Tajemství diferenciálu
Modely Subaru s manuální převodovkou vyjma modelu Impreza STi DCCD jsou vybaveny trvalým pohonem všech kol se třemi kuželovými diferenciály.
Diferenciál je poslední část převodového ústrojí který rozděluje kroutící moment motoru a umožňuje rozdílné rychlosti otáčení výstupních hřídelů.
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. Při trvalém pohonu všech kol je situace malinko složitější, a sice, že nejen kola na přední ose urazí rozdílnou vzdálenost ale i každé z kol na zadní ose urazí jinou vzdálenost. Proto musí být takovéto vozidlo vybaveno třemi diferenciály.
Centrální nebo častěji nazývaný jako mezinápravový diferenciál rozděluje kroutící moment motoru mezi jednotlivé nápravy a umožňuje jejich rozdílné otáčky a následně nápravové diferenciály (přední a zadní) dělí sílu mezi levé a pravé kolo osy a opět umožňuje rozdílné otáčky. Kdyby kola nebo nápravy byly spojeny napevno, bylo by velice obtížné zatočit, Aby došlo k zatočení vozidla, 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 velice rychle opotřebovaly popř. poškodily jednotlivé části pohonného ústrojí a velmi by trpěly pneumatiky.
V případě vybavení vozidla kuželovými diferenciály je poloosa popř. kardanový hřídel na straně diferenciálu 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, kde slouží jako zubové spojky mezi klecí diferenciálu a centrálními koly. Jede-li auto po silnici rovně, všechna hnaná kola se otáčí stejnoměrně. Točivý moment se přenáší přes vstupní kolo diferenciálu spojené s klecí. Klec diferenciálu a centrální kola mají stejné otáčky a tím zůstávají 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 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 všechna hnaná kola automobilu po povrchu se stejnou přilnavostí, diferenciály rozdělují točivý moment rovnoměrně na všechna kola. Jakmile dojde u jednoho kola ke snížení přilnavosti, nastává problém. Diferenciál přivádí větší točivý moment na prokluzující kolo a menší na ostatní kola, která jsou v záběru na pevném povrchu a auto se přestane pohybovat kupředu. Pokud přidáte více plynu, kolo se otáčí rychleji ale auto nezrychluje. V extrému se prokluzující kolo otáčí čtyřnásobnou rychlostí než jsou výstupní otáčky z převodovky a vozidlo se vůbec nerozjede. Pro tento případ se používají diferenciály s omezeným prokluzem nebo jinak nazvané jako diferenciály s vyšší svorností.
Kuželový diferenciál používaný u Subaru má vysokou účinnost a dělí proto točivý moment v poměru jen málo se lišícím od 50:50. Aby mohl na jednu stranu přenášet výrazně víc než 50 % přiváděného momentu, musí mít nižší účinnost resp. vyšší svornost. Toho se dosahuje v případě Subaru použitím viskózní spojky (LSD) jako doplňku mezinápravového diferenciálu. To už je ale úplně jiná technologie automobilky s hvězdami ve znaku.
M. Čermák - publikováno v Subaru magazín