Neki ljudi kažu: "Diferencijal samo dopušta lijevim i desnim kotačima da se okreću sami-tu nema ništa komplicirano." Iako to zvuči jednostavno, zapravo propušta ključnu točku.
Temeljni problem koji diferencijal rješava nije jednostavno dopustiti kotačima da se "okreću kako god žele"; nego omogućuje vozilu prijenos snage dok omogućuje lijevim i desnim pogonskim kotačima da se okreću različitim brzinama tijekom skretanja. Shvaćanje ove razlike prvi je korak u razumijevanju načina na koji diferencijal funkcionira.
01. Bez diferencijala, skretanje postaje veliki problem
Razmotrite scenarij iz-stvarnog života: dvoje ljudi koji hodaju jedno-pored-i okreću se. Osoba izvana mora koračati duže, brže, dok osoba iznutra ide manjim koracima. Isti princip vrijedi za automobil koji skreće u zavoju-vanjski kotači putuju duž većeg luka, a unutarnji kotači putuju duž manjeg luka, pa su im potrebne različite brzine rotacije.
Analiza diferencijalne strukture i principa _ Pacific Auto Network
Upravo su tu prva vozila s pogonskim kotačima-na čvrste osovine naišla na probleme. S lijevim i desnim kotačima povezanim krutom osovinom, bili su prisiljeni okretati se istom brzinom. Ovo je dobro funkcioniralo kad se vozi ravno, ali u zavoju-gdje su se kotači zapravo trebali okretati različitim brzinama-prisiljavajući ih da ostanu sinkronizirani uzrokovalo je međusobnu borbu.
Ovo možete vizualizirati kao dvoje ljudi koji trče u zavoju zajedno zavezanih nogu: osoba izvana želi ići brže, dok osoba iznutra želi ići sporije, što rezultira nespretnim, nekoordiniranim pokretom za oboje.
Stoga je primarna funkcija diferencijala zadovoljiti bitnu potrebu da se lijevi i desni pogonski kotači okreću različitim brzinama tijekom skretanja; stabilnost pri rukovanju jednostavno je jedna od praktičnih prednosti koje proizlaze iz ovoga. U budućim razgovorima o automobilima, ako netko opisuje diferencijal samo kao "komponentu performansi", možete se zapitati: "Bez njega, kako bi lijevi i desni pogonski kotači podnijeli različite udaljenosti koje trebaju prijeći pri skretanju?"
02. Diferencijali tipa-mjenjača: različita stanja za skretanje i vožnju po-pravoj liniji
Diferencijali-tipa zupčanika koji se nalaze u modernim automobilima mogu izgledati složenije nego što biste očekivali, ali temeljni koncept ostaje isti: snaga se mora i dalje prenositi, ali kotači s obje strane moraju moći prilagoditi svoje brzine rotacije na temelju različitih udaljenosti koje prijeđu.
Sastoji se od komponenti kao što su kućište diferencijala, planetni zupčanici (ili paučasti zupčanici), osovine planetarnih zupčanika i bočni zupčanici (ili osovinski zupčanici). Prilikom vožnje po ravnoj liniji, lijevi i desni kotači prelaze približno jednaku udaljenost. Unutarnji mehanizam diferencijala djeluje kao sinkronizirana jedinica: planetarni zupčanici okreću se zajedno s kućištem, ali se ne okreću oko svojih osi, održavajući da se oba kotača vrte istom brzinom.
Situacija se mijenja prilikom skretanja. Vanjski kotač se mora okretati brže, dok se unutarnji kotač mora okretati sporije. U ovoj točki, planetarni zupčanici počinju se okretati oko svojih osi osim što se okreću, učinkovito "prilagođavajući" ovu razliku u brzini. Ova prilagodba brzine događa se automatski, ne zahtijeva nikakav unos od strane vozača.
Zapamtite ovu formulu: brzina lijevog kotača + brzina desnog kotača=2 × brzina kućišta diferencijala. Prilikom skretanja, količina za koju jedna strana ubrzava točno odgovara količini za koju druga strana usporava; ukupni zbroj ostaje konstantan.
03. Otvoreni diferencijali: Izvrstan za skretanje, ali prepreka kod proklizavanja
U ovom bi trenutku mnogi ljudi mogli prirodno zaključiti da, budući da diferencijal omogućuje lijevim i desnim kotačima da se okreću različitim brzinama, mora biti učinkovit u svim uvjetima vožnje.
Upravo u tome leži problem. Dok otvoreni diferencijali rade glatko tijekom standardnih skretanja, mogu otkriti značajne nedostatke na-površinama s niskim prianjanjem-kao što su mokre, zaleđene ili blatne ceste.
