Citroen BX 1.9 GTi 16V 4x4

   
   
Domů
Historie citroenu BX
Technické info
Katalog ND na BX 16V
Rady, Tipy, Zkušenosti
Manuál BX
Fotonávody BX
Závady brzd. kotoučů
Kontrola motoru
Přísady paliv a maziv
Údržba laku
Chladící kapalina
    Aquaplaning
Diferenciály obecně
Fotografie a videa
BESIP
Názory a připomínky
Odkazy na další stránky
Mapa stránek

 

 

Co je Diferenciál a jak to vlastně všechno funguje ?

Určitě to budete znát nejlépe sami z vlastní praxe. Jedete v zimě po silnici a najednou se před vámi objeví jen částečně prohrnutý jízdní pruh a vy se ocitnete jedním hnaným kolem mimo projetou stopu a jedete polovinou vozu po sněhu. Kolo na sněhu ztrácí přilnavost a druhé kolo na povrchu s lepší přilnavostí uhání dál tak, jak jej žene motor. Jako by se nechumelilo. Obě kola jsou poháněna z motoru přes spojku a převodovku. Pravé i levé kolo se otáčí, avšak každé jinou rychlostí. To Vám značně řeší nepříjemnou situaci, neboť kdyby se otáčela obě kola stejně rychle, bylo by auto za takových podmínek na silnici neudržitelné a vy byste skončili se svým autem po smyku nejspíše ve svodidlech.

Diferenciál a Průjezd zatáčkouDiferenciál je převodové ústrojí, které předává sílu z motoru na kola, funguje jako poslední redukční stupeň před přenosem výkonu na kola a hlavně umožňuje otáčení kol hnané nápravy různými rychlostmi. Z popisu jeho činnosti je patrné, podle čeho dostal diferenciál svoje jméno. Je to tedy zařízení, které rozděluje kroutící moment motoru nezávisle na hnaná kola tak, že se každé z kol na jedné ose může otáčet rozdílnou rychlostí.

Při jízdě nastávají situace, kdy je potřeba, aby se kola otáčela různou rychlostí, zvlášť když vozidlo zatáčí, nebo jede po nerovném povrchu. Při průjezdu zatáčkou, vnitřní kola urazí kratší vzdálenost, naopak kola na vnější dráze urazí delší vzdálenost. Auto je poháněno jednou rychlostí, tudíž i poháněná kola. Při vykroužení uvedené zatáčky se musí kolo ve vnitřním oblouku otáčet pomaleji než kolo, které urazí delší vzdálenost. Ona je situace ještě malinko složitější, a sice:  nejen kola na přední ose urazí rozdílnou vzdálenost ale i každé z kol na zadní ose urazí jinou vzdálenost. Ovšem u vozů s pohonem jen jedné nápravy máme starostí polovic, neboť kola na nehnané nápravě se otáčí nezávisle na sobě, nejsou nijak vzájemně spojena a tudíž není třeba přenášený výkon nijak redukovat.

DiferenciálNa hnané nápravě jsou kola spojena diferenciálem. Kdyby kola byla spojena napevno, bylo by velice obtížné zatočit. Aby došlo k zatočení nápravy, muselo by jedno z kol proklouznout a tím pádem přenést veškerý výkon na kolo na vnějším oblouku. K takovému úkonu by bylo zapotřebí obrovské množství síly, zvláště na silnici s kvalitním povrchem. Navíc by se takovéto nápravy velice rychle opotřebovali a neměli by dlouhou životnost.

U vozů s pohonem všech čtyř kol 4X4  je diferenciál na obou nápravách hnaných kol a ještě navíc jeden, který je umístěn mezi nápravami. Z jeho umístění je odvozen i jeho název „Mezinápravový diferenciál“. Tento střední diferenciál má za úkol rozdělit hnací sílu mezi přední a zadní nápravu, protože jak bylo napsáno výše, nejen každé z kol na přední nápravě urazí v zatáčce rozdílnou dráhu ale i každé z kol na zadní ose.

Kolo automobilu je s diferenciálem spojeno poloosou, na straně diferenciálu je tato hřídel ukončena ozubením přes které se přenáší točivý moment. Na ozubení hnací hřídele navazuje v diferenciálu uložené ozubené kolo, které se nazývá centrálním kolem. Mezi centrálními koly se nachází dvojice, nebo častěji čtveřice tzv. satelitů. Satelity jsou kuželová ozubená kola uložená na čepech a společně jsou umístěny v kleci diferenciálu.

