Jedním z nejdůležitějších prvků při přípravě závodního vozu je správný výběr typu diferenciálu, který nejlépe vyhovuje vašim potřebám. Pokud již máte nějaké základní znalosti z automechaniky, možná už víte, co jsou diferenciály a jak fungují – výkon pochází z motoru, prochází převodovkou a pak se diferenciál rozděluje mezi hnací kola. To je dobrý začátek. Ale znáte všechny dostupné různé typy diferenciálů a výhody a nevýhody každého z nich?
Existuje několik typů diferenciálů a ne všechny mají stejný vliv na chování vozu. Vezměme Nissan 240SX postavený pro driftování. Ideální volbou diferenciálu by bylo něco jako cesta Kaaz 2.0 , diferenciál nevhodný pro každodenní použití. Ale protože je auto vyrobeno s ohledem na použití na trati, diferenciál, jako je tento, se stává nutností.
Ale proč taková oběť? Jak funguje diferenciál? jaké jsou rozdíly? A jak si můžete vybrat vhodný diferenciál, aby vyhovoval vašim potřebám? Zde jsou některé z otázek, na které se pokusíme odpovědět v tomto článku.
Diferenciály otevřeného typu jsou nejběžněji používané u vozidel pro hromadný trh. Pokud netušíte, jakým typem diferenciálu je vaše vozidlo vybaveno, zde je rychlý test, jak to zjistit:zvedněte vůz tak, aby se hnací kola nedotýkala země a otáčejte jedním z hnacích kol rukou. Pokud se protilehlé kolo otáčí opačným směrem, je váš vůz vybaven otevřeným diferenciálem. Pokud je směr pro obě kola stejný, máte diferenciál s omezenou svorností (diferenciály typu Torsen jsou výjimkou).
Otevřené diferenciály se používají k tomu, aby se hnací kola otáčela odlišnou rychlostí. Když se vozidlo pohybuje v přímém směru, rychlost otáčení je stejná pro obě kola. Na začátku zatáčky se však vnější kolo musí otáčet rychleji než vnitřní kolo. Princip je poměrně jednoduchý:vypočítáme-li obvod kruhu následovně:(poloměr X 2) X π, bude poloměr vnitřního kola nevyhnutelně menší než poloměr vnějšího kola.
Nyní, pokud jsou hnací kola připojena přímo, rychlost otáčení bude vždy stejná pro obě. V zatáčce by se vnější kolo nemohlo otáčet vyšší rychlostí než vnitřní kolo. V praxi by to znamenalo potíže se změnou směru a tendenci k nedotáčivosti.
Je proto instalován diferenciál otevřeného typu, který umožňuje různou rychlost otáčení kol stejné nápravy. Aby toho dosáhl, diferenciál používá pavoučí kola. Tato ozubená kola jsou připojena přímo k vnější skříni, která se otáčí spolu s ozubeným věncem. V přímé linii sledují spidergears pohyb krytu, ale zůstávají nehybné na své vertikální ose otáčení, takže se kola otáčejí stejnou rychlostí. V zatáčce se ozubená kola spider otáčejí na svislé ose kolem bočních ozubených kol, což umožňuje vnějšímu kolu rotovat nezávisle na vnitřním kole.
Otevřený diferenciál se bude vždy snažit vyrovnat točivý moment mezi levým a pravým kolem. Nejlepší způsob, jak si tento princip představit, je myslet na to, co se stane při jízdě na zasněžené silnici. Když je na chodníku pouze jedna pneumatika, zatímco druhé kolo jede po zasněženém povrchu, jedna z bočních převodů narazí na velký odpor na straně kola na asfaltu a téměř žádný odpor ze strany druhého kola. diferenciál se to pokusí vyvážit a veškerý točivý moment bude odeslán na stranu s nejmenší trakcí. Stručně řečeno, kolo prokluzující na sněhu se začne velmi rychle otáčet a druhé zůstane téměř v klidu. Pokud je k otáčení pneumatiky na kluzkém povrchu potřeba malý až žádný točivý moment, nebude na druhou stranu přenášen téměř žádný točivý moment.
Pro každý problém existuje řešení a totéž platí pro problémy související s diferenciálem typu mít a otevřený. Řešení se zde nazývá diferenciál s omezenou svorností. Ačkoli existuje několik různých typů LSD, všechny mají stejný cíl:alokovat větší točivý moment na kolo, které má lepší přilnavost.
Diferenciály viskózního typu se používají hlavně k řízení rozdílu v trakci mezi přední a zadní nápravou u vozidel s pohonem všech kol. U tohoto typu vozu se diferenciál skládá ze dvou hřídelí, vstupního hřídele a výstupního hřídele, namísto tří. Vstupní hřídel je vyrobena z řady desek ve tvaru vrtule, zatímco výstupní hřídel je navržena jako válcová skříň obklopující desky vstupní hřídele řadou perforovaných desek. Oba typy desek jsou spojeny pouze pomocí viskózní kapaliny na bázi silikonu, která má tu vlastnost, že při zahřívání zhoustne.