Dijagram kompletne strukture automobilske šasije – Pacific Auto Encyclopedia
Temeljno načelo otvorenog diferencijala je da snaga teče prema strani koja je najlakša za vožnju. Drugim riječima, strana s najmanjim otporom dobiva najveću brzinu rotacije.
Ovo dobro funkcionira na normalnim cestama, ali situacija se mijenja ako jedan kotač udari u led ili izgubi kontakt s tlom (visi u zraku). Kotač koji klizi nailazi na mali otpor, tako da sva snaga teče na tu stranu; kotač koji se vrti u zraku ubrzano juri, dok kotač sa stvarnom vučom ne prima snagu.
To je kao da stojite s jednom nogom na suhom tlu, a drugom na ledu: stopalo na ledu mahnito mlatara, ali vaše tijelo ne može stvoriti nikakvu učinkovitu polugu ili zamah prema naprijed.
Stoga je ideja da "imanje diferencijala znači da ne morate brinuti o proklizavanju" netočna. Otvoreni diferencijali izvrsni su u upravljanju razlikama u brzini tijekom zavoja, ali se bore s gubitkom snage do kojeg dolazi kada jedan kotač izgubi trakciju. 04. Ograničeno-Diferencijal proklizavanja (LSD): rješavanje problema s okretanjem kotača
Diferencijal s ograničenim{0}}klizanjem-opće poznat kao LSD-definiran je samim riječima "ograničeno proklizavanje".
Ne uklanja razliku u brzini rotacije između lijevog i desnog kotača; umjesto toga, kada je kotač sklon slobodnom okretanju, on ograničava ovo neproduktivno proklizavanje, čime se osigurava bolja trakcija vozila.
Uzmimo uobičajeni LSD u stilu paketa-kvačila kao primjer: on uključuje set tarnih ploča između bočnih zupčanika i kućišta diferencijala. Tijekom normalnog skretanja funkcionira kao otvoreni diferencijal, dopuštajući razliku u brzini između kotača. Međutim, kada jedan kotač počne proklizavati, mehanizam kvačila na strani s vučom je uključen (stisnut), dopuštajući da se snaga tamo prenese umjesto da se u potpunosti troši na kotač koji se okreće.
Samo zapamtite ovo: standardni diferencijal podnosi zavoje, dok-diferencijal s ograničenim proklizavanjem ublažava okretanje kotača.
Sljedeći put kad pogledate tehnički list vozila, nemojte brkati standardni "diferencijal" s "-diferencijalom ograničenog proklizavanja"-zamislite prvi kao onaj koji omogućuje vašoj lijevoj i desnoj nozi da koračaju u ritmu s krivinom, dok drugi djeluje poput stabilizatora koji vas sprječava da trošite svu svoju energiju na mlataranje kada je tlo sklisko.
Dva izbora: Kratka analiza Buick Envision AWD sustava
05. Što je s blokadom diferencijala? Čini upravo suprotno
Postoji još jedan koncept koji često izaziva zabunu: blokada diferencijala.
Funkcija blokade diferencijala upravo je suprotna od standardnog diferencijala: ona zaključava mehanizam diferencijala, sprječavajući bilo kakvu razliku u brzini vrtnje između kotača.
Kada se koristi? Za-oporavak izvan ceste. Ako je kotač potpuno odmaknut od tla ili se bespomoćno vrti, blokada diferencijala prisiljava oba kotača da se okreću istom brzinom, usmjeravajući snagu na stranu koja ima vuču.
Jednostavno sažeti: standardni diferencijal dopušta razlike u brzini (za skretanje), diferencijal -ograničenog proklizavanja ograničava prekomjerne razlike u brzini (za upravljanje okretanjem kotača), a blokada diferencijala potpuno uklanja razlike u brzini (za odglavljivanje).
Ako svoje vozilo koristite samo za svakodnevno putovanje na posao po asfaltiranim cestama, razumijevanje načina na koji diferencijal radi je vrijedno uglavnom kako vas ne bi uznemirila ideja da "razlike u brzini ukazuju na kvar"-u stvarnosti je savršeno normalno da se lijevi i desni kotači okreću različitim brzinama prilikom skretanja. Ako se često susrećete s skliskim ili blatnim cestama, vrijedi razjasniti razliku između otvorenog diferencijala i-sustava s ograničenim proklizavanjem. Sljedeći put kada posjetite autosalon, dobro obratite pozornost na to kaže li prodavač da vozilo ima "diferencijal" ili "diferencijal s ograničenim{4}}klizanjem"-prvo vam govori vrlo malo, dok drugo govori o stvarnoj izvedbi vozila na skliskim površinama.
