Diferencial

O diferencial é o conjunto de engrenagens que permite às duas rodas de um eixo motriz rodar a velocidades diferentes, continuando a partilhar entre elas a potência do motor. É um dos elementos essenciais e discretos da cadeia cinemática: sem ele, as rodas interior e exterior seriam obrigadas a girar ao mesmo ritmo, o que é impossível quando um automóvel descreve uma curva, já que a roda exterior tem de percorrer um trajeto mais longo. O diferencial concilia este conflito, deixando cada roda girar à velocidade que o seu percurso exige, sem deixar de tracionar ambas.

O clássico diferencial aberto consegue-o através de um conjunto compacto de engrenagens cónicas. O binário do motor chega à coroa, aparafusada a um porta-satélites; no interior deste, pequenas engrenagens satélite engrenam com os planetários ligados a cada semieixo. Quando o automóvel segue em linha reta, todo o conjunto roda como uma unidade e ambas as rodas giram por igual. Quando o automóvel curva, os satélites começam a rodar sobre o seu próprio eixo, permitindo que um planetário gire mais depressa e o outro mais devagar, repartindo-se a diferença de modo que a média corresponda à entrada. Esta solução engenhosa não exige qualquer intervenção do condutor e funciona automaticamente.

O diferencial cumpre normalmente uma segunda função: a redução final. O conjunto do pequeno pinhão e da grande coroa fornece a relação do diferencial, o último escalão de desmultiplicação entre o motor e as rodas, multiplicando o binário e definindo a velocidade a que o veio de transmissão gira em relação às rodas. Nos automóveis de tração traseira e integral isto acontece numa carcaça de eixo separada, ao passo que nos de tração dianteira o diferencial está integrado na transmissão, junto à caixa de velocidades.

A grande limitação do diferencial aberto está ligada à própria propriedade que o faz funcionar. Como reparte o binário por igual e segue o caminho de menor resistência, se uma roda perde aderência, sobre gelo, lama ou simplesmente ao ficar suspensa no ar, essa roda patina livremente e o diferencial entrega pouco binário à roda que ainda tem aderência. O resultado pode ser um automóvel imobilizado, com uma roda a patinar inutilmente enquanto a outra permanece parada, uma falha frustrante em condições escorregadias ou de todo-o-terreno.

Várias soluções respondem a esta fragilidade e definem uma família de dispositivos afins. Um diferencial autoblocante recorre a embraiagens, engrenagens ou acoplamento viscoso para transferir mais binário para a roda com aderência assim que começa o patinar. Um diferencial de bloqueio pode unir rigidamente os dois semieixos para que ambas as rodas girem em conjunto, independentemente da aderência, solução muito apreciada no todo-o-terreno exigente. Os sistemas eletrónicos imitam estes efeitos travando a roda que patina. Em conjunto com o eixo a que serve e a relação final que define, o diferencial é central para a forma como o veículo transmite a sua potência ao solo, equilibrando a liberdade necessária em curva com a necessidade de tração.