Διαφορικός. Τι είναι και γιατί χρησιμοποιείται;

Ένας κινητήρας με κιβώτιο ταχυτήτων δεν αρκεί για να οδηγήσεις ένα αυτοκίνητο. Το διαφορικό είναι επίσης απαραίτητο για την κίνηση των τροχών.

Με απλά λόγια, το διαφορικό διασφαλίζει ότι οι τροχοί στον κινητήριο άξονα δεν περιστρέφονται με την ίδια ταχύτητα. Με πιο επιστημονικούς όρους, το καθήκον του διαφορικού είναι να αντισταθμίσει τη διαφορά στη συχνότητα περιστροφής των αξόνων καρδανίου των τροχών του κινητήριου άξονα όταν κινούνται κατά μήκος τροχιών διαφορετικών μηκών.

Ένα διαφορικό ονομάζεται συχνά διαφορικό, από τη λέξη διαφορικό. Είναι ενδιαφέρον ότι δεν πρόκειται για εφεύρεση της αρχής της εποχής του αυτοκινήτου. Το διαφορικό εφευρέθηκε από τους Κινέζους πριν από αιώνες.

Για στροφές

Η ιδέα ενός διαφορικού είναι να επιτρέπει στο αυτοκίνητο να κάνει στροφές. Λοιπόν, στον κινητήριο άξονα, όταν το αυτοκίνητο στρίβει, ο εξωτερικός τροχός πρέπει να διανύσει μεγαλύτερη απόσταση από τον εσωτερικό τροχό. Αυτό κάνει τον εξωτερικό τροχό να περιστρέφεται πιο γρήγορα από τον εσωτερικό τροχό. Το διαφορικό είναι απαραίτητο για να μην περιστρέφονται και οι δύο τροχοί με την ίδια ταχύτητα. Αν δεν ήταν εκεί, ένας από τους τροχούς του κινητήριου άξονα θα γλιστρούσε στο οδόστρωμα.

Δείτε επίσης Αρθρώσεις κίνησης αυτοκινήτου - πώς να οδηγείτε χωρίς να τους καταστρέψετε 

Το διαφορικό όχι μόνο το αποτρέπει, αλλά αποτρέπει και τις ανεπιθύμητες καταπονήσεις στο κιβώτιο ταχυτήτων, οι οποίες με τη σειρά τους μπορούν να οδηγήσουν σε βλάβες, αυξημένη κατανάλωση καυσίμου και αυξημένη φθορά των ελαστικών.

Σχεδιασμός μηχανισμού

Το διαφορικό αποτελείται από πολλά κωνικά γρανάζια που περικλείονται σε ένα περιστρεφόμενο περίβλημα. Συνδέεται με τον τροχό της κορώνας. Η μεταφορά της ροπής από το κιβώτιο ταχυτήτων (και από τον κινητήρα) στους κινητήριους τροχούς συμβαίνει όταν ο λεγόμενος άξονας επίθεσης οδηγεί το προαναφερθέν δακτυλιοειδές γρανάζι μέσω ενός ειδικού υποειδούς γραναζιού (έχει στριμμένους άξονες και τοξοειδείς οδοντωτές γραμμές, που σας επιτρέπει να μεταφέρετε μεγάλα φορτία).

Σε οχήματα με κίνηση στους μπροστινούς τροχούς, το γρανάζι έχει ίσια ή ελικοειδή δόντια που βρίσκονται κατά μήκος της εξωτερικής περιφέρειας του άξονα. Αυτός ο τύπος λύσης είναι απλούστερος και φθηνότερος στην κατασκευή και λειτουργία (το διαφορικό συνδυάζεται με το κιβώτιο ταχυτήτων), γεγονός που εξηγεί γιατί η αγορά κυριαρχείται από οχήματα με κίνηση στους μπροστινούς τροχούς.

Δείτε επίσης Power Always on Four Wheels που είναι μια επισκόπηση των συστημάτων κίνησης 4×4. 

Στα πισωκίνητα οχήματα, το διαφορικό κρύβεται σε ειδική μεταλλική θήκη. Είναι σαφώς ορατό κάτω από το πλαίσιο - μεταξύ των κινητήριων τροχών υπάρχει ένα χαρακτηριστικό στοιχείο που ονομάζεται πίσω άξονας.

Στη μέση υπάρχει ένας σταυρός, στον οποίο τοποθετούνται γρανάζια, που ονομάζονται δορυφόροι, καθώς περιστρέφονται γύρω από αυτό το στοιχείο προς την κατεύθυνση της διαδρομής, προκαλώντας την περιστροφή των γραναζιών, τα οποία με τη σειρά τους μεταδίδουν κίνηση στους τροχούς του αυτοκινήτου. Εάν οι τροχοί του οχήματος περιστρέφονται με διαφορετικές ταχύτητες (για παράδειγμα, το όχημα κάνει στροφή), οι δορυφόροι συνεχίζουν να περιστρέφονται στους βραχίονες της αράχνης.

