Mechanizm różnicowy
Mechanizm różnicowy potocznie zwany dyferencjał to 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:
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.
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.
