Algunes persones diuen: "Un diferencial només deixa girar les rodes esquerra i dreta per si soles-no hi ha res complicat". Tot i que sembla senzill, en realitat passa a faltar el punt crucial.
El problema fonamental que resol un diferencial no és simplement deixar que les rodes "girin com vulguin"; més aviat, permet que el vehicle transmeti potència alhora que permet que les rodes motrius esquerra i dreta girin a diferents velocitats durant un gir. Captar aquesta distinció és el primer pas per entendre com funciona un diferencial.
01. Sense diferencial, el gir es converteix en un gran problema
Penseu en un escenari-de la vida real: dues persones caminant-l'una al costat de l'altra- fent un gir. La persona de fora ha de fer passos més llargs i ràpids, mentre que la persona de dins fa passos més petits. El mateix principi s'aplica a un cotxe que gira una cantonada-les rodes exteriors viatgen per un arc més gran i les rodes interiors per un arc més petit, de manera que requereixen velocitats de rotació diferents.
Anàlisi de l'estructura diferencial i principis _ Pacific Auto Network
Precisament aquí és on els vehicles primerencs amb rodes motrius d'eix-sòlid van tenir problemes. Amb les rodes esquerra i dreta bloquejades per un eix rígid, es van veure obligades a girar a la mateixa velocitat. Això va funcionar bé quan es conduïa recte, però en una corba-on les rodes realment havien de girar a diferents velocitats-obligant-les a mantenir-se sincronitzades va fer que lluitessin entre elles.
Podeu visualitzar-ho com dues persones que corren una corba amb les cames lligades: la persona de fora vol anar més ràpid, mentre que la persona de dins vol anar més lent, el que resulta en un moviment incòmode i descoordinat per a tots dos.
Per tant, la funció principal d'un diferencial és satisfer la necessitat essencial de que les rodes motrius esquerra i dreta girin a diferents velocitats durant els girs; l'estabilitat de maneig és simplement un dels beneficis pràctics que se'n deriven. En futures converses sobre cotxes, si algú descriu el diferencial només com un "component de rendiment", podeu preguntar-vos: "Sense ell, com manejaran les rodes motrius esquerra i dreta les diferents distàncies que han de cobrir en girar?"
02. Diferencials de tipus-engranatges: diferents estats per girar i conduir en línia recta-
Els diferencials de tipus d'engranatge-que es troben als cotxes moderns poden semblar més complexos del que podríeu esperar, però el concepte subjacent segueix sent el mateix: s'ha de continuar transmetent la potència, però les rodes a banda i banda han de poder ajustar les seves velocitats de rotació en funció de les diferents distàncies que recorren.
Consta de components com la carcassa del diferencial, engranatges planetaris (o engranatges d'aranya), eixos d'engranatges planetaris i engranatges laterals (o engranatges d'eix). Quan es condueix en línia recta, les rodes esquerra i dreta recorren aproximadament la mateixa distància. El mecanisme intern del diferencial actua com una unitat sincronitzada: els engranatges planetaris giren juntament amb la carcassa però no giren sobre els seus propis eixos, mantenint les dues rodes girant a la mateixa velocitat.
La situació canvia en girar. La roda exterior ha de girar més ràpid, mentre que la roda interior ha de girar més lentament. En aquest punt, els engranatges planetaris comencen a girar sobre els seus propis eixos a més de girar, "acomodant" efectivament aquesta diferència de velocitat. Aquest ajust de velocitat es fa automàticament i no requereix cap intervenció del conductor.
Recordeu aquesta fórmula: velocitat de la roda esquerra + velocitat de la roda dreta=2 × velocitat de la carcassa diferencial. En girar, la quantitat d'acceleració d'un costat coincideix exactament amb la quantitat que l'altre costat disminueix; la suma total es manté constant.
03. Diferencials oberts: ideals per girar, però un obstacle a l'hora de relliscar
En aquest punt, moltes persones podrien concloure naturalment que, com que el diferencial permet que les rodes esquerra i dreta girin a diferents velocitats, ha de ser eficaç en totes les condicions de conducció.
Precisament aquí és on rau la qüestió. Tot i que els diferencials oberts funcionen sense problemes durant els girs estàndard, poden revelar deficiències importants en superfícies de baixa-tracció-com ara carreteres humides, gelades o fangoses.
