Jak funguje diferenciál? Rozděluje točivý moment na jednotlivá kola

Pokaždé, když projedete zatáčkou, odehrává se pod karosérií vašeho auta malý mechanický zázrak. Stojí za ním tichý hrdina jménem diferenciál, bez kterého by každé zatočení bylo bojem o přežití pro vaše pneumatiky i celé auto.

Proč je diferenciál tak důležitý? Vysvětleme si to na jednoduchém příkladu.  Představte si, že jdete vedle kamaráda a držíte se pevně za ramena. Dokud jdete rovně, je všechno v pohodě. Jakmile ale chcete zatočit, ten, který je na vnější straně zatáčky musí skoro běžet, zatímco ten vnitřní jen přešlapuje na místě. Kdybyste byli spojeni pevnou tyčí, jeden z vás by se musel smýkat po zemi.

Kdybychom kola spojili natvrdo jednou osou, na suchém asfaltu by to byla katastrofa. Vnitřní kolo by se snažilo držet krok s tím vnějším. To by vedlo k jeho poskakování a smýkání. Pneumatiky by mizely před očima a v celém pohonném ústrojí by vznikalo obrovské napětí, které by mohlo zničit poloosy nebo převodovku. Auto by se navíc chovalo naprosto nepředvídatelně.

Otevřený diferenciál představuje geniální a zároveň jednoduché řešení

Naštěstí inženýři vymysleli otevřený diferenciál. Je to v podstatě chytrá skládačka ozubených kol, která funguje na jednoduchém principu. Dokud jedete rovně, kola kladou stejný odpor, a tak se celá soustava otáčí jako jeden kus, který posílá na obě kola stejnou sílu i rychlost.

Vše se změní v zatáčce. Jakmile vnitřní kolo zpomalí, malá ozubená kolečka uvnitř, takzvané satelity, se začnou odvalovat a tuto změnu okamžitě přenesou na druhé kolo, kterému dovolí zrychlit. Diferenciál tak utváří mechanickou rovnováhu, která elegantně řeší problém s rozdílnými rychlostmi.

Tato jednoduchost má ale jednu velkou slabinu. Otevřený diferenciál totiž posílá na obě kola vždy stejný točivý moment. To je v některých situacích nežádoucí. Třeba když jedno kolo máte na suchém asfaltu a druhé na ledě. Kolo na ledu nepotřebuje skoro žádnou sílu, aby se začalo protáčet. A protože diferenciál musí poslat stejnou sílu i na druhé kolo, pošle na kolo s perfektní trakcí také skoro nic. Vy se tak nehnete z místa.

Jak vyzráli vývojáři na led?

Právě tento problém odstartoval další vývoj. Inženýři hledali cesty, jak diferenciál „přinutit“, aby poslal sílu tam, kde je jí potřeba. Prvním a nejjednodušším řešením je uzávěrka diferenciálu. Zmáčknete tlačítko a mechanismus diferenciál jednoduše zamkne. Síla tak jde na to kolo, které má záběr. Je to skvělé pro off-road, kde se potřebujete vyhrabat z bahna, ale na asfaltu je to zabiják, který ničí pneumatiky i celý pohon.

Chytřejším kompromisem je samosvorný diferenciál (LSD). Za normální jízdy funguje jako běžný diferenciál, ale jakmile jedno kolo začne prokluzovat, „samosvor“ to pozná a automaticky přesune více síly na kolo s lepší přilnavostí. Nezamkne se úplně, jen omezí prokluz.

Existuje jich několik typů, přičemž každý funguje trochu jinak. Například lamelový samosvor používá sadu třecích lamel, které se při prokluzu stlačí a spojí obě strany, což je rychlé a účinné řešení oblíbené ve sportovních autech.

Jinou cestou jde čistě mechanický Torsen, zázrak se šnekovými převody, který přesouvá sílu plynule a okamžitě – proto ho najdete třeba v legendárních Audi Quattro. Levnějším, i když pomalejším řešením, je pak viskózní spojka, která využívá hustý silikonový olej, jenž při rozdílu otáček zhoustne a tím kola propojí.

Většina dnešních aut už ale spoléhá na moderní elektroniku, tedy chytrý softwarový trik. Tyto systémy, často označované jako EDS nebo XDS, nepotřebují žádnou složitou mechaniku navíc. Využívají čidla ABS a brzdy, které už v autě jsou.

Když systém zjistí, že se jedno kolo protáčí, jednoduše ho přibrzdí. Tím na něm uměle vytvoří odpor. A protože otevřený diferenciál stále dodržuje své pravidlo 50:50, musí stejnou sílu poslat i na druhé kolo. Je to levné a funkční řešení pro běžnou jízdu, i když opotřebovává brzdy a není tak rychlé jako poctivá mechanika.

Nezapomínejte na údržbu

I když je diferenciál zdánlivě bezúdržbový, opravdu není nesmrtelný. Mnoho výrobců tvrdí, že olejová náplň je „doživotní“, ale je to mýtus. Olej totiž časem degraduje a dostávají se do něj drobné kovové částečky. Ty pak fungují jako brusná pasta. Proto je dobré olej měnit zhruba každých 60 000 km.

Diferenciál je zkrátka fascinující kus techniky. I když ho nevidíte, stará se o vaši bezpečnost, komfort i životnost pneumatik. A trocha péče mu zajistí, že svou práci bude dělat spolehlivě po celou dobu života vašeho auta.

Zdroje: autotrip.cz, autozive