Jednoduchý otevřený diferenciál:

Jede li auto po silnici rovně, obě hnaná kola se otáčí stejnoměrně. Točivý moment se přenáší přes Vstupní pastorek, centrální kola mají stejné otáčky jako klec diferenciálu a tím zůstávají boční satelity v klidu. Při zatáčení se kola otáčí různou rychlostí - vnitřní pomaleji než je vstupní rychlost do diferenciálu, vnější rychleji a zároveň síla, která je potřebná k zatáčení vnitřního kola, je menší než vstupní a tudíž je nevyužitá síla přenesena z vnitřního kola na vnější. V takové situaci dochází k pohybu satelitů. Ty obíhají a zároveň se i točí na svých čepech. Vrátí li se jízda do přímého směru, přestanou se satelity otáčet a navrátí se k funkci pouze zubové spojky.

Jedou li obě hnaná kola automobilu po povrchu se stejnou přilnavostí, diferenciál rozděluje točivý moment rovnoměrně na obě kola. Jakmile dojde u jednoho z kol ke snížení přilnavosti, nastává problém. Diferenciál přivádí větší točivý moment na prokluzující kolo a menší na kolo, které je v záběru na pevném povrchu a auto se přestane pohybovat kupředu. Pokud přidáte více plynu, kolo se otáčí rychleji ale auto nezrychlí. Z výše uvedeného vyplývá, že např. při rozjíždění vozidla na sněhu je vhodnější použít dvojku či trojku, aby kola měla k dispozici pouze menší točivý moment a neproklouzla.

Kdyby jste měli např. off-road s otevřeným diferenciálem na obou nápravách s otevřeným diferenciálem na obou nápravách, může vám takovýto diferenciál přivodit problém. Dostane li se jedno přední kolo a jedno zadní kolo mimo silnici, budou se nápravy jen otáčet a vozidlo se nepohne. Řešení tohoto problému i výše uvedených řeší diferenciál s omezenou svorností (LSD)

Samosvorné diferenciály

Vlastnosti diferenciálu jsou dány jeho mechanickou účinností, tj. ztrátami vznikajícími vzájemným pohybem jeho hlavních dílů ozubených kol. Běžný souměrný diferenciál s kuželovými nebo čelními koly a přímými zuby má poměrně vysokou účinnost a může proto dělit točivý moment v poměru jen málo se lišícím od 1 :1 .Aby mohl na jednu stranu přenášet výrazné víc než 50% přiváděného momentu, musí mít nižší účinnost (resp. méně správně vyšší svornost). Toho se dosahuje jinými konstrukcemi diferenciálů, např. se šroubovými koly (Torsen), se vzpěrnými tělisky (kuličkový diferenciál), nebo jeho náhradou viskózní spojkou (diferenciál Ferguson), popř. doplněním lamelovou spojkou (brzdou) zatíženou pružinou, vyvolávající tření mezi vzájemně se otáčejícími lamelami.

 

Samosvorné diferenciály s omezenou svorností - LSD

Konstrukčně vychází z otevřeného diferenciálu, obsahuje však navíc další přídavné uzavírací zařízení. Tímto zařízením může být např. sada pružin a spojek. Když se kola točí stejnou rychlostí, oba boční převody se otáčejí. Spojky nastupují, když se jedno kolo točí pomaleji než druhé. Spojky se snaží docílit toho, aby se kola otáčela stejnou rychlostí. Chce li se jedno kolo otáčet rychleji než druhé, musí překonat odpor pružin a spojky. Tuhost pružin v kombinaci s třením spojky určuje, kolik točivého momentu je třeba, aby se tato snaha překonala.

Samosvorný diferenciál typu TORSEN (citlivý na rozdíl momentů)

Název samosvorného šnekového (šroubového) diferenciálu, vyvinutého a vyráběného americkou firmou Gleason, odvozený z jeho charakteristické vlastnosti - citlivosti na změny hnacího momentu (torque-sensing). Funkce tohoto diferenciálu, poprvé použitého počátkem osmdesátých let u vozů Audi a Lancia s pohonem všech kol, využívá vlastností šnekového převodu, jenž může přenášet točivý moment ze šneku na šnekové kolo, ale nikoli naopak. U diferenciálu Torsen jsou šneky planetovými koly, kdežto satelity tvoři tři dvojice šnekových kol malého průměru. Satelity téže dvojice jsou vzájemně spřaženy čelními koly s přímými zuby a každý zabírá s jedním planetovým kolem. Při přímé jízdě a stejné adhezi kol se otáčí diferenciál jako celek, otáčky klece a obou planetových kol jsou stejné a na každé kolo se přenáší stejný hnací moment. Zhorší-li se adheze jednoho kola (např. vlivem menšího zatížení nebo nižšího součinitele lpění mezi pneumatikou a vozovkou), nemůže se protáčet, poněvadž není možný přenos otáčivého pohybu ze satelitů na planetové kolo jako u čelního nebo kuželového diferenciálu. Díky svornému účinku se ale zvětší podíl hnacího momentu připadající na kolo s lepší adhezí. Naopak v zatáčce ani zvýšená svornost neomezuje vyrovnávací činnost diferenciálu a obě kola se valí po vozovce otáčkami odpovídajícími jejich dráze. Svornost, resp. mechanická účinnost diferenciálu závisí na geometrii ozubení šnekového soukolí a může dosáhnout až 90% (tedy mechanická účinnost 10%). Diferenciál Torsen se užívá nejen jako nápravový, ale i jako mezinápravový. Samosvorný diferenciál Torsen se používá bud'jako mezinápravový, nebo pro zadní nápravu (na kresbě). Svorného účinku se dosahuje třením ve šroubovém ozubení planetových kol a satelitů. Dvojice satelitů jsou spřaženy čelními koly s přímým ozubením.

