Диференциал

Диференциалът е зъбният механизъм, който позволява на двете колела на задвижван мост да се въртят с различна скорост, докато същевременно споделят мощността на двигателя между тях. Той е една от тихите необходимости в задвижващата система: без него вътрешното и външното колело биха били принудени да се въртят с еднаква скорост, което е невъзможно при завой, тъй като външното колело трябва да измине по-дълъг път. Диференциалът разрешава този конфликт, позволявайки на всяко колело да се върти толкова бързо, колкото изисква пътят му, продължавайки да задвижва и двете.

Класическият отворен диференциал постига това чрез компактен комплект конични зъбни колела. Въртящият момент на двигателя пристига в коронното колело, което е захванато към носач; вътре в носача малки сателитни зъбни колела зацепват със зъбни колела, прикрепени към всяка полуоска. Когато автомобилът се движи право, целият възел се върти като едно цяло и двете колела се въртят еднакво. При завой сателитните колела започват да се въртят около собствената си ос, позволявайки на едното странично зъбно колело да се върти по-бързо, а на другото по-бавно, като разликата се споделя така, че средната стойност да съвпада с входа. Тази елегантна схема не изисква намеса от водача и работи автоматично.

Диференциалът обикновено изпълнява и втора задача: крайното редуциране на оборотите. Двойката от малкия пиньон и голямото коронно колело осигурява предавателното отношение на моста — последната степен на предаване между двигателя и колелата, която умножава въртящия момент и определя колко бързо се върти карданният вал спрямо колелата. При автомобили със задно и пълно задвижване това става в отделен корпус на моста, докато при автомобили с предно задвижване диференциалът е вграден в трансаксела заедно със скоростната кутия.

Голямото ограничение на отворения диференциал е свързано със самото свойство, което го кара да работи. Тъй като той разпределя въртящия момент поравно и следва пътя на най-малкото съпротивление, ако едно колело загуби сцепление — на лед, кал или просто повдигнато от земята — то се върти свободно на празен ход и диференциалът предава малко момент към колелото, което все още има сцепление. Резултатът може да е обездвижен автомобил с едно безполезно въртящо се колело, докато другото стои на място — досаден недостатък в хлъзгави или офроуд условия.

Няколко решения адресират тази слабост и определят семейство свързани устройства. Самоблокиращият се диференциал използва съединителни дискове, зъбни колела или вискозна муфа, за да прехвърли повече въртящ момент към колелото със сцепление, щом започне приплъзване. Заключващият се диференциал може твърдо да свърже двете полуоски, така че двете колела да се въртят заедно независимо от сцеплението, което е ценено при сериозна офроуд употреба. Електронните системи имитират тези ефекти, като подспирват въртящото се колело. Заедно с моста, който обслужва, и крайното предавателно отношение, което задава, диференциалът е централен за начина, по който автомобилът предава мощността си, балансирайки нуждата от свобода при завиване с нуждата от сцепление.