Jak funguje diferenciál? Záhadné zařízení, bez něhož by auto vůbec nezatočilo!

Jednou z nejdůležitějších mechanických komponent pohonného ústrojí je vedle motoru a převodovky také diferenciál. Každé auto ho má, přitom nezáleží na typu pohonu – jak pohon předních, tak zadních nebo všech kol vyžaduje diferenciál.

Matematika má vždycky pravdu

Je to dáno tím, že auta jsou dvoustopá vozidla – tedy zanechávají za sebou dvě jízdní stopy. Ve skutečnosti každé kolo jede v zatáčce nepatrně odlišnou stopou, zjednodušeně však stačí říct, že se kola na vnější straně otáčejí jinou rychlostí než kola na vnitřní straně, jelikož opisují kružnice o různých poloměrech.

Pokud by kola na obou stranách byla spojena jednou hřídelí, v zatáčce by muselo jedno kolo zákonitě prokluzovat, jelikož by opisovalo jinou kružnici než to druhé. Kladlo by velký odpor a auto by tak jen těžko zatáčelo. Zatočilo by, ale s obtížemi.

Vyzkoušet si to můžete třeba v off-roadu s uzávěrkou diferenciálu – pokud necháte diferenciál zamknutý, auto bude špatně zatáčet a celé se bude natřásat. V extrémním případě hrozí i poškození samotného diferenciálu, takže jezdit v tomto stavu je možné jen v terénu nízkou rychlostí.

Kola spojená, přesto rozpojená

Problém nastává vždy jen u poháněných kol, jelikož kola nepoháněná nemají potřebu být spolu nejak spojena a mohou se tak otáčet nezávisle na sobě. Motor skrze spojku a převodovku ovšem na poháněná kola musí přenášet otáčivý pohyb, vždy na obě zároveň. Jen těžko si můžeme představit, že by každé kolo mělo svůj motor (ačkoliv třeba u elektromobilů to možné je).

Je tedy potřeba nechat jedno poháněné kolo s druhým v nějakém spojení, zároveň je však potřeba je od sebe do jisté míry oddělit pokaždé, kdy nastane situace s odlišnou stopou pro každé kolo, typicky v zatáčce nebo na různě přilnavém povrchu.

V některých situacích je naopak žádoucí mít obě poháněná kola spojená – třeba v terénu, kdy poskytnou větší trakci a záběr pneumatik, nebo při driftování, kdy se snadněji prolomí přilnavost a kontrola nad autem je také čitelnější. K tomu slouží samosvorný diferenciál, který, zejdodušeně řečeno, z diferenciálu otevřeného udělá uzamčený podle jízdní situace.

Od jednoho kola ke čtyřkolce

V počátcích automobilismu se tento problém neřešil, jelikož auta měla většinou poháněné jen jedno (zpravidla zadní) kolo. Technicky jednodušší řešení však brzy přineslo i problémy, jako třeba nižší trakci na nezpevněném povrchu. Postupem času pak nastal další problém – u pohonu všech čtyř kol bylo potřeba navíc odlišit otáčky přední nápravy od zadní. O tom ale někdy jindy.

Jeden obrázek vydá za tisíc slov, a proto nejlépe uděláte, když se podíváte na přiložené video, které vše dokonale vysvětluje od samotných základů. Je sice v angličtině a pochází už z roku 1937, zároveň je však natolik názorné, že si vystačíte i bez hlubší znalosti Shakespearova jazyku a barevných odstínů.