Σχέση διαφορικού (Axle Ratio)

Η σχέση διαφορικού είναι η σταθερή υποπολλαπλασιαστική σχέση μετάδοσης που ενσωματώνεται στο διαφορικό του οχήματος και εκφράζεται ως ο αριθμός των περιστροφών που πρέπει να κάνει ο άξονας μετάδοσης, δηλαδή το πινιόν, ώστε οι τροχοί να ολοκληρώσουν μία πλήρη στροφή. Μια τιμή όπως 3,73:1 σημαίνει ότι ο κεντρικός άξονας γυρίζει 3,73 φορές για κάθε περιστροφή του τροχού. Αυτός ο ένας αριθμός επηρεάζει βαθιά τον τρόπο με τον οποίο ένα όχημα επιταχύνει, ρυμουλκεί, ταξιδεύει και καταναλώνει καύσιμο, παρόλο που δεν αλλάζει ποτέ καθώς ο οδηγός εναλλάσσει σχέσεις στο κιβώτιο ταχυτήτων.

Μηχανικά, η σχέση καθορίζεται από τον αριθμό των δοντιών των δύο γραναζιών μέσα στο διαφορικό: του μικρού πινιόν, που κινείται από τον άξονα μετάδοσης, και της πολύ μεγαλύτερης κορώνας, που είναι στερεωμένη στο κέλυφος-φορέα του διαφορικού. Η διαίρεση των δοντιών της κορώνας με εκείνα του πινιόν δίνει τη σχέση· μια κορώνα 41 δοντιών με πινιόν 11 δοντιών, για παράδειγμα, δίνει 3,73:1. Επειδή τα γρανάζια αυτά στρέφουν ταυτόχρονα την κίνηση κατά ενενήντα μοίρες σε μια συμβατική πίσω γέφυρα, το ζεύγος έχει συνήθως υποειδή κωνική οδόντωση, επιλογή που εξασφαλίζει αντοχή και αθόρυβη λειτουργία.

Οι πρακτικές συνέπειες κρίνονται στην ισορροπία ανάμεσα στον πολλαπλασιασμό της ροπής και στις στροφές του κινητήρα. Μια αριθμητικά μεγαλύτερη σχέση, που συχνά αποκαλείται κοντή, πολλαπλασιάζει τη ροπή πιο επιθετικά, οξύνοντας την επιτάχυνση και βελτιώνοντας την ικανότητα έλξης βαριών φορτίων ή ανάβασης σε ανηφόρες, αλλά αναγκάζει τον κινητήρα να γυρίζει σε υψηλότερες στροφές για κάθε δεδομένη ταχύτητα, ανεβάζοντας την κατανάλωση και τον θόρυβο. Μια αριθμητικά μικρότερη, δηλαδή μακριά, σχέση κάνει το αντίθετο: ο κινητήρας περιστρέφεται πιο αργά για χαλαρή και οικονομική πορεία, με τίμημα τη λιγότερο άμεση απόκριση και τη μειωμένη ελκτική ικανότητα. Γι' αυτό τα pickup και τα οχήματα ρυμούλκησης προσφέρονται συχνά με προαιρετικές κοντύτερες σχέσεις.

Η σχέση διαφορικού δεν δρα ποτέ μεμονωμένα· συνδυάζεται με τις επιμέρους σχέσεις του κιβωτίου για να διαμορφώσει τη συνολική, τελική μετάδοση σε κάθε ταχύτητα. Πολλαπλασιάζοντας μια σχέση του κιβωτίου με τη σχέση του διαφορικού προκύπτει η συνολική υποπολλαπλασίαση από τον κινητήρα έως τους τροχούς για τη συγκεκριμένη σχέση, η οποία και καθορίζει τελικά τις στροφές του κινητήρα σε δεδομένη ταχύτητα πορείας. Μια σχέση υπερπολλαπλασιασμού (overdrive) στην τελευταία ταχύτητα, με τιμή κάτω από 1:1, μπορεί να αντισταθμίσει μια αριθμητικά μεγάλη σχέση διαφορικού, επιτρέποντας στο όχημα να επιταχύνει δυνατά στις χαμηλές σχέσεις και ταυτόχρονα να ταξιδεύει αθόρυβα. Αυτή η αλληλεπίδραση εξηγεί γιατί δύο αυτοκίνητα με πανομοιότυπη σχέση διαφορικού μπορούν να έχουν εντελώς διαφορετική αίσθηση, ανάλογα με το κιβώτιό τους.

Για τον ιδιοκτήτη, η σχέση διαφορικού είναι κανονικά ένα σταθερό χαρακτηριστικό που ορίζεται στο εργοστάσιο, και η αλλαγή της σημαίνει αντικατάσταση κορώνας και πινιόν, εργασία απαιτητική που επηρεάζει επιπλέον τη βαθμονόμηση του ταχύμετρου. Οι λάτρεις των μετατροπών και όσοι αλλάζουν διαστάσεις σε ζάντες και ελαστικά καταφεύγουν ενίοτε σε σκόπιμη αλλαγή σχέσης, αφού η τοποθέτηση ελαστικών μεγαλύτερης διαμέτρου ουσιαστικά μακραίνει τη σχέση και μπορεί να αμβλύνει τις επιδόσεις. Η κατανόηση της σχέσης διαφορικού σε συνδυασμό με τις σχέσεις του κιβωτίου και την τελική μετάδοση που προκύπτει είναι το κλειδί για να προβλέψει κανείς πώς θα συμπεριφερθεί ένα όχημα στον δρόμο.