Diferenţialul este o piesă auto care a evoluat abia în ultimii ani, însă problema pe care o rezolvă este una mult mai veche. Conceptul după care funcţionează, acela de a permite roţilor plasate pe aceeaşi axă să se rotească separat una de cealaltă, este vechi de câteva mii de ani.
Scurt istoric diferențial auto
Ce este diferenţialul auto
Care sunt părţile componente ale diferenţialului
Tipuri de diferenţiale
Scurt istoric diferențial auto
Diferenţialul apare, pentru prima oară în China, în timpul mileniului I î.Hr. Bineînţeles, pe vremea aceea nu existau autoturisme, dar căruţele şi carele sufereau de aceeaşi problemă în viraje, unde una dintre roţi aluneca sau era târâtă, ceea ce provoca pagube drumului şi defecţiuni căruţelor.
Apariția motoarelor care alimentau roțile din față sau din spate ale unui vehicul, pentru a-l propulsa, în loc să-l tragă, folosind animalele de povară sau caii, a adăugat o nouă problemă care trebuia depăşită: cum poate fi permisă o rotaţie independentă a roţilor şi, în acelaşi timp, acţionarea simultană a lor.
Primele autoturisme apărute în lume nici măcar nu au luat în calcul această problemă. Soluţia găsită de creatorii de automobile a fost să pună în mişcare o singură roată, aflată pe o axă independentă. Această variantă nu era, însă, optimă. Autoturismele din acele vremuri aveau dificultăţi de rulare şi aveau probleme frecvente cu tracţiunea, pe orice fel de teren care nu era solid şi plan. Aşa au apărut primele diferenţiale auto.
Vezi AICI oferta noastră de AUTOTURISME
Ce este diferenţialul auto
Diferenţialul este o piesă auto extrem de importantă, care face parte din sistemul de transmisie al autoturismului, alături de ambreiaj, cutia de viteze, transmisia cardanică, transmisia principală, arborii planetari şi transmisia finală. Diferenţialul preia puterea de la cardan şi o transmite către roţi, oferindu-le alternativa de a se roti în mod diferit, mai ales în viraje sau pe suprafeţe îngheţate.
Această piesă poate fi localizată fie în carcasa cutiei de viteze, fie în propria carcasă şi are următoarele roluri:
- transmite puterea la roţi;
- defineşte demultiplicarea finală a transmisiei;
- permite rotirea, cu viteze diferite, a roţilor axei pe care este montată.
Acest lucru se întâmplă mai ales la parcurgerea virajelor, când roţile interioară şi exterioară parcurg distanţe diferite, deci se rotesc cu viteze diferite, dar şi în cazul în care există o diferenţă de aderenţă între roţile stângă şi dreaptă ale axei în chestiune, moment în care roata aflată pe o suprafaţă cu aderenţă scăzută se învârte mai repede decât cea aflată pe o suprafaţă cu aderenţă mai bună.
În anumite cazuri extreme, roata aflată pe suprafaţa puţin aderentă poate să preia întreaga putere a motorului, rotindu-se singură, iar automobilul nu avansează.
Care sunt părţile componente ale diferenţialului
În forma sa cea mai simplă, diferenţialul e format din trei roţi dinţate, care permit roţilor să ruleze la viteze diferite una faţă de cealaltă.
Sistemul este, însă, format din mai multe piese; iată care sunt acestea:
- carcasa diferențialului, în care se află roţile dinţate;
- roțile dințate planetare;
- roțile dințate sateliți;
- arborele cardanic, care iese din cutia de viteze a autoturismului;
- arborii planetari, cei care pun în mişcare roţile autoturismului;
- pinionul de atac sau pinionul de transmisie principală;
- coroana de transmisie principală.
Vezi categoria noastră de PIESE
Tipuri de diferenţiale
La fel ca multe piese şi echipamente cu care sunt dotate autoturismele moderne, diferenţialul a beneficiat de îmbunătăţiri constante, de-a lungul deceniilor de evoluţie auto. În toţi aceşti ani, au apărut mai multe tipuri de diferenţiale, fiecare dintre ele cu avantajele şi cu dezavantajele sale. Acestea sunt cele mai frecvent întâlnite în ziua de astăzi:
Diferenţialul deschis
Este cel mai simplu şi cel mai răspândit tip de diferenţial auto, de la care pleacă alte sisteme, mai complexe. Diferenţialul deschis nu face decât să permită un viraj mai eficient, lăsând roţile să se rotească la viteze diferite: roata de la exteriorul virajului se deplasează cu o viteză mai mare decât cea aflată la interiorul virajului, pentru că trebuie să acopere mai mult teren.