Χωρίς ολίσθηση

Ωστόσο, μερικές φορές το διαφορικό είναι δύσκολο να εφαρμοστεί. Αυτό συμβαίνει όταν ένας από τους τροχούς του οχήματος βρίσκεται σε μια ολισθηρή επιφάνεια όπως ο πάγος. Στη συνέχεια, το διαφορικό μεταφέρει σχεδόν όλη τη ροπή σε αυτόν τον τροχό. Αυτό συμβαίνει γιατί ο τροχός με το καλύτερο κράτημα πρέπει να χρησιμοποιεί περισσότερη ροπή για να ξεπεράσει την εσωτερική τριβή στο διαφορικό.

Αυτό το πρόβλημα έχει λυθεί στα σπορ αυτοκίνητα, ειδικά σε οχήματα με κίνηση σε όλους τους τροχούς. Αυτά τα οχήματα χρησιμοποιούν συνήθως διαφορικά υψηλής αντίστασης που είναι σε θέση να μεταφέρουν το μεγαλύτερο μέρος της ροπής στον τροχό με το καλύτερο κράτημα.

Ο σχεδιασμός του διαφορικού χρησιμοποιεί συμπλέκτες μεταξύ των πλευρικών γραναζιών και του περιβλήματος. Όταν ένας από τους τροχούς χάσει την πρόσφυση, ένας από τους συμπλέκτες αρχίζει να εξουδετερώνει αυτό το φαινόμενο με τη δύναμη τριβής του.

Δείτε επίσης Turbo στο αυτοκίνητο - περισσότερη δύναμη, αλλά και ταλαιπωρία. Οδηγός 

Ωστόσο, αυτή δεν είναι η μόνη λύση μετάδοσης που χρησιμοποιείται σε οχήματα 4×4. Τα περισσότερα από αυτά τα οχήματα εξακολουθούν να έχουν ένα κεντρικό διαφορικό (συχνά αναφέρεται ως κεντρικό διαφορικό) το οποίο αντισταθμίζει τη διαφορά στην ταχύτητα περιστροφής μεταξύ των κινούμενων αξόνων. Αυτή η λύση εξαλείφει τον σχηματισμό περιττών τάσεων στη μετάδοση, οι οποίες επηρεάζουν αρνητικά την ανθεκτικότητα του συστήματος μετάδοσης.

Επιπλέον, το κεντρικό διαφορικό κατανέμει επίσης τη ροπή μεταξύ του μπροστινού και του πίσω άξονα. Για τη βελτίωση της πρόσφυσης, κάθε SUV που σέβεται τον εαυτό του διαθέτει κιβώτιο ταχυτήτων, δηλ. ένας μηχανισμός που αυξάνει τη ροπή που μεταδίδεται στους τροχούς σε βάρος της ταχύτητας.

Τέλος, για τα πιο μανιώδη SUV, σχεδιάζονται αυτοκίνητα εξοπλισμένα με κεντρικά διαφορικά και μπλοκέ διαφορικού.

Σύμφωνα με τον ειδικό

Jerzy Staszczyk, μηχανικός από το Slupsk

Το διαφορικό είναι μόνιμο στοιχείο του αυτοκινήτου, αλλά μόνο εάν χρησιμοποιείται σωστά. Για παράδειγμα, δεν του δίνονται ξαφνικές εκκινήσεις με τρίξιμο ελαστικών. Φυσικά, όσο πιο παλιό είναι το αυτοκίνητο, τόσο πιο φθαρμένο το σύστημα κίνησης του, συμπεριλαμβανομένου του διαφορικού. Αυτό μπορεί να δοκιμαστεί ακόμα και στο σπίτι. Απλά πρέπει να σηκώσετε το μέρος του αυτοκινήτου όπου βρίσκονται οι κινητήριοι τροχοί. Αφού αλλάξετε ταχύτητα, γυρίστε το τιμόνι και προς τις δύο κατευθύνσεις μέχρι να νιώσετε αντίσταση. Όσο πιο αργά αισθανόμαστε την αντίσταση, τόσο μεγαλύτερος είναι ο βαθμός φθοράς του διαφορικού. Στην περίπτωση οχημάτων με κίνηση στους μπροστινούς τροχούς, αυτό το παιχνίδι μπορεί επίσης να υποδηλώνει φθορά στο κιβώτιο ταχυτήτων.

Wojciech Frölichowski