Diagrama de l'estructura completa del xassís d'automòbil - Pacific Auto Encyclopedia
El principi fonamental d'un diferencial obert és que l'energia flueix cap al costat que és més fàcil de conduir. En altres paraules, el costat amb menys resistència guanya la velocitat de rotació més alta.
Això funciona bé a les carreteres normals, però la situació canvia si una roda xoca amb gel o perd contacte amb el terra (penjada a l'aire). La roda lliscant troba poca resistència, de manera que tota la potència flueix cap a aquest costat; la roda que gira a l'aire corre ràpidament, mentre que la roda amb tracció real no rep potència.
És com estar amb un peu sobre terra sec i l'altre sobre gel: el peu sobre el gel s'agita de manera salvatge, però el teu cos no pot generar cap palanca eficaç ni impuls cap endavant.
Per tant, la idea que "tenir un diferencial significa que no t'has de preocupar per relliscar" és incorrecta. Els diferencials oberts excel·lent a l'hora de gestionar les diferències de velocitat durant els girs, però tenen dificultats per gestionar la pèrdua de potència que es produeix quan una sola roda perd tracció. 04. Diferencial de lliscament limitat- (LSD): abordar el gir de la roda
El -diferencial de lliscament limitat-conegut habitualment com a LSD-es defineix per les mateixes paraules "lliscament limitat".
No elimina la diferència de velocitat de rotació entre les rodes esquerra i dreta; en canvi, quan una roda és propensa a girar lliurement, restringeix aquest lliscament improductiu, garantint així una millor tracció del vehicle.
Preneu com a exemple l'LSD d'estil d'embragatge-comú: incorpora un conjunt de plaques de fricció entre els engranatges laterals i la carcassa del diferencial. Durant les corbes normals, funciona com un diferencial obert, permetent una diferència de velocitat entre les rodes. No obstant això, quan una roda comença a lliscar, el mecanisme d'embragatge del costat amb tracció s'activa (comprimeix), permetent que la potència s'hi transfereixi en lloc de malgastar-se completament a la roda que gira.
Només recordeu això: un diferencial estàndard gestiona les corbes, mentre que un diferencial de lliscament limitat-mitiga el gir de les rodes.
La propera vegada que mireu la fitxa d'especificacions d'un vehicle, no confongueu un "diferencial" estàndard amb un "-diferencial de lliscament limitat"-, penseu en el primer com a permetent que els peus esquerre i dret passin al ritme amb una corba, mentre que el segon actua com un estabilitzador que us impedeix malgastar tota l'energia quan el sòl s'estén.
Dues opcions: una breu anàlisi del sistema Buick Envision AWD
05. Què passa amb un bloqueig del diferencial? Fa exactament el contrari
Hi ha un altre concepte que sovint provoca confusió: el bloqueig del diferencial.
La funció d'un bloqueig del diferencial és exactament el contrari d'un diferencial estàndard: bloqueja el mecanisme del diferencial, evitant qualsevol diferència de velocitat de rotació entre les rodes.
Quan s'utilitza? Per a la recuperació fora{0}}de carretera. Si una roda està completament fora del sòl o gira sense ajuda, el bloqueig del diferencial obliga les dues rodes a girar a la mateixa velocitat, dirigint la potència cap al costat que té tracció.
En resum: un diferencial estàndard permet diferències de velocitat (per a les corbes), un diferencial de lliscament limitat-restringeix les diferències de velocitat excessives (per gestionar el gir de les rodes) i un bloqueig del diferencial elimina completament les diferències de velocitat (per desenganxar-se).
Si només utilitzeu el vostre vehicle per als desplaçaments diaris per carreteres asfaltades, entendre com funciona un diferencial és valuós principalment perquè no us alarmarà la idea que "les diferències de velocitat indiquen un mal funcionament"-en realitat, és perfectament normal que les rodes esquerra i dreta girin a velocitats diferents en girar. Si trobeu sovint carreteres relliscoses o fangoses, val la pena aclarir la diferència entre un diferencial obert i un sistema de lliscament limitat-. La propera vegada que visiteu un concessionari, presteu molta atenció a si el venedor diu que el vehicle té un "diferencial" o un "diferencial de lliscament limitat--el primer us diu molt poc, mentre que el segon parla del rendiment real del vehicle en superfícies relliscoses.
