Differenciális. Mi ez és miért használják?

Egy váltós motor nem elég egy autó vezetéséhez. A differenciálmű a kerekek mozgásához is szükséges.

Egyszerűen fogalmazva, a differenciálmű arra szolgál, hogy a hajtott tengelyen lévő kerekek ne forogjanak azonos sebességgel. Tudományosabban fogalmazva, a differenciálmű feladata, hogy kompenzálja a hajtótengely kerekei kardántengelyeinek forgási gyakoriságának különbségét, amikor azok különböző hosszúságú nyomvonalak mentén mozognak.

A differenciált a differenciál szóból gyakran differenciálnak nevezik. Érdekes módon ez nem az autóipari korszak kezdetének találmánya. A differenciálművet a kínaiak találták fel évszázadokkal ezelőtt.

A kanyarodáshoz

A differenciálmű lényege, hogy lehetővé tegye az autó számára a kanyarokat. Nos, a hajtott tengelyen, amikor az autó kanyarodik, a külső keréknek nagyobb utat kell megtennie, mint a belső keréknek. Emiatt a külső kerék gyorsabban forog, mint a belső. A differenciálműre azért van szükség, hogy megakadályozza, hogy mindkét kerék azonos sebességgel forogjon. Ha nem lenne ott, akkor a hajtott tengely egyik kereke megcsúszna az útfelületen.

Lásd még: Autócsuklók – hogyan vezessen károsodásuk nélkül 

A differenciálmű nem csak ezt akadályozza meg, hanem megakadályozza a nem kívánt igénybevételt is a sebességváltóban, ami viszont meghibásodásokhoz, megnövekedett üzemanyag-fogyasztáshoz és fokozott gumikopáshoz vezethet.

Mechanizmus tervezés

A differenciálmű több kúpkerékből áll, amelyek egy forgó házba vannak zárva. A koronakerékhez van csatlakoztatva. A nyomaték átvitele a sebességváltóról (és a motorról) a hajtókerekekre akkor következik be, amikor az úgynevezett támadó tengely egy speciális hipoid fogaskereken (csavart tengelyekkel és íves fogsorral rendelkezik, amely lehetővé teszi az átvitelt) meghajtja a fent említett gyűrűs fogaskereket. nagy rakományok).

Az elsőkerék-hajtású járműveknél a gyűrűs fogaskeréknek a tengely külső kerülete mentén egyenes vagy spirális fogai vannak. Az ilyen típusú megoldások gyártása és üzemeltetése egyszerűbb és olcsóbb (a differenciálmű a sebességváltóval van kombinálva), ami megmagyarázza, hogy a piacot miért az elsőkerék-hajtású járművek uralják.

Lásd még: Power Always on Four Wheels, amely a 4×4 hajtásrendszerek áttekintése. 

A hátsókerék-hajtású járműveknél a differenciálmű egy speciális fémtokba van elrejtve. Jól látható az alváz alatt - a hajtott kerekek között van egy jellegzetes elem, az úgynevezett hátsó tengely.

Középen egy kereszt található, amelyre fogaskerekek vannak felszerelve, amelyeket műholdaknak neveznek, mivel ezek az elem körül forognak a haladási irányban, ezáltal a fogaskerekek elfordulnak, ami viszont a hajtást továbbítja az autó kerekeinek. Ha a jármű kerekei eltérő sebességgel forognak (például a jármű kanyarodik), a műholdak tovább forognak a pók karjain.

Nincs csúszás

A különbségtételt azonban néha nehéz megvalósítani. Ez akkor fordul elő, ha a jármű egyik kereke csúszós felületen, például jégen van. Ezután a differenciálmű szinte a teljes nyomatékot átadja a keréknek. Ennek az az oka, hogy a legjobb tapadású keréknek nagyobb nyomatékot kell használnia a differenciálmű belső súrlódásának leküzdéséhez.

Ezt a problémát a sportautóknál, különösen az összkerékhajtású járműveknél sikerült megoldani. Ezek a járművek jellemzően nagy ellenállású differenciálműveket használnak, amelyek a nyomaték nagy részét a legjobb tapadású kerékre képesek átadni.

A differenciálmű kialakítása tengelykapcsolókat használ az oldalsó fogaskerekek és a ház között. Amikor az egyik kerék elveszti a tapadást, az egyik tengelykapcsoló súrlódási erejével ellensúlyozni kezdi ezt a jelenséget.

Lásd még: Turbó az autóban – nagyobb teljesítmény, de probléma is. Útmutató 

A 4×4-es járművekben azonban nem ez az egyetlen váltómegoldás. A legtöbb ilyen járműben még mindig van egy középső differenciálmű (gyakran középdifferenciálműnek nevezik), amely kompenzálja a hajtott tengelyek közötti forgási sebesség különbségét. Ez a megoldás kiküszöböli a szükségtelen feszültségek kialakulását a sebességváltóban, amelyek hátrányosan befolyásolják az átviteli rendszer tartósságát.

Emellett a középső differenciálmű a nyomatékot is elosztja az első és a hátsó tengely között. A tapadás javítására minden önmagát tisztelő SUV-nak van sebességváltója is, i.e. olyan mechanizmus, amely a sebesség rovására növeli a kerekekre átvitt nyomatékot.

Végül a legbuzgóbb SUV-k számára a középső differenciálművel és differenciálzárral felszerelt autókat tervezték.

A szakértő szerint

Jerzy Staszczyk, egy slupski szerelő

A differenciálmű az autó állandó eleme, de csak akkor, ha megfelelően használják. Például nem kap hirtelen indítást csikorgó gumikkal. Természetesen minél régebbi az autó, annál elhasználódottabb a hajtásrendszere, beleértve a differenciálművet is. Ez akár otthon is kipróbálható. Csak fel kell emelnie az autónak azt a részét, ahol a meghajtó kerekek vannak. Bármely sebességváltás után forgassa el a kormánykereket mindkét irányba, amíg ellenállást nem érez. Minél később érezzük az ellenállást, annál nagyobb a kopáskülönbség mértéke. Az elsőkerék-hajtású járművek esetében az ilyen holtjáték a sebességváltó kopására is utalhat.

Wojciech Frölichowski