Mechanizm różnicowy - dyferencjał

Mechanizm różnicowy

Mechanizm różnicowy

Mechanizm różnicowy potocznie zwany dyferencjał przekładnia mechaniczna stosowana w układzie napędowym pojazdów.
Zadaniem mechanizmu różnicowego jest kompensacja różnicy prędkości obrotowej półosi kół osi napędowej podczas pokonywania przez nie torów o różnych długościach (podczas pokonywania zakrętów, tak aby koła toczyły się po swoich torach bez uślizgu osiągając różne prędkości obrotowe).Zapobiega to tworzeniu się niepożądanych naprężeń w układzie przeniesienia napędu, a co za tym idzie zapobiega szybszemu zużywaniu się opon, przekładni, zwiększonemu zużyciu paliwa, a nawet ukręceni półosi napędowej.

Budowa mechanizmu różnicowego:

Części składowe mechanizmu różnicowego Do obudowy mechanizmu różnicowego na stałe przymocowane jest koło talerzowe przekładni głównej. Napędza je koło zębate wałka atakującego przenoszącego moment obrotowy pośrednio od silnika. Te elementy tak naprawdę nie biorą udziału w rozdziale momentu obrotowego pomiędzy kołami - za to odpowiada kilka rodzajów kół zębatych zamkniętych w obudowie mechanizmu różnicowego (dyferencjału). Wewnątrz obudowy znajdują się: Koła koronowe połączone są z półosiami napędowymi za pomocą wielowypustów. Prostopadle do kół koronowych na krzyżaku osadzone są satelity. Elementy te są odpowiednio spasowane i wyregulowane. Całość zamknięta jest w obudowie tylnego lub przedniego mostu. Części składowe mechanizmu różnicowego Części składowe mechanizmu różnicowego

Zasada działania mechanizmu różnicowego:

Podczas jazdy na wprost oba koła koronowe (połączone półosiami z kołami) obracają się z jednakowa prędkością, wtedy satelity nie obracają się. Można powiedzieć, że w tym momencie mechanizm różnicowy nie pracuje, a napęd przenoszony na koła w taki sposób jakby były połączone sztywną osią.
Jeżeli w jednym z kół nastąpi zmiana prędkości obrotowej w stosunku do drugiego (powiedzmy zmniejszy się), to wówczas satelity obrócą się wokół własnej osi. Wynikiem tego będzie to, że prędkość obrotowa drugiego koła zwiększy się o taką wartość o jaką zmniejszyła się prędkość obrotowa pierwszego koła.
W praktyce można doprowadzić do sytuacji w której jedno koło będzie się poruszało z podwójną prędkością obrotową, natomiast drugie koło będzie stało. Może się to zdarzyć, gdy koła będą miały różne przyczepności lub jedno z kół nie będzie miało kontaktu z powierzchnią. Zjawisko to obniża możliwość poruszania się po śliskiej nawierzchni oraz w trudnym terenie, ponieważ pojazd może zostać unieruchomiony. Aby temu zapobiec stosuje się mechanizm różnicowy o zwiększonym oporze lub samoblokujące się mechanizmy różnicowe. Mechanizm taki przenosi większy moment obrotowy na koło o lepszej przyczepności. W samochodach terenowych, ciężarowych oraz ciągnikach rolniczych stosowane są blokady mechanizmów różnicowych, aby umożliwić równomierny na oba koła (np. any wyjechać z trudnego terenu). Pamiętać jednak należy, aby zbyt długo nie jeździć z włączoną blokadą, gdyż może to doprowadzić do uszkodzenia mechanizmu różnicowego.

W celu zobrazowania działania mechanizmu różnicowego warto obejrzeć poniższe filmy (w języku angielskim).

Samoblokujący się mechanizm różnicowy Torsen.

TORSEN to ślimakowy mechanizm różnicowy, który automatycznie blokuje się w sposób czysto mechaniczny (bez użycia elektroniki). Potrafi samoczynnie przenieść moment obrotowy na oś koła, które ma lepszą przyczepność. Nazwa Torsen pochodzi od połączenia dwóch angielskich wyrazów: „TORque” – moment, i „SENsing” – wyczucie, co w wolnym tłumaczeniu oznacza „wyczuwanie momentu napędowego”.
Jego budowa jest dość skomplikowana. W podstawowej wersji Torsen zawiera trzy pary zazębień ślimakowych. W każdej parze ślimaki połączone są ze sobą przy pomocy kół zębatych o zębach prostych, w wyniku czego mogą obracać się z tą samą prędkością ale w przeciwne strony. Jednocześnie każda para ślimaków zazębiona jest ze ślimacznicami, które są połączone z półosiami wyprowadzonymi z mechanizmu. W każdej parze ślimaków jeden z nich jest połączony z jedną ślimacznicą – jeden ze ślimacznicą lewej półosi, a drugi ze ślimacznicą prawej półosi. Zmiana rozdziału momentu odbywa się błyskawicznie w sposób bardzo płynny.

W pojazdach z napędem na więcej niż jedną oś może występować mechanizm różnicowy centralny (międzyosiowy), który kompensuje różnicę prędkości obrotowej pomiędzy osiami napędowymi.