Differensial. Hva er det og hvorfor brukes det?
En motor med girkasse er ikke nok til å kjøre bil. Differensialen er også nødvendig for hjulenes bevegelse.
Enkelt sagt tjener differensialen til å sikre at hjulene på den drevne akselen ikke roterer med samme hastighet. I mer vitenskapelige termer er differensialens oppgave å kompensere for forskjellen i rotasjonsfrekvensen til kardanakslene til hjulene på drivakselen når de beveger seg langs spor av forskjellig lengde.
En differensial kalles ofte en differensial, fra ordet differensial. Interessant nok er dette ikke en oppfinnelse fra begynnelsen av biltiden. Differensialen ble oppfunnet av kineserne for århundrer siden.
For svingkjøring
Ideen med en differensial er å la bilen gjøre svinger. Vel, på drivakselen, når bilen kjører i sving, må det ytre hjulet reise en større avstand enn det indre hjulet. Dette får det ytre hjulet til å spinne raskere enn det indre hjulet. Differensialen er nødvendig for å hindre at begge hjulene spinner med samme hastighet. Hvis den ikke var der, ville et av hjulene på drivakselen gli på veibanen.
Se også Bildrivledd – hvordan kjøre uten å skade dem
Differensialen forhindrer ikke bare dette, men forhindrer også uønskede påkjenninger i girkassen, som igjen kan føre til havari, økt drivstofforbruk og økt dekkslitasje.
Mekanisme design
Differensialen består av flere koniske tannhjul innelukket i et roterende hus. Den er koblet til kronhjulet. Overføringen av dreiemoment fra girkassen (og fra motoren) til drivhjulene skjer når den såkalte angrepsakselen driver det nevnte ringgiret gjennom et spesielt hypoidgir (den har vridde aksler og buede tannlinjer, som lar deg overføre store belastninger).
I forhjulsdrevne kjøretøy har ringgiret rette eller spiralformede tenner langs den ytre omkretsen av akselen. Denne typen løsninger er enklere og billigere å produsere og betjene (differensialen er kombinert med girkassen), noe som forklarer hvorfor markedet domineres av forhjulsdrevne kjøretøy.
Se også Power Always on Four Wheels som er en oversikt over 4×4 drivsystemer.
I bakhjulsdrevne kjøretøy er differensialen skjult i en spesiell metallkasse. Det er godt synlig under chassiset - mellom drivhjulene er det et karakteristisk element som kalles bakakselen.
I midten er det et kryss, som det er montert gir på, kalt satellitter, siden de roterer rundt dette elementet i kjøreretningen, noe som får tannhjulene til å rotere, som igjen overfører drivkraft til hjulene på bilen. Hvis kjøretøyets hjul roterer med forskjellige hastigheter (for eksempel kjører kjøretøyet en sving), fortsetter satellittene å rotere på edderkoppens armer.
Ingen utglidning
Noen ganger er imidlertid differensialen vanskelig å implementere. Dette skjer når et av kjøretøyets hjul er på glatt underlag som is. Differensialen overfører så nesten alt dreiemomentet til det hjulet. Dette er fordi hjulet med best grep må bruke mer dreiemoment for å overvinne den interne friksjonen i differensialen.
Dette problemet er løst i sportsbiler, spesielt i firehjulsdrevne kjøretøy. Disse kjøretøyene bruker vanligvis høymotstandsdifferensialer som er i stand til å overføre mesteparten av dreiemomentet til hjulet med best grep.
Utformingen av differensialen bruker clutcher mellom sidegirene og huset. Når et av hjulene mister veigrepet, begynner en av clutchene å motvirke dette fenomenet med sin friksjonskraft.
Se også Turbo i bilen – mer kraft, men også mas. Guide
Dette er imidlertid ikke den eneste girløsningen som brukes i 4×4 kjøretøy. De fleste av disse kjøretøyene har fortsatt en senterdifferensial (ofte referert til som en senterdifferensial) som kompenserer for forskjellen i rotasjonshastighet mellom de drevne akslene. Denne løsningen eliminerer dannelsen av unødvendige påkjenninger i overføringen, som påvirker overføringssystemets holdbarhet negativt.
I tillegg fordeler senterdifferensialen også dreiemomentet mellom for- og bakakselen. For å forbedre trekkraften har enhver SUV med respekt for seg selv også en girkasse, d.v.s. en mekanisme som øker dreiemomentet som overføres til hjulene på bekostning av hastigheten.
Til slutt, for de mest ivrige SUV-ene, er biler utstyrt med senterdifferensialer og differensialsperrer designet.
Ifølge eksperten
Jerzy Staszczyk, mekaniker fra Słupsk
Differensialen er en permanent del av bilen, men bare hvis den brukes riktig. Han får for eksempel ikke bråstarter med skrikende dekk. Selvfølgelig, jo eldre bilen er, desto mer slitt er drivsystemet, inkludert differensialen. Dette kan testes selv hjemme. Du trenger bare å løfte den delen av bilen der drivhjulene er. Etter å ha skiftet noe gir, drei rattet i begge retninger til du kjenner motstand. Jo senere vi kjenner motstanden, desto større grad av differensiell slitasje. Når det gjelder forhjulsdrevne kjøretøy, kan slikt slark også indikere slitasje på girkassen.
Wojciech Frölichowski
