Mechanizm różnicowy, znany również jako dyferencjał, jest częścią należą do układu napędowego. Jest to element, który znajduje się w każdym samochodzie, a jego obecność sprawia, że skręcanie samochodu odbywa się przy jednoczesnym utrzymaniu przyczepności obydwu kół na przeciwległych stronach osi napędowej.
Mechanizm różnicowy wcale nie jest współczesnym wynalazkiem, bo jego powstanie datuje się już w czasach starożytnych. Jego użycie zostało udokumentowane już w III w n.e. w Chinach, kiedy konstruktor, książę Zhou, stworzył dwukołowy rydwan pełniący funkcję kompasu. Na dachu rydwanu znajdowała się figurka, której ręka wskazywała kierunek południowy. Jednak dopiero w XIX wieku, wraz z rozwojem motoryzacji, koncepcja ta została udoskonalona.
Wykorzystanie dyferencjału w motoryzacji wiąże się z francuskim inżynierem Onésiphore Pecqueur, który z wykształcenia był... zegarmistrzem! W niektórych źródłach przypisuje się mu wynalezienie mechanizmu różnicowego, jednak jest to błędna informacja. Choć nie wynalazł on dyferencjału, to opatentował go jako pierwszy w 1827 roku. Pecquer zbudował pojazd w wykorzystaniem tego mechanizmu, w którym napęd na tylne koła przekazywany był za pomocą łańcucha. Dodatkowo, mechanizm ten zezwalał na wprowadzanie poprawek stosunku obrotu dwóch kół znajdujących się na tej samej osi. Co ciekawe, na tamte czasy zbudowany przez francuskiego inżyniera dyferencjał był tak nowoczesny i tak dopracowany, że przez kilkadziesiąt następnych lat nikt nie próbował go udoskonalać, gdyż nie było takiej potrzeby.
Wraz z pojawieniem się samochodów spalinowych, mechanizm różnicowy przeszedł liczne modyfikacje, prowadzące do wynalezienia wariantów blokujących czy samoblokujących.
Obecnie, dzięki nowoczesnym technologiom, mechanizmy różnicowe są wciąż udoskonalane. Są one integrowane z systemami elektronicznymi, oferując jeszcze lepszą kontrolę trakcji i stabilność pojazdu.
Centralnym punktem konstrukcji jest obudowa, która kryje wewnętrzne mechanizmy. W jej wnętrzu znajdują się stożkowe koła zębate - satelity i półosie, połączone za pomocą kół koronowych. Do wnętrza obudowy przymocowane jest koło talerzowe przekładni głównej, na które za pomocą wałka atakującego przenoszony jest moment obrotowy z silnika.
Mechanizm różnicowy odgrywa kluczową rolę podczas skrętu. Gdy samochód znajdzie się w zakręcie, obrót koła talerzowego wprawia satelity w ruch obiegowy wokół środka mechanizmu. Satelity zazębione z kołami koronowymi doprowadzają przy tym do przeniesienia momentu obrotowego na koła koronowe, dzięki czemu koła samochodu zostają wprawione w ruch, a satelity zaczynają obracać się również wokół własnej osi. Całe działanie mechanizmu sprawia, że jeżeli koło samochodu znajdujące się po zewnętrznej stronie łuku przyspiesza, drugie zwalnia o tę samą wartość, o jaką wzrosła prędkość obrotu pierwszego.
W bardziej zaawansowanych wersjach, takich jak dyferencjały samoblokujące, stosuje się dodatkowe sprzęgła lub elementy elektroniczne, które poprawiają trakcję, zapobiegając zbyt dużej różnicy prędkości obrotowych między kołami. Cały układ jest precyzyjnie uszczelniony, aby zapewnić trwałość i skuteczność działania, nawet w wymagających warunkach pracy.
Mechanizm różnicowy odgrywa kluczową rolę w układzie napędowym pojazdów, umożliwiając sprawne i bezpieczne poruszanie się, zwłaszcza podczas pokonywania zakrętów. Jego podstawowym zadaniem jest rozdzielenie momentu obrotowego na koła napędowe, pozwalając im obracać się z różnymi prędkościami. Dzięki temu minimalizuje się naprężenia w układzie napędowym oraz zużycie opon.
Mechanizmy różnicowe znajdują zastosowanie w szerokiej gamie pojazdów - od samochodów osobowych i ciężarowych po pojazdy terenowe i maszyny rolnicze. W pojazdach z napędem 4x4 stosuje się dodatkowe mechanizmy różnicowe między osiami, które umożliwiają optymalny rozdział mocy między przednią a tylną oś.
Współczesne systemy różnicowe, wyposażone w elektroniczne systemy kontroli trakcji i blokady, są także stosowane w pojazdach sportowych i wyczynowych, gdzie zapewniają maksymalną przyczepność w trudnych warunkach, takich jak śliska nawierzchnia czy nierówny teren.
Do najpopularniejszych mechanizmów różnicowych należą:
Jak każdy mechanizm, także dyferencjał może ulec awarii i uszkodzeniu. Każdy kierowca powinien znać objawy takiego stanu rzeczy, aby móc w porę zareagować i oddać auto do naprawy. Musimy mieć na uwadze, że mechanizm różnicowy jest niezwykle ważny dla bezpieczeństwa nie tylko kierowcy i pasażerów pojazdu, ale również dla innych uczestników ruchu drogowego.
Do najczęstszych niepokojących sygnałów dochodzących z dyferencjału należą:
Do najczęstszych przyczyn problemów z mechanizmem różnicowym należą brak regularnej wymiany oleju, przeciążenie układu napędowego, agresywna jazda, zwłaszcza w pojazdach terenowych oraz uszkodzenia mechaniczne wynikające z wypadków.
Aby uniknąć kosztownych napraw, warto regularnie sprawdzać poziom i jakość oleju w mechanizmie różnicowym, dbać o odpowiednią konserwację układu napędowego oraz unikać nadmiernego obciążania pojazdu w trudnych warunkach.
Poznaj całą gamę samochodów marki Mercedes dostępną w salonie MB Motors Warszawa: