Mechanizm różnicowy jest elementem niezbędnym w układzie napędowym samochodu, ponieważ bez niego nie byłoby możliwe bezproblemowe skręcanie, a pojazd byłby w stanie jeździć tylko na wprost. Bez dyferencjału podczas skręcania dochodziłoby do bardziej znacznego zużycia opon, jak również do uszkodzenia napędu. A co w przypadku samochodów terenowych? Z tego artykułu dowiesz się, jaka jest rola dyferencjału i dlaczego wymyślono jego blokadę.
Dlaczego samochody wyposażone są w mechanizm różnicowy?
Jak już wspomniano pojazdy bez dyferencjału mogłyby jechać właściwie tylko po linii prostej. Do pokonywania zakrętów potrzeba bowiem zróżnicowanej prędkości kół po zewnętrznej i wewnętrznej stronie łuku. Koła zewnętrzne muszą kręcić się szybciej, ponieważ dystans do pokonania jest w ich przypadku dłuższy. Mechanizm różnicowy umożliwia im obracanie się z większą prędkością od kół wewnętrznych bez przerywania ciągłości napędu.
Najbardziej standardowym dyferencjałem, którego można znaleźć w większości samochodów jest otwarty mechanizm różnicowy. Zasada jego działania polega na równomiernym rozłożeniu momentu obrotowego na każdej z półosi. Tego typu rozwiązanie ze względu na swoją prostotę jest tanie i dlatego też – popularne. Ma ono jednak również wady. Uwidaczniają się one na śliskiej nawierzchni drogowej lub podczas ugrzęźnięcia kół w zaspie śnieżnej lub błocie. Wtedy to o wartości przekazywanego momentu obrotowego decyduje koło o najniższej przyczepności, co w konsekwencji sprawia, że koła nie obracają się z odpowiednią mocą lub nie poruszają się w ogóle, gdy jedno z nich nie ma styku z nawierzchnią. W związku z tym wymyślono blokadę dyferencjału dla samochodów terenowych, ponieważ opisane zachowanie napędu jest bardzo niekorzystne podczas jazdy w terenie. Montuje się ją pomiędzy kołami na każdej osi, a w pojazdach ze stałym napędem 4×4 umieszcza się ją dodatkowo między osiami.
Co to jest blokada mechanizmu różnicowego?
Rozwiązanie w większości dla aut terenowych, w których specyfika działania dyferencjału sprawiałaby pogorszenie trakcji. Dla zapewnienia jak najlepszej przyczepności w terenie i zapobiegania poślizgowi koła niezbędne jest wyrównanie prędkości obrotowych kół. W tym celu stosuje się blokadę dyferencjału. Dzięki niej pojazd ma wyrównaną przyczepność kół na osi, a napęd może wykorzystać większą moc w skrajnych sytuacjach. Kierowanie samochodem wyposażonym w diflok (z ang. differential lock) wymaga dużego doświadczenia, ponieważ wchodzenie w zakręty i prowadzenie są utrudnione. Jest to jednak kwestia wprawy.
W przypadku stałego napędu 4×4 blokada mechanizmu różnicowego znajduje się na obu osiach. W związku z czym nawet w razie poślizgu trzech kół, pojazd jest wciąż w stanie jechać do przodu, wykorzystując przyczepność czwartego koła. Jeśli auto wyposażone jest dodatkowo w blokadę centralnego mechanizmu różnicowego, dochodzi do jeszcze lepszego wyrównania prędkości kół pomiędzy osią przednią i tylną, co jest kluczowe w trudnych warunkach terenowych.
Jak działa blokada dyferencjału?
Mechanizm różnicowy może być blokowany mechanicznie, elektronicznie lub hydraulicznie. Niezależnie od sposobu sterowania celem jest zapobiegnięcie przenoszenia większej ilości momentu obrotowego na koło ulegające poślizgowi i tym samym poprawa trakcji. Blokada dyferencjału może być zbudowana różnie w zależności od rodzaju i producenta. Jednakże zasada działania jest ta sama. Wszystko opiera się na połączeniu koła talerzowego, które obraca się wraz z obudową mechanizmu różnicowego, z kołami koronowymi półosi napędowych. W ten sposób zatrzymany zostaje ruch satelitów wokół własnej osi. Satelity w mechanizmie bez zastosowania blokady przekazują moment obrotowy na półosie, zatem ograniczenie możliwości ich obracania się, sprawia, że moment obrotowy z koła talerzowego (trafiający na niego z koła zębatego, które otrzymuje go pośrednio z silnika) rozchodzi się równomiernie na oba koła. Niektóre wersje dyferencjałów wyposażone są w dodatkowe sprzęgła wielotarczowe oraz mechanizmy, które wyłączają blokadę powyżej pewnych prędkości. Tarcie między płytkami sprzęgła jest zwielokrotnione, pozwalając na efektywniejsze działanie difloka. W tym przypadku dyferencjał blokowany jest automatycznie.
