Τεχνική ανάλυση: Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για το διαφορικό

18:36 2/2/2018 - Πηγή: NewsAuto

Δεν αναφερόμαστε σε διαφορικές εξισώσεις μαθηματικών αλλά στο μηχανισμό γραναζιών που φέρουν τα αυτοκίνητα όλων μας.

Του Τάκη Πουρναράκη, μηχανολόγου μηχανικού

Ας ξεκινήσουμε με το πρόβλημα: Το αυτοκίνητο προσεγγίζει μια στροφή. Στρίβοντας, οι τροχοί που βρίσκονται από την εξωτερική πλευρά έχουν να διανύσουν μεγαλύτερη απόσταση απ’ αυτούς που βρίσκονται στην εσωτερική πλευρά. Δεδομένου ότι το αυτοκίνητο κινείται ως ένα σώμα, οι εξωτερικοί τροχοί πρέπει να κινηθούν με μεγαλύτερη γωνιακή ταχύτητα από τους εσωτερικούς ώστε να συνεχιστεί ομαλά η πορεία του οχήματος.

Το διαφορικό

είναι ένας μηχανισμός γραναζιών και αξόνων που ρυθμίζει την διαφορά ταχύτητας των τροχών. Η διαφορά ταχύτητας δεν προκύπτει μόνο στις στροφές. Μπορεί να προκύψει από ανομοιομορφία στην πρόσφυση ή στο οδόστρωμα. Όλα τα αυτοκίνητα φέρουν διαφορικά.

Πέρα από ένα το διαφορικό σ’ ένα δικίνητο αυτοκίνητο, υπάρχουν και πιο σύνθετες κατασκευές όπως τα διαφορικά περιορισμένης ολίσθησης. Το Limited Slip Differential, αποτρέπει την ανεξέλεγκτη περιστροφή του τροχού που έχει απώλεια πρόσφυσης, μεταφέροντας μέρος της ροπής στον άλλο τροχό του ίδιου άξονα. Όταν και εφόσον βρεθεί ισορροπία, τη διατηρεί, σταθεροποιώντας την κατανομή ροπής (σ.σ: συνήθως από 50/50 έως 80/20) με την οποία επιτυγχάνεται η ισορροπία. Το LSD μπορεί να λειτουργεί με πολύδισκο συμπλέκτη ή με ατέρμονα κοχλία (Torsen).

Σε ακραίες περιπτώσεις τετρακίνητων οχημάτων προσφέρεται δυνατότητα κλειδώματος του διαφορικού, το οποίο λειτουργεί έτσι ως ενιαίος άξονας δημιουργώντας κάρο. Ενδείκνυται μόνο σε πολύ χαμηλές ταχύτητες, εκτός δρόμου. Στερεί σε μεγάλο βαθμό την ευελιξία.

Γενικότερα τα 4κίνητα οχήματα φέρουν 2 ή 3 διαφορικά. Στην απλή περίπτωση των 2 διαφορικών (εμπρός, πίσω) φροντίζει για την μεταξύ των συνεργασία, ένας πολύδισκος συμπλέκτης ηλεκτρονικά ελεγχόμενος. Στην σύνθετη περίπτωση που υπάρχουν 3 διαφορικά, το κεντρικό κατανέμει τη ροπή ανάμεσα στους δυο άξονες με μηχανικό τρόπο και ανάλογα με τις φορτίσεις που δέχεται. Αυτή η τελευταία διάταξη σπανίζει πλέον λόγω τριβών, φθορών και υψηλής κατανάλωσης. Απαντάται μόνο σε pick up, τύπου Mitsubishi L200.

Στα σύγχρονα αυτοκίνητα τα διαφορικά ελέγχονται ηλεκτρονικά μέσω των αισθητήρων του ABS και του ESP. Από κει προκύπτει και το «ηλεκτρονικό κλείδωμα», ουσιαστικά πρόκειται για επιλεκτικό φρενάρισμα τροχού.

Τα συνήθη μέρη ενός διαφορικού είναι:
α. Κεντρικός άξονας, μετάδοσης κίνησης
β. Κωνικός οδοντωτός τροχός (πινιόν) που μαζί με την κορώνα (γ) αλλάζουν την διεύθυνση της κίνησης κατά 90 μοίρες.
δ. Θήκη μηχανισμού: Εδράζεται στη κορώνα, περιστρέφεται μαζί της και εμπεριέχει τον κυρίως μηχανισμό.
ε. Άξονες γραναζιών.
ζ. Κωνικοί οδοντωτοί τροχοί (πλανήτες) μέσα στη θήκη του διαφορικού εμπλεκόμενοι με τους δορυφόρους με άξονα παράλληλο με τον άξονα περιστροφής των ημιαξονίων.
Στ. Κωνικοί οδοντωτοί τροχοί με ευθύγραμμα κωνικά δόντια (δορυφόροι), στερεωμένοι στο εσωτερικό της θήκης, με άξονες κάθετους στον άξονα περιστροφής των ημιαξονίων των τροχών.
η. Ημιαξόνια, μετάδοση περιστροφικής κίνησης στους τροχούς.