Diferencial. Què és i per què s'utilitza?

Un motor amb caixa de canvis no és suficient per conduir un cotxe. El diferencial també és necessari per al moviment de les rodes.

En poques paraules, el diferencial serveix per garantir que les rodes de l'eix motriu no giren a la mateixa velocitat. En termes més científics, la tasca del diferencial és compensar la diferència de freqüència de gir dels eixos cardans de les rodes de l'eix motriu quan es mouen per pistes de diferents longituds.

Un diferencial sovint s'anomena diferencial, de la paraula diferencial. Curiosament, aquest no és un invent del començament de l'era de l'automoció. El diferencial va ser inventat pels xinesos fa segles.

Per fer corbes

La idea d'un diferencial és permetre que el cotxe faci girs. Bé, a l'eix motriu, quan el cotxe està en revolts, la roda exterior ha de recórrer una distància més gran que la roda interior. Això fa que la roda exterior giri més ràpid que la roda interior. El diferencial és necessari per evitar que les dues rodes girin a la mateixa velocitat. Si no hi fos, una de les rodes de l'eix motriu lliscaria sobre la superfície de la carretera.

Vegeu també Articulacions de conducció del cotxe: com conduir sense danyar-les 

El diferencial no només evita això, sinó que també evita tensions no desitjades a la transmissió, que al seu torn poden provocar avaries, un augment del consum de combustible i un augment del desgast dels pneumàtics.

Disseny del mecanisme

El diferencial consta de diversos engranatges cònics tancats en una carcassa giratòria. Està connectat a la roda de la corona. La transferència del parell de la caixa de canvis (i del motor) a les rodes motrius es produeix quan l'anomenat eix d'atac acciona l'esmentat engranatge circular a través d'un engranatge hipoide especial (té eixos retorçats i línies de dents arquejades, que permeten transferir grans càrregues).

En els vehicles de tracció davantera, la corona té dents rectes o helicoïdals situades al llarg de la circumferència exterior de l'eix. Aquest tipus de solucions és més senzilla i econòmica de fabricar i operar (el diferencial es combina amb la caixa de canvis), la qual cosa explica que el mercat estigui dominat pels vehicles de tracció davantera.

Vegeu també Power Always on Four Wheels, que és una visió general dels sistemes de conducció 4×4. 

En els vehicles de tracció posterior, el diferencial s'amaga en una caixa metàl·lica especial. És clarament visible sota el xassís: entre les rodes motrius hi ha un element característic anomenat eix posterior.

Al mig hi ha una creu, sobre la qual es munten uns engranatges, anomenats satèl·lits, ja que giren al voltant d'aquest element en el sentit de la marxa, provocant la rotació dels engranatges, que al seu torn transmeten l'impuls a les rodes del cotxe. Si les rodes del vehicle giren a diferents velocitats (per exemple, el vehicle està fent un gir), els satèl·lits continuen girant sobre els braços de l'aranya.

Sense lliscament

Tanmateix, de vegades el diferencial és difícil d'implementar. Això passa quan una de les rodes del vehicle està sobre una superfície relliscosa com el gel. Aleshores, el diferencial transfereix gairebé tot el parell a aquesta roda. Això és degut a que la roda amb millor adherència ha d'utilitzar més parell per superar la fricció interna del diferencial.

Aquest problema s'ha resolt en els cotxes esportius, especialment en els vehicles amb tracció total. Aquests vehicles solen utilitzar diferencials d'alta resistència que són capaços de transferir la major part del parell a la roda amb la millor adherència.

El disseny del diferencial utilitza embragatges entre els engranatges laterals i la carcassa. Quan una de les rodes perd tracció, un dels embragatges comença a contrarestar aquest fenomen amb la seva força de fricció.

Vegeu també Turbo al cotxe: més potència, però també molèstia. Guia 

Tanmateix, aquesta no és l'única solució de transmissió utilitzada en vehicles 4×4. La majoria d'aquests vehicles encara tenen un diferencial central (sovint referit com a diferencial central) que compensa la diferència de velocitat de rotació entre els eixos conduïts. Aquesta solució elimina la formació de tensions innecessàries en la transmissió, que afecten negativament la durabilitat del sistema de transmissió.

A més, el diferencial central també distribueix el parell entre els eixos davanter i posterior. Per millorar la tracció, cada SUV que es precie també té una caixa de canvis, és a dir. un mecanisme que augmenta el parell transmès a les rodes a costa de la velocitat.

Finalment, per als SUV més àvids, es dissenyen els cotxes equipats amb diferencials centrals i bloqueig del diferencial.

Segons l'expert

Jerzy Staszczyk, un mecànic de Slupsk

El diferencial és un element permanent del cotxe, però només si s'utilitza correctament. Per exemple, no se li donen arrencades sobtades amb pneumàtics cridant. Per descomptat, com més vell és el cotxe, més gastat és el seu sistema de conducció, inclòs el diferencial. Això es pot provar fins i tot a casa. Només cal aixecar la part del cotxe on hi ha les rodes motrius. Després de canviar qualsevol marxa, gireu el volant en ambdues direccions fins que sentiu resistència. Com més tard sentim la resistència, major serà el grau de desgast diferencial. En el cas dels vehicles de tracció davantera, aquest joc també pot indicar un desgast de la caixa de canvis.

Wojciech Frölichowski