Diferensial. Apa itu dan mengapa itu digunakan?

Mesin dengan gearbox tidak cukup untuk menggerakkan mobil. Diferensial juga diperlukan untuk pergerakan roda.

Sederhananya, diferensial berfungsi untuk memastikan bahwa roda pada poros yang digerakkan tidak berputar pada kecepatan yang sama. Dalam istilah yang lebih ilmiah, tugas diferensial adalah untuk mengkompensasi perbedaan frekuensi rotasi poros kardan roda poros penggerak ketika mereka bergerak di sepanjang trek dengan panjang yang berbeda.

Diferensial sering juga disebut diferensial, dari kata differential. Menariknya, ini bukan penemuan awal era otomotif. Diferensial ditemukan oleh orang Cina berabad-abad yang lalu.

Untuk menikung

Gagasan diferensial adalah untuk memungkinkan mobil berbelok. Nah, pada poros penggerak, saat mobil menikung, roda luar harus menempuh jarak yang lebih jauh daripada roda dalam. Hal ini menyebabkan roda luar berputar lebih cepat daripada roda dalam. Diferensial diperlukan untuk mencegah kedua roda berputar pada kecepatan yang sama. Jika tidak ada, salah satu roda poros penggerak akan meluncur di permukaan jalan.

Lihat juga Sambungan penggerak mobil - cara mengemudi tanpa merusaknya 

Diferensial tidak hanya mencegah hal ini, tetapi juga mencegah tekanan yang tidak diinginkan pada transmisi, yang pada gilirannya dapat menyebabkan kerusakan, peningkatan konsumsi bahan bakar, dan peningkatan keausan ban.

Desain mekanisme

Diferensial terdiri dari beberapa roda gigi bevel yang tertutup dalam rumahan yang berputar. Itu terhubung ke roda mahkota. Pemindahan torsi dari gearbox (dan dari mesin) ke roda penggerak terjadi ketika apa yang disebut poros serang menggerakkan ring gear yang disebutkan di atas melalui roda gigi hypoid khusus (memiliki poros bengkok dan garis gigi arkuata, yang memungkinkan Anda untuk mentransfer beban besar).

Pada kendaraan penggerak roda depan, ring gear memiliki gigi lurus atau heliks yang terletak di sepanjang lingkar luar poros. Jenis solusi ini lebih sederhana dan lebih murah untuk diproduksi dan dioperasikan (diferensial digabungkan dengan gearbox), yang menjelaskan mengapa pasar didominasi oleh kendaraan penggerak roda depan.

Lihat juga Power Always on Four Wheels yang merupakan ikhtisar sistem penggerak 4x4. 

Pada kendaraan penggerak roda belakang, diferensial disembunyikan dalam wadah logam khusus. Terlihat jelas di bawah sasis - di antara roda penggerak ada elemen karakteristik yang disebut poros belakang.

Di tengah adalah salib, di mana roda gigi dipasang, yang disebut satelit, karena mereka berputar di sekitar elemen ini ke arah perjalanan, menyebabkan roda gigi berputar, yang pada gilirannya mentransmisikan drive ke roda mobil. Jika roda kendaraan berputar pada kecepatan yang berbeda (misalnya, kendaraan berbelok), satelit terus berputar pada lengan laba-laba.

Tidak ada selip

Namun, terkadang diferensial tersebut sulit untuk diterapkan. Hal ini terjadi ketika salah satu roda kendaraan berada di permukaan yang licin seperti es. Diferensial kemudian mentransfer hampir semua torsi ke roda itu. Hal ini dikarenakan roda dengan grip terbaik harus menggunakan torsi yang lebih besar untuk mengatasi gesekan internal pada differential.

Masalah ini telah diselesaikan di mobil sport, terutama di kendaraan all-wheel drive. Kendaraan ini biasanya menggunakan diferensial resistansi tinggi yang mampu mentransfer sebagian besar torsi ke roda dengan cengkeraman terbaik.

Desain diferensial menggunakan cengkeraman antara roda gigi samping dan rumahan. Ketika salah satu roda kehilangan traksi, salah satu kopling mulai melawan fenomena ini dengan gaya gesekannya.

Lihat juga Turbo di dalam mobil - lebih bertenaga, tetapi juga merepotkan. Memandu 

Namun, ini bukan satu-satunya solusi transmisi yang digunakan pada kendaraan 4x4. Sebagian besar kendaraan ini masih memiliki diferensial tengah (sering disebut sebagai diferensial tengah) yang mengkompensasi perbedaan kecepatan rotasi antara gandar yang digerakkan. Solusi ini menghilangkan pembentukan tekanan yang tidak perlu dalam transmisi, yang berdampak buruk pada daya tahan sistem transmisi.

Selain itu, center differential juga mendistribusikan torsi antara as roda depan dan belakang. Untuk meningkatkan traksi, setiap SUV yang menghargai diri sendiri juga memiliki gearbox, mis. mekanisme yang meningkatkan torsi yang ditransmisikan ke roda dengan mengorbankan kecepatan.

Terakhir, untuk SUV yang paling rajin, dirancang mobil yang dilengkapi dengan diferensial tengah dan kunci diferensial.

Menurut ahlinya

Jerzy Staszczyk, seorang mekanik dari Slupsk

Diferensial adalah elemen permanen mobil, tetapi hanya jika digunakan dengan benar. Misalnya, dia tidak diberikan start mendadak dengan ban berdecit. Tentu saja, semakin tua mobil, semakin usang sistem penggeraknya, termasuk diferensial. Ini dapat diuji bahkan di rumah. Anda hanya perlu mengangkat bagian mobil tempat roda penggeraknya berada. Setelah memindahkan gigi apa pun, putar roda kemudi ke dua arah hingga Anda merasakan hambatan. Semakin lama kita merasakan hambatan, semakin besar tingkat keausan diferensial. Dalam kasus kendaraan penggerak roda depan, permainan seperti itu juga dapat mengindikasikan keausan pada gearbox.

Wojciech Frölichowski