диференциалът често се нарича диференциал, от думата диференциал. Интересното е, че това не е изобретение от началото на автомобилната ера. Диференциалът е изобретен от китайците преди векове.

За завой

Идеята на диференциала е да позволи на автомобила да прави завои. Е, на задвижващата ос, когато колата завива, външното колело трябва да измине по-голямо разстояние от вътрешното колело. Това кара външното колело да се върти по-бързо от вътрешното колело. Диференциалът е необходим, за да предотврати въртенето на двете колела с една и съща скорост. Ако го нямаше, едно от колелата на задвижващия мост щеше да се плъзга по пътната настилка.

Вижте също Шарнири за задвижване на автомобили - как да шофирате, без да ги повредите 

Диференциалът не само предотвратява това, но и предотвратява нежелани натоварвания в трансмисията, което от своя страна може да доведе до повреди, повишен разход на гориво и повишено износване на гумите.

Дизайн на механизма

Диференциалът се състои от няколко конусни зъбни колела, затворени във въртящ се корпус. Свързан е с коронното колело. Прехвърлянето на въртящ момент от скоростната кутия (и от двигателя) към задвижващите колела става, когато така нареченият атакуващ вал задвижва гореспоменатото зъбно колело през специална хипоидна предавка (има усукани оси и дъгообразни зъбни линии, което ви позволява да прехвърляте големи товари).

При превозните средства с предно задвижване зъбното колело има прави или спираловидни зъби, разположени по външната обиколка на вала. Този тип решение е по-просто и по-евтино за производство и експлоатация (диференциалът е комбиниран със скоростната кутия), което обяснява защо на пазара доминират превозните средства с предно предаване.

Вижте също Power Always on Four Wheels, който е преглед на системите за задвижване 4×4. 

При автомобили със задно предаване диференциалът е скрит в специален метален корпус. Ясно се вижда под шасито - между задвижващите колела има характерен елемент, наречен заден мост.

В средата има кръст, върху който са монтирани зъбни колела, наречени сателити, тъй като те се въртят около този елемент в посоката на движение, причинявайки въртене на зъбните колела, което от своя страна предава задвижването на колелата на автомобила. Ако колелата на автомобила се въртят с различни скорости (например автомобилът прави завой), сателитите продължават да се въртят върху ръцете на паяка.

Без приплъзване

Въпреки това, понякога диференциалът е труден за изпълнение. Това се случва, когато едно от колелата на автомобила е върху хлъзгава повърхност като лед. След това диференциалът прехвърля почти целия въртящ момент към това колело. Това е така, защото колелото с най-добро сцепление трябва да използва повече въртящ момент, за да преодолее вътрешното триене в диференциала.

Този проблем е решен при спортните автомобили, особено в превозните средства с задвижване на всички колела. Тези превозни средства обикновено използват диференциали с високо съпротивление, които са в състояние да прехвърлят по-голямата част от въртящия момент към колелото с най-добро сцепление.

Дизайнът на диференциала използва съединители между страничните зъбни колела и корпуса. Когато едно от колелата загуби сцепление, един от съединителите започва да противодейства на това явление със своята сила на триене.

Вижте също Turbo в колата – повече мощност, но и караница. Ръководство 

Това обаче не е единственото решение за трансмисия, използвано в превозните средства 4×4. Повечето от тези превозни средства все още имат централен диференциал (често наричан централен диференциал), който компенсира разликата в скоростта на въртене между задвижваните оси. Това решение елиминира образуването на ненужни напрежения в трансмисията, които влияят неблагоприятно върху издръжливостта на трансмисионната система.

Освен това централният диференциал също разпределя въртящия момент между предната и задната ос. За подобряване на сцеплението всеки уважаващ себе си SUV има и скоростна кутия, т.е. механизъм, който увеличава предавания към колелата въртящ момент за сметка на скоростта.

И накрая, за най-запалените SUV са проектирани автомобили, оборудвани с централни диференциали и блокажи на диференциала.

Според експерта

Йежи Стащик, механик от Слупск

Диференциалът е постоянен елемент на автомобила, но само ако се използва правилно. Например, не му се дава внезапно стартиране със скърцане на гуми. Разбира се, колкото по-стара е колата, толкова по-износена е задвижващата й система, включително диференциала. Това може да се тества дори у дома. Просто трябва да вдигнете частта от автомобила, където са задвижващите колела. След като превключите всяка предавка, завъртете волана в двете посоки, докато почувствате съпротивление. Колкото по-късно усетим съпротивлението, толкова по-голяма е степента на износване на диференциала. В случай на превозни средства с предно задвижване, такава хлабина може също да показва износване на скоростната кутия.

Войчех Фрьолиховски