Dupa cum am promis, iata o explicatie (mai superficiala, asa) asupra a ce inseamna un diferential:
(Sper sa nu va plictisesc prea mult...)
Despre diferentiale. Tipuri, avantaje si dezavantaje.part I
Trebuie sa stiti ca, de fapt, nu prea ma pricep la mecanica. Asa ca informatiile care urmeaza nu trebuie privite ca o expunere asupra mecanicii diferentialelor, din punct de vedere tehnic, ci mai degraba ca o privire generala asupra modului de functionare al acestora, privit din perpectiva calitatilor, limitarilor, avantajelor si dezavantajelor acestora, in diferite situatii de deplasare.
In primul rand, ce este diferentialul si la ce foloseste acesta?
Diferentialul este un mecanism bazat (in general) pe niste pinioane similare celor din cutia de viteze, care permite rotilor responsabile cu tractiunea sa se invarta cu viteze diferite in viraj. Este necesar, pentru ca in foarte multe situatii – in special in viraj – rotile se invart cu viteze diferite. Adica, roata situata pe interiorul virajului se va deplasa (roti) cu o viteza mai mica decat cea situata pe exterior. Pentru rotile care nu sunt antrenate de motor (ma rog, de transmisie), cum sunt rotile din spate la Seat-urile noastre, la cei fara transmisie integrala, aceasta nu este o problema, pentru ca ele se pot roti liber, nefiind interconectate prin nimic. Dar rotile tractoare sunt legate intre ele, astfel incat un (singur) motor (prin transmisie) sa le poata antrena pe ambele, simultan. Daca masina nu ar avea diferential, rotile ar fi obligate sa se roteasca cu aceeasi viteza, indiferent de situatie, fapt care ar face ca in viraj un pneu (in principiu) cel de pe interiorul virajului, sa alunece, sa patineze pe asfalt. Pe langa o uzura accentuata a acestui pneu, ar apare o multime de supra-solicitari la nivelul transmisiei si a componentelor puntilor si, in plus, un astfel de comportament al masinii ar fi si periculos, datorita pierderii de aderenta care poate genera un derapaj.
Deci, un diferential este un mecanism subsidiar cutiei de viteze, care permite rotilor sa se invarta cu viteze diferite, in functie de raza virajului.
La autoturismele cu tractiune integrala, pot exista 3 diferentiale: pentru puntea fata, pentru puntea spate si unul central, intre cele doua punti, acesta din urma fiind necesar datorita faptului ca rotile din fata nu se rotesc decat foarte rar cu aceeasi viteza ca si cele din spate.
La autoturismele cu tractiune pe o singura punte, indiferent fata sau spate, este necesar un singur diferential, pentru motive evidente.
Diferentialul “deschis” (Open differential)
Este cel mai des intalnit tip de diferential, basic-ul masinilor de serie, fiind si cel mai simplu (si mai ieftin de produs de fabricant). Este compus din niste roti dintate, (pinioane), un pinion principal, doua secundare si inca doua, care sunt direct conectate de planetare. Pinionul principal (de fapt un fel de “volanta”) este cel care primeste primul cuplul de catre motor si apoi il transmite catre planetare prin intermediul celorlalte perechi de pinioane mai mici. (nu vreau sa intru in prea multe amanunte tehnice, mi-e destul de greu sa explic…)
Oricum, ideea este ca, in linie dreapta, cum ambele roti (pneuri) se rotesc cu aceeasi viteza, pinionul central (“volanta” aia de mai sus) transmite puterea motorului direct pinioanelor cuplate la planetare, fara sa mai antreneze si cealalta pereche de pinioane intermediare. Dar cum, atunci cand masina vireaza, rotile vor trebui sa se invarta cu viteze diferite, cele doua pinioane intermediare vor interveni, odata cu rotirea volanului si se vor “cupla” la celelalte, determinand o scadere in viteza a rotii situate pe interiorul virajului si o crestere simultana de viteza a rotii de pe exterior. Toate astea, proportional cu raza bracajului. Si asa se rezolva eventualele probleme datorate uzurii cauciucurilor, a supra-solicitarilor in elementele transmisiei, precum si problemele de aderenta. Simplu.
Foarte bine! Un sistem genial! Nu mai avem nevoie de nimic altceva! Mai mult, sistemul asta il avem deja montat pe masinile noastre! Extraordinar! Ce misto masini avem!...
