Какво е диференциалът и как функционира?

Диференциалът е механизъм за разделяне на мощността, който е в състояние да компенсира разликите в скоростта между двете си изходни оси. Ето защо човек говори за диференциални предавки. Тази компенсация е необходима при автомобилите, защото и четирите колела (поне две от тях са задвижвани) се въртят с различна скорост при завиване.

Елиминирането на диференциала би довело до значително напрежение и приплъзване на гумите, особено в тесни завои. Този ефект е ясно изразен при ATV куадовете или картингите, в задвижваните задни оси на които обикновено липсват диференциали.

Функция на диференциала

Нормалните (отворени) диференциали разделят въртящия момент във фиксирано съотношение (обикновено 50 до 50) и по принцип позволяват произволно големи разлики в скоростта между задвижванията. Това обаче не винаги е желателно, тъй като не може да се предаде едно и също количество въртящ момент и от двете страни, а мощността – най-общо казано – следва пътя на най-малко съпротивление.

Пример е превозно средство с едно задвижващо колело, стъпило лед и друго на асфалт. Колелото на лед осигурява по-малко съпротивление при завъртане и получава цялата мощност на задвижването от диференциала, което води до превъртане.

Другото колело е остава неподвижно, тъй като страната с по-лошите условия на сцепление определя максималната преносима мощност на задвижване на двете колела, а малкото, което е необходимо за въртене на гума върху лед, не е достатъчно за потегляне.

Диференциал с ограничено приплъзване

Ето защо т.нар. диференциали с ограничено плъзгане свързват изходните си валове и не позволяват разлики в скоростта или само в определени граници.
Различните видове диференциал

Има редица различни видове диференциали, не всички от тях разпределят мощността еднакво. Асиметричното разпределение понякога е добре дошло, например централните диференциали в автомобилите със задвижване на всички колела често правят добре като предпочитат една от осите.

За различията в рамките на една ос, разпределението 50/50 е задължително. Тук най-често срещаният диференциал е този със спирално-конична зъбна предавка. Други видове диференциали се използват рядко.

Диференциалът със скосени предавки по същество се състои от главна предавка, предава въртеливото движение на корпуса на диференциала, в който е монтирана планетарна предавка, състояща се от четири конични зъбни колела. Две от тях (сателити) се въртят свободно на оси прикрепени неподвижно към корпуса, а към тях перпендикулярно се зацепват други две, свързани с изходните валове т. нар. полуоски, които предават въртеливото движение на колелата на автомобила.

Предимството на диференциала със зъбна предавка

Когато карате направо, короната и двете полуоски се въртят с еднаква скорост, така че планетарните зъбни колела не се въртят около собствените си оси. В завои това състояние не може да се поддържа, тъй като колелото от външната страна на кривата трябва да измине по-голямо разстояние. Следователно полуоските трябва да се въртят с различна скорост и тази разлика в скоростта се компенсира от въртенето на планетарните зъбни колела.

Ето как функционира диференциала в следното видео, което е на 75 години, но все още е информативно и забавно:

Снимки: Autorevue, други