Differentieel. Wat is het en waarom wordt het gebruikt?

Een motor met een versnellingsbak is niet genoeg om een ​​auto te besturen. Het differentieel is ook nodig voor de beweging van de wielen.

Simpel gezegd, het differentieel zorgt ervoor dat de wielen van de aangedreven as niet met dezelfde snelheid ronddraaien. In meer wetenschappelijke termen is de taak van het differentieel om het verschil in de rotatiefrequentie van de cardanas van de wielen van de aandrijfas te compenseren wanneer ze over sporen van verschillende lengtes bewegen.

Een differentieel wordt vaak een differentieel genoemd, van het woord differentieel. Interessant genoeg is dit geen uitvinding van het begin van het autotijdperk. Het differentieel is eeuwen geleden door de Chinezen uitgevonden.

Voor bochten

Het idee van een differentieel is om de auto bochten te laten maken. Welnu, op de aandrijfas, wanneer de auto een bocht neemt, moet het buitenste wiel een grotere afstand afleggen dan het binnenste wiel. Hierdoor draait het buitenste wiel sneller dan het binnenste wiel. Het differentieel is nodig om te voorkomen dat beide wielen met dezelfde snelheid doordraaien. Als die er niet was, zou een van de wielen van de aandrijfas over het wegdek schuiven.

Zie ook Auto-aandrijfkoppelingen - hoe te rijden zonder ze te beschadigen 

Het differentieel voorkomt dit niet alleen, maar voorkomt ook ongewenste spanningen in de transmissie, die op hun beurt kunnen leiden tot defecten, een verhoogd brandstofverbruik en verhoogde bandenslijtage.

Mechanisme ontwerp

Het differentieel bestaat uit verschillende kegeltandwielen die zijn ingesloten in een roterende behuizing. Het is verbonden met het kroonwiel. De overdracht van koppel van de versnellingsbak (en van de motor) naar de aandrijfwielen vindt plaats wanneer de zogenaamde aanvalsas het bovengenoemde ringwiel aandrijft via een speciaal hypoïde tandwiel (het heeft getwiste assen en boogvormige tandlijnen, waardoor u grote ladingen).

Bij voertuigen met voorwielaandrijving heeft het ringwiel rechte of spiraalvormige tanden die zich langs de buitenomtrek van de as bevinden. Dit type oplossing is eenvoudiger en goedkoper te produceren en te bedienen (het differentieel wordt gecombineerd met de versnellingsbak), wat verklaart waarom de markt wordt gedomineerd door voertuigen met voorwielaandrijving.

Zie ook Power Always on Four Wheels, een overzicht van 4×4-aandrijfsystemen. 

Bij voertuigen met achterwielaandrijving is het differentieel verborgen in een speciale metalen behuizing. Het is duidelijk zichtbaar onder het chassis - tussen de aangedreven wielen bevindt zich een karakteristiek element dat de achteras wordt genoemd.

In het midden is een kruis, waarop tandwielen zijn gemonteerd, satellieten genoemd, omdat ze rond dit element in de rijrichting draaien, waardoor de tandwielen gaan draaien, die op hun beurt de aandrijving naar de wielen van de auto overbrengen. Als de wielen van het voertuig met verschillende snelheden draaien (het voertuig maakt bijvoorbeeld een bocht), blijven de satellieten draaien op de armen van de spin.

Geen slip

Soms is het differentieel echter moeilijk te implementeren. Dit gebeurt wanneer een van de wielen van het voertuig op een gladde ondergrond, zoals ijs, staat. Het differentieel brengt dan bijna al het koppel over op dat wiel. Dit komt omdat het wiel met de beste grip meer koppel moet gebruiken om de interne wrijving in het differentieel te overwinnen.

Dit probleem is opgelost in sportwagens, vooral in voertuigen met vierwielaandrijving. Deze voertuigen gebruiken doorgaans differentiëlen met hoge weerstand die het meeste koppel kunnen overbrengen naar het wiel met de beste grip.

Het ontwerp van het differentieel maakt gebruik van koppelingen tussen de zijversnellingen en de behuizing. Wanneer een van de wielen grip verliest, begint een van de koppelingen dit fenomeen tegen te gaan met zijn wrijvingskracht.

Zie ook Turbo in de auto - meer vermogen, maar ook gedoe. Gids 

Dit is echter niet de enige transmissie-oplossing die in 4×4-voertuigen wordt gebruikt. De meeste van deze voertuigen hebben nog een middendifferentieel (vaak middendifferentieel genoemd) dat het verschil in toerental tussen de aangedreven assen compenseert. Deze oplossing elimineert de vorming van onnodige spanningen in de transmissie, die de duurzaamheid van het transmissiesysteem nadelig beïnvloeden.

Bovendien verdeelt het middendifferentieel ook het koppel tussen de voor- en achteras. Om de tractie te verbeteren, heeft elke zichzelf respecterende SUV ook een versnellingsbak, d.w.z. een mechanisme dat het op de wielen overgebrachte koppel verhoogt ten koste van de snelheid.

Ten slotte zijn voor de meest enthousiaste SUV's auto's ontworpen die zijn uitgerust met centrale differentiëlen en differentieelsloten.

Volgens de deskundige

Jerzy Staszczyk, een monteur uit Slupsk

Het differentieel is een vast onderdeel van de auto, maar alleen als het correct wordt gebruikt. Hij krijgt bijvoorbeeld geen plotselinge starts met gierende banden. Natuurlijk, hoe ouder de auto, hoe versletener het aandrijfsysteem, inclusief het differentieel. Dit kan zelfs thuis worden getest. U hoeft alleen het deel van de auto op te tillen waar de aandrijfwielen zich bevinden. Nadat u een versnelling hebt geschakeld, draait u het stuur in beide richtingen totdat u weerstand voelt. Hoe later we weerstand voelen, hoe groter de mate van differentiële slijtage. Bij voertuigen met voorwielaandrijving kan een dergelijke speling ook duiden op slijtage aan de versnellingsbak.

Wojciech Frölichowski