Diferencijal

Diferencijal je sklop zupčanika koji dopušta dvama kotačima na pogonskoj osovini vrtnju različitim brzinama, a da pritom i dalje dijele snagu motora između sebe. Jedna je od tihih nužnosti pogonskoga sklopa: bez njega bi unutarnji i vanjski kotač bili prisiljeni vrtjeti se istom brzinom, što je nemoguće kad automobil prolazi kroz zavoj, jer vanjski kotač mora prevaliti dulji put. Diferencijal pomiruje taj sukob, dopuštajući svakom kotaču da se vrti onako brzo kako njegov put zahtijeva, a istodobno pogoni oba.

Klasični otvoreni diferencijal to postiže kompaktnim skupom koničnih zupčanika. Okretni moment motora stiže do tanjurastog zupčanika koji je pričvršćen na nosač; unutar nosača mali zupčanici, odnosno satelitski zupčanici, sprežu se s bočnim zupčanicima pričvršćenima na svako poluvratilo. Kad automobil vozi ravno, cijeli se sklop vrti kao cjelina i oba se kotača vrte jednako. Kad automobil prolazi kroz zavoj, satelitski se zupčanici počinju vrtjeti oko vlastite osi, dopuštajući jednom bočnom zupčaniku da se vrti brže, a drugom sporije, pri čemu se razlika dijeli tako da prosjek odgovara ulazu. Taj elegantni mehanizam ne traži nikakvu radnju vozača i djeluje automatski.

Diferencijal obično obavlja i drugu zadaću: krajnju redukciju prijenosa. Spoj maloga piniona i velikoga tanjurastog zupčanika daje prijenosni omjer osovine, posljednji korak prijenosa između motora i kotača, koji umnožava okretni moment i određuje koliko se brzo kardansko vratilo vrti u odnosu na kotače. Kod automobila sa stražnjim pogonom i pogonom na četiri kotača to se događa u zasebnom kućištu osovine, dok je kod automobila s prednjim pogonom diferencijal ugrađen u transaksiju uz mjenjač.

Velika je ograničenost otvorenoga diferencijala vezana upravo uz svojstvo zbog kojega i radi. Budući da okretni moment dijeli ravnomjerno i slijedi put manjeg otpora, ako jedan kotač izgubi prianjanje, na ledu, blatu ili jednostavno podignut sa tla, taj se kotač slobodno vrti, a diferencijal isporučuje vrlo malo momenta kotaču koji još ima prianjanje. Posljedica može biti automobil onesposobljen s jednim kotačem koji se beskorisno vrti dok drugi miruje, frustrirajući nedostatak na skliskim ili terenskim podlogama.

Nekoliko rješenja otklanja tu slabost i ona definiraju obitelj srodnih sklopova. Diferencijal s ograničenim proklizavanjem koristi spojke, zupčanike ili viskoznu vezu da bi prenio više okretnog momenta na kotač s prianjanjem čim proklizavanje počne. Blokirajući diferencijal može kruto spojiti oba poluvratila tako da se oba kotača vrte zajedno neovisno o prianjanju, što se cijeni u ozbiljnoj terenskoj vožnji. Elektronički sustavi oponašaju te učinke kočenjem kotača koji proklizava. Zajedno s osovinom koju opslužuje i krajnjim prijenosnim omjerom koji određuje, diferencijal je središnji za to kako vozilo prenosi snagu na podlogu, balansirajući potrebu za slobodom u zavojima i potrebu za prianjanjem.