Když mají obě nápravy stejnou trakci, obě hřídele rotují společně s kapalinou. Pokud jedna ze dvou náprav ztratí trakci a zatáčí se rychleji než druhá, dochází ke tření. To zvyšuje teplotu a tím i viskozitu kapaliny, která pak spojí desky dohromady, a tak přenese část točivého momentu na nápravu s největší trakcí.
U tohoto typu LSD jsou boční ozubená kola, pastorek i pastorková kola umístěna za dvěma přítlačnými kroužky. Tato charakteristika je však specifická pro modely Kaaz LSD. Za každým z kroužků je řada lamel spojky. Polovina desek je připojena ke kleci a druhá polovina k levé a pravé hřídeli.
Při sešlápnutí plynového pedálu se klec diferenciálu otáčí na ahorizontální ose. Když se to stane, pastorek se ponoří mezi dva přítlačné kroužky, vytlačí je ven a rozdrtí různé lamely spojky proti sobě. Desky se do sebe uzamknou, což umožní hnacím hřídelům otáčet se stejnou rychlostí jako klec, a tak rovnoměrně rozdělit točivý moment mezi obě strany.
Je důležité poznamenat, že se jedná o princip specifický pro jednotky KaazLSD, velké jméno na trhu LSD. Většina tradičních diferenciálů spojkového typu používá pružinovou sadu mezi postranními ozubenými koly. Když se ozubená kola pohybují, pružina vyvíjí tlak, který drtí boční ozubená kola proti lamelám, aby je uzamkla, místo aby byl převodový moment spravedlivě mezi dvěma koly.
Je důležité si uvědomit, že spojkové diferenciály jsou rozděleny do tří podkategorií:1cestné, 2cestné a 1,5cestné. Spojkové LSD jsou pak kategorizovány podle jejich schopnosti zablokovat – a posílat výkon na obě kola – během zrychlování nebo zpomalování. Konkrétně jednocestná jednotka funguje pouze při akceleraci. U 2-cestného systému se systém aktivuje během zrychlování a zpomalování. Konečně, 1,5-cestný LSD znamená, že diferenciál se zamyká pouze částečně při zpomalování, ale plně během zrychlování. U Kaazunitu je tato charakteristika určena podle konstrukce pastorku a tlaku, kterým působí na kroužky.
Používáte-li své vozidlo denně, důrazně se nedoporučuje používat dvoucestný diferenciál. Využívá se především při závodech dragsterů a driftování . Zablokováním obou zadních kol při brzdění je snazší nechat auto sklouznout. Pro většinu majitelů automobilů je 1,5cestný systém dobrým kompromisem, zvláště pokud chcete své auto používat denně.
Diferenciál typu Torsen je zcela mechanická aplikace. Jeho schopnost omezit prokluzování pneumatik pochází z jeho párů spirálových kol a ozubených kol. V běžné situaci v zatáčkách, kdy nedochází k prokluzu, se diferenciál Torsen chová, jako by to byl standardní diferenciál otevřeného typu.
Když například jedno z kol, například to pravé, ztratí trakci kvůli stavu vozovky, po které jede, vstoupí do hry dvojice spirálových kol a ozubených kol. Při otevřeném diferenciálu by žádný točivý moment nesměřoval na levou stranu. V případě diferenciálu Torsen by se točivý moment přesměroval díky pravému spirálovému kolu, které by přenášelo svou energii na páry ozubených kol, což by vedlo k tomu, že by levá synchronizace přenášela točivý moment na levé kolo.
Jak bylo vysvětleno výše, má to za následek zablokování pravé strany k levé a přenesení části točivého momentu na kolo s největší trakcí. Velikost přenášeného točivého momentu závisí na konstrukci převodů, protože přímo určuje poměr sdíleného točivého momentu. Například diferenciál Torsen s poměrem 5:1 přidělí 5krát více výkonu na kolo s nejlepší trakcí.
Diferenciály Torsen mají tu výhodu, že fungují hladce. Je to skutečně účinný mechanismus s jedinou notoricky známou nevýhodou. Protože je založen na multiplikačním poměru pro přenos točivého momentu na druhou stranu, nepřenáší vůbec žádný točivý moment, pokud jedno z kol opustí zem. Vynásobením faktoru 0 zůstane výsledek vždy 0. Jednoduché. Dalším velkým problémem je jeho cena. Jeho cena často přesahuje 1 000 USD a není to skutečně rozpočtově výhodná možnost.
Diferenciál s omezenou svorností přináší skutečné výhody pro výkon vašeho vozu. Mezi výrobci automobilů je mnoho příkladů. Například poté, co Nissan nabídl svou Sentru SE-R Spec V bez LSD, brzy pochopil, že s 2,5litrovým motorem s točivým momentem 180 lb-ft je LSD více než nezbytné pro efektivní přenos výkonu motoru na přední kola. Ve skutečnosti byl SE-R později nabízen s LSD typu Torsen. Bez pořádného LSD nemůže být vůz FWD zatlačen na své limity. Pokud jde o hledání diferenciálu s omezenou svorností, který vyhovuje vašim potřebám, je vždy lepší vybírat podle toho, jak chcete své auto využít, a podle vašeho rozpočtu. Na druhou stranu, jedna věc je jistá:bez LSD se i to nejvýkonnější auto na světě stane stejně k ničemu jako auto bez pneumatik.
