Vysvětlím, jak diferenciál funguje v praxi. Proč jedno kolo prokluzuje, ale auto se nehýbe?

Diferenciál patří mezi zařízení používaná téměř od počátku motorizace u všech osobních automobilů a jen některé elektromobily jej nemusí mít. Přestože ho známe více než 100 let, stále ne více než 15-20 procent. lidé rozumí jeho fungování v praxi. A to mluvím jen o lidech, kteří se zajímají o automobilový průmysl.  

V tomto textu se nebudu věnovat konstrukci diferenciálu, protože to nemá význam pro pochopení praktické práce. Nejjednodušší a nejběžnější mechanismus s kuželovými ozubenými koly (korunky a satelity) funguje tak, že vždy rozděluje točivý moment, v jakékoli dopravní situaci stejně na obou stranách. To znamená, že pokud máme jednoosý pohon, tak 50 procent momentu jde na levé kolo a stejné množství na pravé. Pokud jste vždy uvažovali jinak a něco vám nesedí, prostě to zatím přijměte jako pravdu. 

Jak funguje diferenciál?

V zatáčce má jedno z kol (vnitřní) kratší vzdálenost a druhé (vnější) delší, což znamená, že vnitřní kolo se otáčí pomaleji a vnější kolo rychleji. K vyrovnání tohoto rozdílu používá automobilka diferenciál. Pokud jde o název, ten rozlišuje rychlost otáčení kol, a ne - jak si drtivá většina myslí - točivý moment.

Nyní si představte situaci, kdy auto jede rovně rychlostí X a hnací kola se točí na 10 otáček za minutu. Když auto vjede do zatáčky, ale rychlost (X) se nemění, diferenciál funguje tak, že jedno kolo se točí např. na 12 otáček a druhé pak na 8 otáček. Průměrná hodnota je vždy 10. To je právě zmíněná kompenzace. Co mám dělat, když je jedno z kol zvednuté nebo umístěné na velmi kluzkém povrchu, ale měřič stále ukazuje stejnou rychlost a protáčí se pouze toto kolo? Druhý stojí na místě, takže zvednutý udělá 20 otáček za minutu.

Ne všechen čas je věnován prokluzu kola

Co se tedy stane, když se jedno kolo točí vysokou rychlostí a auto stojí na místě? Podle principu rozdělení točivého momentu 50/50 je vše správně. Na kolo na kluzkém povrchu se přenese velmi málo točivého momentu, řekněme 50 Nm. Ke startu potřebujete například 200 Nm. Bohužel i kolo na lepivém podkladu dostává 50 Nm, takže obě kola přenášejí na zem 100 Nm. To nestačí, aby se auto dalo do pohybu.

Když se na tuto situaci podíváme zvenčí, je cítit, že veškerý točivý moment jde na točící se kolo, ale není tomu tak. Točí se pouze toto kolo – odtud ta iluze. Poslední jmenovaný se v praxi také snaží pohybovat, ale není to vidět. 

Shrneme-li to, můžeme říci, že auto se v takové situaci nemůže hýbat, ne proto, že by – abych citoval internetovou klasiku – „celou chvíli na kolovrátku“, ale proto, že každý okamžik, který toto protiprokluzové kolo přijímá, má hodnotu. kolovrátky. Nebo jiný - na obě kola je prostě příliš malý točivý moment, protože dostávají stejné množství točivého momentu.

Totéž se děje v autě s pohonem všech kol, kde je také mezinápravový diferenciál. V praxi k zastavení takového vozidla stačí zvednout jedno kolo. Zatím nic neblokuje žádný z diferenciálů.

Další informace, aby vás zmátly 

Ale vážně, dokud nepochopíte výše uvedené, je lepší nečíst dále. Je to pravda, když to někdo říká veškerá síla jde do kolovratu na kluzkém povrchu (ne pořád). Proč? Protože, zjednodušeně řečeno, výkon je výsledkem násobení točivého momentu otáčením kola. Pokud se jedno kolo neprotáčí, tzn. jedna z hodnot je nula, pak stejně jako u násobení musí být výsledek nula. Kolo, které se netočí, tedy ve skutečnosti energii nepřijímá a energie jde pouze do kolovratu. Což nic nemění na tom, že obě kola stále dostávají příliš málo točivého momentu na rozjezd auta.