În momentul în care un automobil efectuează un viraj, roțile trebuie să parcurgă distanțe diferite. Pentru a reuși acest lucru, fiind atașate de automobil, acestea trebuie să se rotească cu viteze diferite. Astfel, la efectuarea unui viraj, roțile din interiorul virajului se rotesc cu viteze mai mici decât cele din exteriorul virajului.
La o punte nemotoare, roțile fiind libere, nu este nici o problemă, acestea se pot rotii independent una față de cealaltă. În cazul în care puntea este motoare, trebuie să se asigure ca roțile pot primi cuplul motor de la aceeași sursa și în același timp, în viraje, să se rotească cu turații diferite.
Diferențial deschis (angrenaj conic)
Dispozitivul care permite transmiterea cuplului motor și rotirea roților cu turații diferite se numește diferențial. Inventat de Pecquer în 1827, diferențialul modern și-a păstrat același principiul de funcționare,
îmbunătățirile aduse fiind doar de ordin tehnologic (materiale, formă, dimensiuni).
Constructiv, diferențialul conține o carcasă cu un angrenaj principal (numit și raport principal sau transmisie principală), și un mecanism epicicloidal. Acest mecanism permite rotirea roților cu viteze diferite. Mecanismul epicicloidal conține două roți dințate planetare (pe capetele arborilor planetari) și două sau patru roți dințate sateliți.
Componentele diferențialului motor montat longitudinal (angrenaj conic)
- arbore de ieșire din cutia de viteze
- arbori planetari (antrenează roțile automobilului)
- pinion transmisie principală (pinion de atac)
- coroană transmisie principală
- roți dințate planetare
- roți dințate sateliți
- carcasă diferențial
Cuplul și turația este primită de la cutia de viteze prin intermediul arborelui (1). Pinionul diferențialului (3) angrenează cu coroana (4) și amplifică cuplul de ieșire din cutia de viteze, demultiplicând cu același raport turația arborilor planetari (2). Carcasa (7), pe care este fixată rigid coroana (4), antrenează roțile dințate satelit (6) care la rândul lor antrenează roțile dințate planetare (5). Când automobilul se deplasează în linie dreaptă tot ansamblul se rotește cu aceeași turație.
În momentul în care automobilul efectuează un viraj, între roțile dințate satelit (6) și roțile dințate planetare (5) apare o mișcare relativă care permite rotirea cu turații diferite a celor doi arbori planetari (2).
În funcție de arhitectura grupului moto-propulsor diferențialul poate fi montat în aceeași carcasă cu cutia de viteze sau separat. De asemenea tipul arhitecturii definește și tipul angrenajului principal al diferențialului care poate fi conic sau cilindric.
- motor montat transversal pe aceeași punte cu cutia de viteze: transmisia principală este cu angrenaj cilindric
- motor montat longitudinal pe aceeași punte cu cutia de viteze sau motor montat pe punte diferită față de puntea motoare: transmisia principală este cu angrenaj conic.
Acest tip de diferențial, numit și diferențial deschis, are dezavantajul ca transmite cuplu egal pe cele două roți. În cazul în care ambele roți au aderență (rulează pe asfalt) cuplul de ieșire din cutia de viteze este divizat egal între cele două roți motoare.
În cazul în care una din cele două roți rulează pe o suprafață cu aderență scăzută (ghiață, zăpadă, nisip) cuplul primit va fi mic (deoarece depășește pragul de aderență) și va fi transmis și roții care rulează pe o suprafață cu aderență mare.
Arhitectură motor montat longitudinal pe puntea față cu puntea motoare spate
Datorită acestui dezavantaj al diferențialului deschis, în cazul în care una din roți pierde aderența, cuplul primit de roata cu aderență va fi același (redus). În aceste situații se poate întâmpla ca automobilul
să nu se poată deplasa deoarece roțile motoare nu primesc cuplu suficient. Mai mult, dacă una din roți (cea cu aderență) va sta pe loc, cealaltă roată (fără aderență) se va roti cu dublul turației de intrare (turația carcasei).
Diferențialele autoblocabile, cele cu control electronic sau sistemele de siguranță activă ale automobilului pot elimina acest dezavantaj, dar despre acestea, pe larg, vom discuta într-un articol viitor.
