Z hľadiska bezpečnosti je na každom automobile viacero komponentov, ktoré sa za Vás starajú o stabilizáciu vozu a o jeho bezproblémový chod. Či už sú to rôzni asistenti ako ESP, ASR, ABS, EBD či iné, ich primárnou úlohou je udržať vozidlo na vozovke stabilne. Málo ľudí dnes už berie do úvahy, že okrem moderných výdobytkov techniky, je na aute mechanizmus, ktorý vznikol na začiatku éry automobilizmu. Je ním, mnohými zabúdaný, diferenciál.

Pre úvodnú definíciu toho, čo vlastne diferenciál je, nám stačí spomenúť, že je to prevodový mechanizmus, ktorý sa stará o to, aby bol výkon motora rovnomerne rozdelený na kolesá podľa potreby. To je dôležité pri bežnej jazde najmä pri odbočovaní a v zákrutách, kedy sa každé koleso otáča inou rýchlosťou a prejde inú dráhu. V tomto momente ak by boli obe kolesá spojené napevno, dochádza k tomu, že by sa vozidlo mohlo za istých okolností stať neovládateľným.

História

Potrebu rozdeľovania výkonu medzi jednotlivé kolesá, respektíve nápravy si inžinieri uvedomili už na začiatku automobilovej éry. Okrem pevného prepojenia oboch kolies na hnacej náprave sa totiž využíval dnes už archaický systém pohonu len jedného kolesa. Ak by sme to povedali vyslovene laicky, na jedno koleso zo štyroch bol prenášaný celý výkon motora a to poháňalo auto vpred alebo vzad. Samozrejme to so sebou prinášalo rôzne nevýhody, no z hľadiska výrobných nákladov to bolo podstatne lacnejšie ako prerozdeľovanie výkonu na obe kolesá zvlášť. Potreba využívania delenia výkonu pritom bola známa v automobilovom svete už v 19. storočí. Ako teda taká súčiastka, alebo hnací mechanizmus funguje?

V súčasnosti existuje viacero druhov diferenciálov. Medzi tie základné delenia patrí medzinápravový alebo nápravový. Ich činnosť a funkcia je veľmi podobná, preto sa v článku zameriam na všeobecnú funkciu diferenciálu ako takého.

Princíp je jednoduchý

Diferenciál funguje na princípe planetárnej prevodovky. V prípade, že sa vozidlo pohybuje po rovnej trajektórii, točivý moment pastorka poháňa tanierové koleso, ktoré so sebou nesie klietku (skriňu) diferenciálu a teda aj čap satelitov. Pastorek môžeme brať ako súčasť diferenciálu, ktorá sa stará o prenášanie výkonu z motora na nápravu. Satelity sú v tomto prípade ozubené kolesá vytvarované do tvaru kužeľu. Spolu s planétovými kolesami ukrytými v skrini diferenciálu, sa starajú o rozdeľovanie výkonu medzi jednotlivé kolesá. Tanierové koleso je ozubené koleso, ktoré je prepojené s pastorkom a prenáša rovnaký výkon na obe pneumatiky.

Zdroj: COMSOL Multiphysics

Pri odbočovaní alebo nájazde do zákruty nezmenenou rýchlosťou, prejde koleso na vonkajšej strane väčšiu vzdialenosť a tým pádom musí zrýchliť. Koleso na vnútornej strane prejde naopak vzdialenosť menšiu, a tým pádom musí spomaliť. Tu sa k slovu dostáva samotná skriňa diferenciálu. Do nej ústiace hriadele kolies sa začnú točiť rozdielnou rýchlosťou. Satelity, na ktoré sú pripojené sa v tomto bode začnú točiť do opačných smerov. Vďaka nim je možné rozdeliť výkon presne podľa potreby na konkrétne koleso, ktoré je v kontakte s vozovkou. Otáčanie týchto satelitov umožňuje rozdiel v rýchlosti otáčania oboch hriadeľov ústiacich do diferenciálu. Tento rozdiel sa inak nazýva aj diferencia a od neho je odvodený názov diferenciál.

V súčasnosti už okrem základných tried diferenciálov existujú aj tzv. samosvorné, čiastočne samosvorné, nesamosvorné, čelné a kužeľové typy. Netreba teda zabúdať, že diferenciál je tu s nami už pomerne dlhú dobu a ešte veľmi dlho bude. Práve jemu môžeme v mnohých situáciách poďakovať za to, že naše auto drží na vozovke aj v zákrutách.

Zdroj: TUKE