Rodzaje blokad mechanizmu różnicowego
Mechanizmy różnicowe o zwiększonym tarciu (o ograniczonym poślizgu) różnią się od klasycznych blokad intensywnością blokowania osi. Szpera niweluje działanie dyferencjału, ale jest niewystarczająca przy całkowitym poślizgu koła. Montuje się ją głównie w samochodach sportowych, w których pożądane jest, aby podczas wchodzenia w zakręty istniała również możliwość przyspieszania. Standardowy dyferencjał nie wykorzystuje pełnego potencjału trakcyjnego koła poruszającego się po zewnętrznym łuku podczas skręcania. Dzięki szperze samochód może nie tylko przyspieszać na zakrętach, ale również poprawia się jego prowadzenie. Sytuacja ta występuje w przypadku aut z napędem na przednie koła. Dlatego mechanizm LSD jest szeroko używany w modelach aut sportowych. Jeśli chodzi o pojazdy z napędem na tylne koła zastosowanie tego typu rozwiązania prowadzi do nadsterowności, która w lekkim terenie może być korzystna. Jeśli chodzi o auta typowo terenowe do jazdy w ciężkich warunkach, gdzie często dochodzi do poślizgu jednego z kół, szpera nie jest wystarczającym rozwiązaniem. W tym wypadku niezbędna jest blokada osiowego mechanizmu różnicowego, która przekazuje moment obrotowy na koło o największej przyczepności.
W nowszych samochodach (głównie w SUV-ach i crossoverach), które użytkowane są najczęściej na asfaltowych drogach używa się systemu EDS, czyli elektronicznej blokady mechanizmu różnicowego. System ten współpracuje z czujnikami i siłownikami ABS, ułatwiając płynne ruszanie na śliskiej nawierzchni. Z ich pomocą przyhamowuje on koło wpadające w poślizg, dzięki czemu moment obrotowy przekazywany jest do koła, które ma lepszą przyczepność. System EDS nadaje się również do ruszania na grząskich podłożach (z kałuży lub błota). Pojazdy wyposażone w elektroniczną blokadę EDS nie nadają się jednak do jazdy typowo terenowej, ponieważ system mógłby łatwo ulec przegrzaniu i uszkodzeniu. Do jazdy w ciężkich warunkach terenowych nadają się rasowe terenówki wyposażone w mechaniczną, manualną lub pneumatyczną blokadę dyfenercjału, która jest w stanie w pełni zablokować mechanizm i wyrównać obroty kół na jednej osi.
Podsumowanie
Blokada dyferencjału działa jako swoisty system kontroli trakcji. Wpływa ona zatem na bezpieczeństwo, zmniejszając ryzyko poślizgu i umożliwiając ruszanie na oblodzonych lub zaśnieżonych nawierzchniach. Jednakże na dobrej jakości drogach, na których koła mają dobrą przyczepność, stałe blokowanie osi w samochodzie wpływa na jego sterowność oraz obciąża układ napędowy. Ponadto wchodzenie w zakręty jest w takiej sytuacji utrudnione i łatwo uszkodzić wtedy skrzynię biegów. Właśnie to jest przyczyną istnienia otwartego mechanizmu różnicowego, który odciąża napęd podczas skręcania.
Umiejętne korzystanie z blokady dyferencjału jest kluczowe dla bezpieczeństwa kierowcy i stanu pojazdu. Pamiętaj o tym, aby używać jej tylko w złych warunkach, tj. podczas opadów śniegu, na oblodzonych drogach, na grząskich podłożach, błocie lub żwirze. Ponadto technika jazdy jest również istotna. Przy załączonym difloku samochód będzie poruszał się mimowolnie po linii prostej, dlatego nie wykonuj nagłych skrętów, ponieważ może to doprowadzić do uszkodzenia osi i skrzyni biegów.
Skomentuj