Da! Numai ca…
Open differential-ul mai are niste particularitati… De exemplu, faptul ca el incearca sa aplice acelasi cuplu ambelor roti. Mai mult, maximumul de cuplu care poate fi transmis unei roti este direct relationat de maximumul de cuplu pe care cealalta roata il poate pune pe sosea (pe sol). Cu alte cuvinte, acest diferential nu poate transmite mai mult cuplu rotilor, decat maximumul care nu va face ca rotile sa patineze. Putin mai greu de inteles… Cu alte cuvinte, OD-ul nu poate asigura rotii cu mai multa aderenta decat maximumul de cuplu pe care roata fara aderenta il poate transfera spre sol. Se poate spune, altfel formulat, ca OD-ul va incerca sa transfere maximumul de cuplu rotii care beneficiaza de cea mai mica aderenta, facand ca tot acest cuplu sa se piarda aiurea in aer, prin rotirea in patinaj a respectivei roti. Pentru ca toata energia de rotatie este directionata catre partea (roata) cu minima rezistenta.
De exemplu, daca o roata se afla pe gheata si cealalta pe asfalt, OD-ul nu va asigura rotii aflate pe asalt decat maximumul de cuplu care nu va face ca roata cealalta, aflata pe gheata, sa patineze. Si nu trebuie mult cuplu pentru ca o roata pe gheata sa patineze. Deci, intr-o situatie de acest fel, roata care se afla pe asfalt, care ar putea face masina sa inainteze, nu va putea face acest lucru datorita faptului ca la ea ajunge exact acelasi cuplu cat ajunge si la cea aflata pe gheata, adica… aproape 0. Si masina nu va inainta…
Mai ales in situatii de off-road, aceasta situatie este cea mai dificila care poate fi intalnita. Se poate intampla ca o roata (dintre cele responsabile cu tractiunea) sa fie atarnata in aer, deci sa beneficieze de 0 aderenta la sol. In acest caz, OD-ul nu va putea gestiona situatia – nu va transfera nici un pic de cuplu celeilalte roti si masina va ramane blocata.
Asta, in ceea ce priveste situatiile dificile de aderenta si off-road-ul. Pentru cei care sunt fani ai unui stil mai agresiv de condus, spre pilotaj, putem imagina o situatie in care open-diff-ul isi va demonstra limitele chiar pe asfaltul uscat.
Regula de baza pentru gestionarea unei situatii de supravirare, in cazul tractiunii fata, zice ca trebuie sa asiguri o revenire a volanului spre pozitia de “drept inainte” si sa accelerezi. (Daca aveti comentarii la afirmatia asta, discutam dincolo, pe celalalt topic). Cu cat derapajul spatelui e mai intens, cu atat trebuie sa accelerezi mai tare. Dar, daca in viraj discutam de transferul de mase lateral, iar in accelerare de un transfer de mase spre puntea spate, nu e greu sa intelegem ca roata care va beneficia de cea mai mica aderenta va fi roata din fata de pe interiorul virajului. Sa punem in discutie, din nou, faptul ca un OD nu va putea transmite rotii cu mai buna aderenta decat doza de cuplu de care beneficiaza roata cu cea mai mica aderenta. In cazul nostru, chiar daca discutam de asfalt, aderenta va fi influentata de transferul de mase, pana la nivelul in care roata care ar trebui sa asigure accelerarea si, implicit, recuperarea din derapaj, din supravirare, nu ar putea face acest lucru, nebeneficiind de cuplu. Deci, chiar daca apesi corect pedala de acceleratie, motorul se tureaza si transmisia “transmite” cuplul motor spre roti, acest tip de diferential va interveni si va reduce cuplul ajuns la roata activa, generand imposibilitatea accelerarii. Derapajul se va mentine, se va amplifica, si… ma rog, intelegeti voi consecintele. Cu atat mai periculos pe asfalt ud sau cand una dintre roti prinde o portiune de nisip, pietris etc., ce reduce si mai mult aderenta.
Nu trebuie sa se inteleaga ca open diff-ul este prin definite un sistem prost. Din contra, este un sistem foarte bun, in situatii de aderenta buna si, mai ales,
in cazul unui comportament rezonabil al soferului. Dar, dupa cum ati vazut, are limitarile lui si nu poti avea pretentii… Mai mult, ultimele generatii de VAG-uri beneficiaza de un sistem menit sa “limiteze limitarile” open-diff-ului, prin interventia electronicii si a ABS-ului pentru gestionarea unor astfel de situatii de urgenta. Termenul generic este de ETC (Electronic Traction Control). Vom vorbi mai incolo si despre acesta.
(va urma)
