Diferenciál je mechanický systém, ktorý je používaný na rozdeľovanie krútiaceho momentu medzi kolesá vozidla. Jeho úlohou je zabezpečiť, aby sa v rôznych jazdných podmienkach krútiaci moment rovnomerne rozložil medzi kolesá a zabezpečil optimálnu trakciu.
Mechanický diferenciál funguje na základe mechanických prevodových systémov a ozubených kolies. Keď jedno koleso stratí trakciu, diferenciál umožňuje, aby sa väčšia porcia krútiaceho moment presunula na druhé koleso s lepšou trakciou. Existuje niekoľko druhov mechanických diferenciálov, ktoré sa používajú v rôznych vozidlách. Najjednoduchší a najbežnejší typ diferenciálu je otvorený diferenciál. Skladá sa z dvoch vnútorných ozubených kolies a satelitného ozubeného kolesa, ktoré rozdeľujú krútiaci moment medzi kolesá vozidla.
Pri normálnych podmienkach sa krútiaci moment rozdeľuje rovnomerne. No pri jazde v zákrute sa vnútorné koleso odvaľuje po kratšej dráhe ako to vonkajšie. Hriadeľ každého kolesa je poháňaný cez diferenciál a to postupne cez jeho klietku, čap satelitov, satelity a planétové kolesá. Satelity sa točia s klietkou diferenciálu, ale v zákrutách sa súčasne točia na čapoch satelitov a tým vyrovnávajú rôzne otáčky ľavého a pravého hnacieho kolesa. Po prejdení zákruty sa činnosť diferenciálu ukončí, satelity sa na čapoch prestanú otáčať a opäť sa točí len spoločne s klietkou diferenciálu.
LSD
Limited-slip differential (LSD) je vylepšená verzia otvoreného diferenciálu. Využíva rôzne typy mechanizmov (napríklad lamelové, viskózne alebo elektronicky riadené) na reguláciu rozdeľovania krútiaceho momentu medzi kolesami. Tieto mechanizmy obmedzujú preklzovanie jedného kolesa a umožňujú lepšiu trakciu na kolesách s väčšou adhéziou. LSD pomáha minimalizovať stratu trakcie a zlepšuje riadiace vlastnosti vozidla.
Samosvorný a medzinápravový diferenciál
Mechanický samosvorný diferenciál je diferenciál, ktorý sa používa najmä v prípade terénnych vozidiel, pretože zamyká kolesá spolu, čím zabezpečuje rovnakú rýchlosť otáčania oboch kolies aj v prípade stratenia ich trakcie. Vďaka tomu poskytuje maximálnu trakciu v teréne alebo pri jazde na ťažkých povrchoch. Avšak na bežných cestách môže spôsobiť nežiaduce efekty, ako napríklad zhoršené riadenie a zvýšené opotrebenie pneumatík.
Toto je len základný prehľad niektorých typov mechanických diferenciálov. Existujú aj ďalšie špeciálne varianty a technológie, ktoré kombinujú mechanické diferenciály s elektronickým riadením pre zlepšenú trakciu a riadenie vozidla.
Pomoc elektroniky
V súčasnosti sa do popredia dostávajú moderné technológie kombinujúce mechanické diferenciály s elektronickým riadením. Tieto systémy sú navrhnuté tak, aby poskytovali optimálnu trakciu a riadenie v rôznych jazdných podmienkach. Elektronicky riadený diferenciál (Electronic Limited-slip Differential – ELSD) je vylepšená verzia diferenciálu LSD, ktorá využíva elektroniku na riadenie a reguláciu rozdeľovania krútiaceho momentu medzi kolesami. ELSD dokáže rýchlo a presne upravovať množstvo krútiaceho momentu, ktoré sa presúva na kolesá s väčšou adhéziou, aby zlepšil trakciu a riadenie vozidla. Týmto spôsobom ELSD umožňuje väčšiu a rýchlejšiu prispôsobivosť kolies na rôzne sa meniacich povrchoch cesty.
Aktívny diferenciál je systém, ktorý využíva elektronické riadenie na nezávislé upravovanie krútiaceho momentu na jednotlivých kolesách. Tieto systémy môžu monitorovať rôzne parametre, ako napríklad rýchlosť otáčania kolesa, zrýchlenie vozidla, sklon vozovky a ďalšie, a následne prispôsobiť rozdeľovanie krútiaceho momentu na kolesách. Aktívne diferenciály dokážu rýchlo reagovať na zmeny podmienok a poskytujú vylepšenú trakciu a riadenie vozidla.
Vektorovanie krútiaceho momentu
A napokon tu máme vektorovanie krútiaceho momentu s elektronickým riadením (Electronic Torque Vectoring – ETVC). Toto je momentálne najvyspelejšia technológia, ktorá umožňuje presné riadenie krútiaceho momentu na jednotlivých kolesách vozidla. Elektronika a senzory monitorujú rôzne parametre, ako napríklad uhly náklonu, smer jazdy a trakciu na jednotlivých kolesách. Na základe týchto informácií systém presne upravuje krútiaci moment na jednotlivých kolesách osobitne, aby zlepšil trakciu, stabilitu a riadenie vozidla v zákrutách a pri dynamických manévroch.
Hlavný rozdiel medzi mechanickým diferenciálom a ETVC spočíva v spôsobe riadenia a distribúcie krútiaceho momentu. Zatiaľ čo mechanický diferenciál využíva mechanické prevodové systémy na rozdeľovanie krútiaceho momentu, ETVC na to používa elektronické riadiace jednotky a senzory. Systém vektorovania krútiaceho momentu je ale iba jedným z faktorov, ktorý prispieva k lepšej trakcii a riadeniu vozidla. Ďalšie faktory, ako napríklad systémy riadenia stability, riadenie pohonu všetkých kolies, pneumatiky a podvozok tiež ovplyvňujú správanie vozidla v zákrutách a trakciu ako celok.
Elektromotory umiestnené v jednotlivých kolesách spoločne so super výkonnými a super rýchlymi riadiacimi jednotkami tak dokážu úplne zmeniť zážitok z jazdy. Tieto vozidlá môžu v zákrutách vyvinúť oveľa vyššie rýchlosti a tiež je s týmito systémami možné citlivo naprogramovať rôzne jazdné režimy vrátane populárnych drift módov. Vodič si tak môže nastaviť hranice podľa svojich možností a schopností a v prípade, že by ich prekročil, zasiahne elektronika, aby zabránila prípadnej kolízii.
Fyziku elektronika neoklame
Práve technológia vektorovania krútiaceho momentu je kľúčovou k postoju aj mnohých známych výrobcov športových vozidiel. Tí k elektromobilite z tohto dôvodu nepristupujú skepticky, pretože vedia, že týmto spôsobom dokážu podstatne zlepšiť jazdné vlastnosti a zrýchliť auto na okruhu i ceste. S čím si však ešte budú musieť poradiť, je hmotnosť batérií. Tá im zatiaľ nedovoľuje naplno prejsť na elektrický pohon, keďže mnohé zo zvučných značiek si zakladajú na nízkej hmotnosti. Kým chýbajúci zvuk sa dá doladiť umelým generátorom, vysokú hmotnosť jednoducho nemáte ako oklamať.