Samosvorný diferenciál typu TORSEN

 

Samosvorný diferenciál s viskózní spojkou (citlivý na rozdíl otáček)

Lamely diferenciáluSoučást převodného ústrojí zejména pohonu všech kol, často doplňující mezinápravový diferenciál a měnící jeho účinnost podle trakčních schopností předních a zadních kol. Je to vícelamelová spojka uzavřená ve skříni naplněné silikonovou kapalinou vysoké viskozity. Každá ze dvou sad lamel je spojena s jedním hnacím hřídelem. Jsou-li adhezní podmínky předních a zadních kol stejné, otáčí se spojka jako celek, popř. menši rozdíly vyrovnává pomalým vzájemným natáčením obou sad lamel. Se zvětšujícím se rozdílem otáček roste v závislosti na viskozitě kapaliny odpor proti vzájemnému otáčeni lamel a větší část hnacího momentu se přenáší na kola s lepšími trakčními schopnostmi. Proti jiným samosvorným diferenciálům či mechanickým závěrům diferenciálů má viskózní spojka výhodu samočinnosti, plynulé změny účinnosti, je nehlučná a neopotřebovává se, nebot' jednotlivé lamely nejsou v přimém styku, ale obaleny tenkou vrstvou kapaliny. Navíc působí jako tlumič záběru a chrání převodné ústroji před rázy. Viskózní spojku tvoří dvě soustavy lamel vzájemně oddělených malými spárami a uložených ve skříni naplněné kapalinou vhodné viskozity. Používá se nejčastěji jako mezinápravový diferenciál nebo samosvorný diferenciál nápravový.

 Samosvorný diferenciál s viskózní spojkou

Samosvorný diferenciál s viskózní spojkou

Mezinápravový diferenciál

Součást převodného ústroji vozů s pohonem všech kol, rozdělující naci moment na kola přední a zadní nápravy. Jednoduchý souměrný diferenciál děli moment v poměru 1:1 , vyhovujícím jen u vozidel s přibližně stejným zatížením obou náprav, resp. při stejných adhezních podmínkách a tedy i trakčních schopnostech předních a zadních kol. Jiného poměru, rovněž ale stálého, odpovídajícího různému zastiženi přední a zadní nápravy, se dá dosáhnout nesouměrným diferenciálem, použitým právě ve vozech Citroën BX. Častěji se ale používají samosvorné diferenciály, reagující na změny adhezních podmínek plynulou změnou poměru děleni hnacího momentu, popř. doplněné ručně ovládaným nebo i samočinným závěrem aktivovaným při úplné ztrátě trakčních schopnosti kol jedné nápravy. Alfa Romeo používala pro své vozy s pohonem všech kol nesouměrný Mezinápravový diferenciál s čelními koly (1), umístěný před rozvodovkou se stálým převodem a diferenciálem zadní nápravy (2) a doplněný viskózní spojkou (3). Tak se dosáhlo rozděleni hnacího momentu v poměru statického zatíženi předních a zadních kol a současně i jeho plynulé změny podle jejich okamžitých adhezních podmínek.

Mezinápravový diferenciál

 

Uzávěrka diferenciálu

Mechanické zařízení vyřazující z činnosti nápravový nebo mezinápravový diferenciál. Používá se zejména u terénních vozidel pro zvýšení trakčních schopností za snížené adheze, resp. nestejné adheze kol téže nápravy nebo kol přední a zadní nápravy přenosem celého hnacího momentu na neprokluzující kola. Nejčastější konstrukcí závěru je ozubcová nebo lamelová spojka mezi jedním hnacím hřídelem nebo planetovým kolem a klecí diferenciálu, ovládaná zpravidla řidičem mechanicky, elektromechanicky nebo hydraulicky. U moderních poháněcích soustav se závěr diferenciálu aktivuje samočinně při velké změně adhezních podmínek signalizovaných elektronické řídicí soustavě čidly otáčení kol. Závěr diferenciálu zpravidla propojí hnací hřídel jednoho kola nebo příslušné planetové kolo se skříní diferenciálu a tak ho zablokuje. Obě kola nápravy jsou pevně spojeny a kterékoli z nich může přenést plný hnací moment na vozovku v případě, že druhé nemá dostatečnou adhezi a při fungujícím diferenciálu by se protáčelo.

 Uzávěrka diferenciálu