Mechanizm różnicowy

Mechanizm różnicowy to bardzo ważny element układu napędowego. Bez niego płynna jazda podczas skręcania kół byłaby niemożliwa. 

Historia mechanizmu różnicowego sięga III wieku. Wtedy to chiński wynalazca Ma Jun skontruował pierwszy udokumentowany w pełni działający mechanizm różnicowy zastosowany w mechanicznym kompasie. Wiele wieków później występuje on powszechnie w samochodach. Zwany jest też dyferencjałem, gdzie słowo dyferencja oznaczało kiedyś różnicę.

Mechanizm ten spełnia bardzo ważną rolę podczas jazdy samochodem a dokładniej podczas:  

• jazdy po łuku (skręcanie, wyprzedzanie, omijanie)
• jazdy po okręgu (tor doskonalenia techniki jazdy) 

Bez niego nastąpiłoby bardzo szybkie zużycie przekładni kierowniczej i opon czy nawet ukręcenie półosi. Gdy jedziemy po łuku czy po okręgu koła po wewnętrzej stronie pokonują krótszą drogę od kół po stronie zewnętrznej. Wtedy koła zewnętrzne obracają się z większą prędkością od kół znajdujących się po wewnętrznej stronie. Nad takim zachowaniem kół czuwa właśnie mechanizm różnicowy. 

System nie pomaga a wręcz utrudnia jazdę w sytuacji utraty przyczepności na nierównej nawierzchni lub nawierzchni o różnej przyczepności. Gdy jedno z kół znajdzie się na pokrytym lodem fragmencie drogi albo utraci kontakt z podłożem to wówczas dyferencjał przekaże na nie prawie cały moment obrotowy silnika. W tej sytuacji pozostałe koła nie otrzymają odpowiedniego napędu i utrudni to jazdę albo ją uniemożliwi. Problem ten rozwiązuje montowany w niektórych samochodach system kontroli trakcji (ASR - acceleration slip regulation), który pomaga rozłożyć równomiernie napęd na wszystkie koła włączając hamulec ślizgającego się koła. Pełni on wówczas rolę elektronicznej blokady mechanizmu różnicowego.

Typową blokadę mechanizmu różnicowego stosuję się w pojazdach terenowych, ciężarowych, ciągnikach rolniczych oraz SUV-ach. Jego zadaniem jest wyrównanie prędkości kół na osi blokowanej i ograniczenie ślizgania się kół na grząskim i podmokłym terenie. Należy pamiętać, aby wyłączyć go przy jeździe po drodze asfaltowej, gdyż w przeciwnym wypadku grozi to uszkodzeniem układu napędowego.

BUDOWA MECHANIZMU RÓŻNICOWEGO

Dyferencjał zbudowany jest z zespołu stożkowych kół zębatych, które zamknięto w wirującej obudowie.

Koło talerzowe jest na stałe przymocowane do obudowy. Napędza je koło zębate przenoszące moment obrotowy pochodzący od silnika. Koło talerzowe tak naprawdę nie bierze udziału w rozdziale momentu pomiędzy kołami. Wewnątrz obudowy znajdują się dwa inne rodzaje kół zębatych - koła koronowe i satelity.

W przypadku gdy oba koła koronowe połączone półosiami z kołami pojazdu, obracają się z jednakową prędkością, wtedy satelity się nie obracają. Można powiedzieć, że mechanizm różnicowy nie pracuje, a napęd jest przenoszony na koło dokładnie w taki sam sposób, gdyby były one połączone sztywną osią.

Z kolei jeśli w wyniku jednej z przyczyn opisanych powyżej, nastąpi zmiana prędkości obrotowej jednego z kół w stosunku do drugiego, to wówczas satelity obrócą się wokół własnej osi. Wynikiem tego będzie to, że prędkość obrotowa drugiego koła zmniejszy się o taką wartość o jaką wzrosła prędkość obrotowa koła pierwszego.

Działanie mechanizmu różnicowego ciekawie wyjaśnione jest na tym filmie.