Diferențial

Diferențialul este ansamblul de roți dințate care lasă cele două roți ale unei punți motoare să se rotească la viteze diferite, împărțind în același timp puterea motorului între ele. Este una dintre piesele esențiale și discrete ale transmisiei: fără el, roata interioară și cea exterioară ar fi obligate să se învârtă la fel, lucru imposibil în viraj, când roata exterioară trebuie să parcurgă un drum mai lung. Diferențialul rezolvă acest conflict, permițând fiecărei roți să se rotească atât de repede pe cât îi cere traseul propriu, dar continuând să le acționeze pe amândouă.

Diferențialul deschis clasic atinge acest obiectiv printr-un set compact de roți dințate conice. Cuplul motor sosește la coroană, fixată pe carcasa diferențialului; în interiorul carcasei, sateliții angrenează cu pinioanele planetare, atașate pe fiecare planetară. Când mașina merge în linie dreaptă, întregul ansamblu se rotește ca o singură unitate, iar ambele roți se învârt egal. Când mașina virează, sateliții încep să se rotească în jurul propriului ax, lăsând un pinion planetar să se rotească mai repede și pe celălalt mai încet, diferența fiind compensată astfel încât media să corespundă mișcării de la intrare. Această soluție elegantă nu cere nicio intervenție din partea șoferului și funcționează automat.

Diferențialul îndeplinește, de regulă, și o a doua funcție: reducția finală a vitezei. Asocierea pinionului de atac mic cu coroana mare furnizează raportul de punte, ultima treaptă de demultiplicare dintre motor și roți, multiplicând cuplul și stabilind cât de repede se rotește arborele cardanic în raport cu roțile. La mașinile cu tracțiune spate sau integrală, această operație are loc într-o carcasă de punte separată, în timp ce la cele cu tracțiune față diferențialul este integrat în transaxă, alături de cutia de viteze.

Marea limită a diferențialului deschis este legată chiar de proprietatea care îl face să funcționeze. Pentru că împarte cuplul în mod egal și urmează calea de minimă rezistență, dacă o roată își pierde aderența — pe gheață, în noroi sau pur și simplu ridicată de pe sol — aceasta începe să patineze liber, iar diferențialul livrează foarte puțin cuplu către roata care are încă tracțiune. Rezultatul poate fi o mașină imobilizată cu o roată care se învârte în gol, în timp ce cealaltă stă pe loc — un inconvenient frustrant pe suprafețe alunecoase sau în condiții de off-road.

Mai multe soluții răspund acestei slăbiciuni și definesc o familie de dispozitive înrudite. Un diferențial cu alunecare limitată folosește ambreiaje, roți dințate sau un cuplaj vâscos pentru a transfera mai mult cuplu către roata cu aderență, în momentul în care apare patinarea. Un diferențial blocabil poate uni rigid cele două planetare, astfel încât ambele roți să se rotească la fel, indiferent de aderență — soluție prețuită în off-road-ul serios. Sistemele electronice imită aceste efecte frânând roata care patinează. Împreună cu puntea pe care o deservește și cu raportul final pe care îl impune, diferențialul stă în centrul modului în care o mașină își transmite puterea la sol, echilibrând nevoia de libertate în viraj cu nevoia de tracțiune.