Unul dintre marile avantaje ale acestui tip de diferenţiale e faptul că designul simplu îl face ieftin şi uşor de produs. Pe de altă parte, are şi un dezavantaj major: cantitatea de putere care poate fi transmisă prin roți este limitată de roata cu cea mai mică aderență, deoarece cuplul este împărțit uniform între ambele roți.
Diferenţialul blocabil sau autoblocant
Acest model este o variantă frecvent întâlnită pe autoturismele off-road. Este, în esență, un diferențial deschis, care are capacitatea de a fi blocat în loc, pentru a crea o axă fixă, în loc de una independentă. Acest lucru se poate întâmpla manual sau electronic, în funcție de tehnologia vehiculului.
Avantajul unui diferențial blocabil constă în faptul că este capabil să câștige o cantitate considerabil mai mare de tracțiune, decât un diferențial deschis. Deoarece cuplul nu este divizat în mod egal între cele două roţi, poate canaliza un cuplu mai mare spre roata care are o tracțiune mai bună și, mai mult decât atât, nu este limitat de tracțiunea inferioară a celeilalte roți, aşa cum se întâmplă în cazul diferenţialelor deschise.
Pe de altă parte, unul dintre dezavantajele unui diferenţial autoblocant e faptul că, în sistemul de transmisie, apare un exces de energie de rotaţie, care trebuie eliberat cumva, altfel, se pune prea multă presiune pe roţile dinţate. Pentru că vorbim despre autoturisme create, în principal, pentru off-road, eliberarea excesului de energie se obţine cu ajutorul roţilor care părăsesc solul şi resetează, astfel, poziţia diferenţialului.
Diferențialul cu alunecare limitată (Limited Slip Differential – LSD)
Acest tip de diferenţial combină avantajele diferenţialelor deschise şi blocabile, folosind un sistem mai complicat, la care se adaugă câteva piese în plus. În funcţie de sistemul de blocare, sunt două tipuri de diferenţiale LSD:
- Ambreiaj mecanic LSD. Acest tip de diferenţial cu alunecare limitată foloseşte o pereche de inele care exercită presiune pe două seturi de plăci de ambreiaj, poziționate alături de roțile dințate ale diferenţialului. Acest lucru oferă rezistență la rotația independentă a roților, schimbând efectul diferențialului de la deschis la blocabil – și oferindu-i o tracțiune sporită, unul dintre principalele avantaje de care se bucură acest tip de diferenţial, faţă de modelele deschise.
- Diferenţialul LSD cu vâsco-cuplaj. Al doilea tip de diferențial cu alunecare limitată mai este numit şi vâscos. Asta pentru că utilizează un lichid gros în locul ambreiajelor, pentru a crea rezistenţa necesară pentru transformarea diferenţialului din blocabil în deschis şi invers. Datorită faptului că au mai puține piese în mișcare decât un LSD mecanic, LSD-urile vâscoase sunt considerate mai simple, însă au şi o serie de dezavantaje: devin mai puţin eficiente, odată cu utilizarea îndelungată, pentru că fluidul devine mai puţin vâscos.
Ambele modele de diferenţiale cu alunecare limitată au, însă, acelaşi efect, care poate fi observat cu uşurinţă, atunci când una din roţi patinează pe gheaţă şi nu are aderenţă. În acel moment, diferenţialul blochează cealaltă roată de tracţiune, ceea ce transferă toată mişcarea de rotaţie la roata care încă are aderenţă.
Fiecare sistem în parte are propriile beneficii şi dezavantaje. Diferenţialele complicate oferă rezultate net superioare, dar vin cu preţuri mult mai mari, faţă de modelele mai simple, fiind utilizate, în principiu, acolo unde calitatea face diferenţa: în cursele de maşini, de exemplu.
Vezi categoria noastră de AUTOUTILITARE
Nu vei avea nevoie de un diferenţial cu vectorizare a cuplului (un sistem ce combină piesele mecanice cu sistemele electronice, care contribuie la împărţirea automată a cuplului către roţi), dacă mergi la supermarket. Asemenea piese sunt utile în campionatele de raliuri. Pe de altă parte, dacă locuieşti într-o zonă rurală cu drumuri de acces proaste, s-ar putea să-ţi prindă bine un diferenţial autoblocant.
La fel ca orice altceva care ţine de autoturisme, avantajele fiecărui sistem în parte ţin de ceea ce faci cu maşina ta.
Sursa foto: Shutterstock
Pasionat de noutățile din industria auto, dar și de povestea fascinantă a automobilului, Gabriel nu își pierde niciodată curiozitatea. În articolele scrise de el găsești ponturi utile, descrieri amănunțite și analize comparative, pentru ca alegerea viitoarei tale mașini să fie una inspirată. Tot Gabriel îți oferă ghiduri de întreținere corectă a mașinii, pentru o valoare mai bună la revânzare.
