Diferenciál (mechanika)

Z Multimediaexpo.cz

Když je levá (červená) hřídel zablokována, zeleně označený satelit se začne otáčet a druhá (žlutá) výstupní hřídel se roztočí dvojnásobnou rychlostí.

Diferenciál je speciální druh převodu, který umožňuje přenášení točivého momentu z jedné hřídele na dvě jiné i při změně jejich vzájemných otáček. Diferenciál je typickou součástí pohonu automobilu, kde umožňuje různou rychlost otáčení kol při průjezdu zatáček. To je důležité proto, že když auto zatáčí, urazí vnitřní kolo kratší vzdálenost než vnější, což znamená, že se otáčí pomaleji. Pokud by byla obě kola propojena dohromady, vnější kolo by se smýkalo. To by vedlo k výrazně většímu opotřebení pneumatik, většímu zatěžování dílů pohonu automobilu a k horší řiditelnosti.

Nevýhody

Diferenciál má ale i nevýhody. V diferenciálu dochází k tření a dalším energetickým ztrátám, což má za následek buď vyšší spotřebu při stejném podávaném výkonu automobilu, nebo stejnou spotřebu, ale nižší výkon. To je často důvodem neochoty výrobců sportovních automobilů používat pohon na všechna 4 kola. V případě pohonu všech 4 kol se totiž používají diferenciály dva nebo 3 (na každé nápravě jeden a často ještě jeden mezi oběma nápravami). Také energetické ztráty mohou dosáhnout vysokých hodnot (v literatuře se uvádí i 20%).

Další nevýhodou diferenciálu je, že pokud se snažíme rozjet do kopce a jedno kolo hnané nápravy je na povrchu s takřka nulovou přilnavostí (např. led) a druhé kolo na povrchu s normální přilnavostí, tak výsledkem je, že díky diferenciálu je veškerá hnací síla přenášena na kolo na povrchu s nízkou přilnavostí, které se jenom protáčí ale nepřenáší hnací sílu na vozovku zatímco druhé kolo stojí. To má za následek, že se prostě nerozjedeme. Tento problém je možné uspokojivě vyřešit. Ale je to technicky náročné, což zvyšuje cenu automobilu. Buď se použije tzv. uzávěr diferenciálu, který působí tak, že vše funguje, jako by žádný diferenciál nebyl přítomen a obě kola se otáčejí stejnou rychlostí. Uzávěr diferenciálu je buď automatický (tzv. samosvorný diferenciál), kdy automobil sám pozná, kdy ho použít, nebo manuální. Druhou možností řešení, v poslední době oblíbenou u vozů primárně neurčených do terénu, je, že automobil je vybaven elektronickým protiprokluzovým systémem EDS (někdy nazývaným "elektronická uzávěrka diferenciálu"), který s využitím čidel ABS pozná prokluz, a přibrzdí prokluzující kolo. EDS je oproti mechanické uzávěrce diferenciálu levnější, protože principiálně je EDS v podstatě jen SW vylepšení ABS - EDS totiž ke své činnosti využívá čidla i akční prvky, které jsou v automobilu už kvůli ABS. Tyto prvky pak případně využívá i stabilizační systém ESP, pokud je ve voze namontován. Ryzí terénní vozy ale stále mají běžné uzávěry diferenciálů, které jsou sice dražší, ale mají lepší vlastnosti pro jízdu v nezpevněném terénu.

Konstrukce

Zjednodušený model diferenciálu je na obrázcích vpravo. Modře je vybarveno talířové kolo s unašečem satelitů. Toto kolo může být poháněno buď přímým ozubením od souosého pohonu, jako na obrázku, nebo má kuželový převod od pohonu s kolmým hřídelem. Satelit (zelený) je zde pro zjednodušení nakreslen pouze jeden, byť ve skutečném diferenciálu jsou minimálně dva. Satelit pak zapadá do ozubení dvou planetových kol, přes něž jsou poháněny dvě hřídele. Jedna z hřídelí prochází talířovým kolem, druhá unašečem satelitů.

Související články

• Planetová převodovka
• Pohon automobilu

Externí odkazy

• Fungování diferenciálu - velmi kvalitní a názorné animace