Cichy bohater każdego samochodu

Mało który wynalazek tak odczuwalnie przyczynił się do poprawy komfortu jazdy, co mechanizm różnicowy, czyli tak zwany dyferencjał. Dyferencjał ma na celu niwelowanie oddziaływań bardzo prostych praw fizyki. Klasyczny, bardzo często przytaczany przykład dotyczy sytuacji, gdzie kilku motocyklistów jedzie równym tempem po łuku. Motocyklista najbardziej wysunięty na zewnętrzną krawędź łuku ma do pokonania największy dystans, więc musi jechać najszybciej, żeby ,,nadrabiać” odległość do swoich partnerów. Ten sam problem istnieje w przypadku dwóch kół na tej samej osi. Jeżeli byłyby połączone na sztywno, szybko nastąpiłaby blokada jednego z kół podczas pokonywania wiraży, prowadząc do całego szeregu niewyobrażalnych komplikacji.

Mechanizm różnicowy – historia i rozwój

Początkowo, przed zaimplementowaniem dyferencjału w autach, z różną prędkością kół radzono sobie w dosyć specyficzny (z dzisiejszej perspektywy) sposób. Napędzano bowiem wyłącznie… jedno koło. Bardzo szybko wycofano się z tego rozwiązania, ponieważ było niesłychanie łatwo zakopać się takim pojazdem, niemal w każdych warunkach – pamiętajmy bowiem, że ówczesne auta posiadały opony niewiele szersze niż… rowery.

Mechanizm dyferencjału w takiej formie jaką znamy, po raz pierwszy został zastosowany w 1897 roku, w australijskim samochodzie parowym Davida Shearera, aczkolwiek wcześniejsze wynalazki, stosowane w wozach konnych oraz rowerach, można datować nawet na 1827 rok. Wtedy to patent na funkcjonowanie dyferencjału zarejestrował francuski zegarmistrz, Onesiphore Pecqueur. Dyferencjał stosowany był także we wczesnych wynalazkach Carla Benza. Powszechnie przyjmuje się, że przekładnia różnicowa została wynaleziona w III wieku naszej ery w Chinach, na potrzeby… kompasu. Tak zwany ,,wóz wskazujący południe” miał koła, które otrzymywały jednakowy moment siły, pomimo obracania się z różną prędkością. Jak widać, dyferencjał jest wynalazkiem niemal tak starym, jak nasza cywilizacja. 

Jak działa dyferencjał?

Klasyczny dyferencjał, jeszcze z czasów przed wynalezieniem przekładni różnicowej (nazywanej w literaturze także LSD lub szperą), przekazywał jednakowy moment obrotowy na oba koła. W zależności od napotkanych oporów toczenia, koła obracały się z różną prędkością. Bardzo łatwo można doprowadzić jednak do ,,buksowania”, szczególnie gdy jedno koło znajduje się na lodzie lub błocie. 

Niezależnie od wad wczesnych dyferencjałów, ich zalety są nieporównywalnie większe i istotniejsze. Ułatwiają poruszanie się pojazdem, zapobiegają także (w skrajnym przypadku) uszkodzeniu osi. Dyferencjał niweluje zużycie paliwa, ponieważ zredukowane są opory toczenia kół. Przekłada się to także na wydłużoną żywotność podzespołów i elementów eksploatacyjnych auta, a nawet przekładni.  

Warto wspomnieć o popularnej w samochodach terenowych blokadzie mechanizmu różnicowego, umożliwiającej poruszanie się pojazdem po trudnym terenie, na przykład błocie lub lodzie. Zachowanie pojazdu przypomina wtedy sztywną oś, bez dystrybucji mocy na poszczególne koła. Takie ustawienie może przyczynić się do uszkodzeń, należy więc uaktywniać je wyłącznie w najcięższym terenie, nigdy podczas jazdy po asfalcie. 

Bardzo stary, lecz bardzo potrzebny wynalazek

Dyferencjał swoje korzenie ma na bliskim wschodzie, wynaleziony został niemal dwa tysiące lat temu, lecz motoryzacja odkryła go na nowo, dostosowując do niewyobrażalnych dla naszych przodków prędkości. Redukuje on spalanie paliwa i zużycie podzespołów, a także znacznie poprawia komfort jazdy.