Rozdíl. Co to je a proč se používá?

Motor s převodovkou k pohonu auta nestačí. Diferenciál je nutný i pro pohyb kol.

Zjednodušeně řečeno, diferenciál slouží k tomu, aby se kola na hnané nápravě neotáčela stejnou rychlostí. Vědečtěji řečeno, úkolem diferenciálu je kompenzovat rozdíl ve frekvenci otáčení kardanových hřídelí kol hnací nápravy při jejich pohybu po různě dlouhých drahách.

Diferenciál se často nazývá diferenciál, od slova diferenciál. Zajímavé je, že nejde o vynález počátku automobilové éry. Diferenciál vynalezli Číňané před staletími.

Pro zatáčení

Myšlenkou diferenciálu je umožnit vozu zatáčet. No a na hnací nápravě, když auto projíždí zatáčkou, musí vnější kolo ujet větší vzdálenost než vnitřní kolo. To způsobí, že se vnější kolo otáčí rychleji než vnitřní kolo. Diferenciál je nutný k tomu, aby se zabránilo protáčení obou kol stejnou rychlostí. Pokud by tam nebylo, jedno z kol hnací nápravy by klouzalo po povrchu vozovky.

Viz také Klouby pohonu automobilu – jak jezdit bez jejich poškození 

Diferenciál tomu nejen zabraňuje, ale také zabraňuje nežádoucímu namáhání převodovky, které může následně vést k poruchám, zvýšené spotřebě paliva a zvýšenému opotřebení pneumatik.

Návrh mechanismu

Diferenciál se skládá z několika kuželových kol uzavřených v otočné skříni. Je spojen s korunovým kolem. K přenosu točivého momentu z převodovky (a z motoru) na hnací kola dochází tehdy, když tzv. útočný hřídel pohání zmíněný věnec přes speciální hypoidní ozubené kolo (má zkroucené nápravy a obloukovité ozubení, což umožňuje přenášet velké náklady).

U vozidel s pohonem předních kol má ozubený věnec přímé nebo spirálové zuby umístěné podél vnějšího obvodu hřídele. Tento typ řešení je jednodušší a levnější na výrobu a provoz (diferenciál je kombinován s převodovkou), což vysvětluje, proč na trhu dominují vozidla s pohonem předních kol.

Viz také Power Always on Four Wheels, což je přehled systémů pohonu 4×4. 

U vozidel s pohonem zadních kol je diferenciál ukryt ve speciální kovové skříni. Pod podvozkem je dobře vidět – mezi hnacími koly je charakteristický prvek zvaný zadní náprava.

Uprostřed je kříž, na kterém jsou namontována ozubená kola, nazývaná satelity, protože se otáčejí kolem tohoto prvku ve směru jízdy, což způsobuje otáčení ozubených kol, které zase přenášejí pohon na kola automobilu. Pokud se kola vozidla otáčejí různými rychlostmi (například vozidlo zatáčí), satelity se na ramenech pavouka dále otáčí.

Žádný skluz

Někdy je však obtížné implementovat diferenciál. K tomu dochází, když je jedno z kol vozidla na kluzkém povrchu, jako je led. Diferenciál pak přenáší téměř všechen točivý moment na toto kolo. Kolo s nejlepší přilnavostí totiž musí využít větší točivý moment, aby překonalo vnitřní tření v diferenciálu.

Tento problém byl vyřešen u sportovních vozů, zejména u vozidel s pohonem všech kol. Tato vozidla obvykle používají vysokoodporové diferenciály, které jsou schopny přenést většinu točivého momentu na kolo s nejlepší přilnavostí.

Konstrukce diferenciálu využívá spojky mezi bočními ozubenými koly a skříní. Když jedno z kol ztratí trakci, začne proti tomuto jevu působit jedna ze spojek svou třecí silou.

Viz také Turbo v autě – větší výkon, ale také potíže. Průvodce 

Nejedná se však o jediné řešení převodovky používané u vozidel 4×4. Většina těchto vozidel má stále středový diferenciál (často označovaný jako středový diferenciál), který kompenzuje rozdíl v rychlosti otáčení mezi poháněnými nápravami. Toto řešení eliminuje vznik zbytečných pnutí v převodovce, která nepříznivě ovlivňují životnost převodového systému.

Kromě toho středový diferenciál také rozděluje točivý moment mezi přední a zadní nápravu. Pro zlepšení trakce má každé sebeúctyhodné SUV také převodovku, tzn. mechanismus, který zvyšuje točivý moment přenášený na kola na úkor rychlosti.

A konečně pro nejnáruživější SUV jsou určeny vozy vybavené středovými diferenciály a uzávěrkami diferenciálů.

Podle odborníka

Jerzy Staszczyk, mechanik ze Slupsku

Diferenciál je stálým prvkem vozu, ale pouze při jeho správném použití. Například mu nedávají náhlé starty se skřípěním pneumatik. Samozřejmě platí, že čím je vůz starší, tím je jeho pohonný systém včetně diferenciálu opotřebovanější. To lze vyzkoušet i doma. Stačí zvednout tu část auta, kde jsou hnací kola. Po zařazení jakéhokoli rychlostního stupně otáčejte volantem v obou směrech, dokud neucítíte odpor. Čím později pociťujeme odpor, tím větší je stupeň opotřebení diferenciálu. U vozidel s pohonem předních kol může taková vůle svědčit i o opotřebení převodovky.

Wojciech Frölichowski