Zapora diferenciala

Bom začel z osnovami, torej najprej, kaj je sploh diferencial. Vsako od štirih koles avtomobila se mora vrteti neodvisno hitro od drugih treh. Pri vožnji naravnost to še niti ni tako pomembno, pomislite pa, kaj se zgodi, ko zavijemo. Prav vsako kolo takrat opravi svojo pot, zunanji dve morata v krožišču prepeljati nekoliko daljšo pot od notranjih dveh in celo sprednje in zadnje kolo iste strani avtomobila ne peljeta po povsem enaki liniji. Če bi se obe kolesi ene osi (na primer zadnji dve kolesi) vrteli enako hitro in povezano, bi to v zavoju povzročilo zdrs notranjega kolesa, ki opravlja manjšo pot, ali pa strojelom pogona.

To težavo so odkrili že pred kakšnimi stotimi leti in jo sprva reševali na način, da je bilo z motorjem povezano le eno samo kolo, ostala tri pa so se vrtela povsem neodvisno. Predstavljajte si voz s konjsko oprego, kjer nobeno kolo nima pogona in se vrti povsem neodvisno od ostalih. Sedaj pa eno kolo obremenite in ostala tri še vedno nimajo težav. Ampak ta 'rešitev' ni bila dolgo uporabna, ker je vozilo že ob nekoliko slabši podlagi obstalo, edino gnano kolo pa se je zavrtelo v prazno. Zato sta od takrat pri vseh vozilih gnani vsaj dve kolesi.

Med njima pa je že prav toliko časa odprt diferencial, ki omogoča, da se kljub povezanosti z motorjem lahko vrtita neodvisno hitro. Takšen diferencial ima vsak avtomobil in njegovega delovanja med vožnjo niti ne občutite. Ima pa takšen odprt diferencial vseeno težavo, saj v primeru, da je eno od obeh gnanih koles na podlagi s slabim oprijemom, denimo na ledu ali pesku, bo po liniji najmanjšega odpora diferencial več moči namenil prav tistemu kolesu, ki se bo seveda zavrtelo v prazno in avtomobil bo obstal. Pri večini običajnih vozil to niti ni pomembno, ker se praktično nikoli ne vozijo izven urejenih cest, pri terenskih vozilih pa vsekakor.

In tudi pri športnih vozilih, s katerimi si dajemo duška. Na kakšni serpentini, ko močno zavijemo, sprednje notranje kolo praktično nima več oprijema in se zavrti 'v prazno', zunanje pa ne uspe avtomobila potegniti iz zavoja. Zato obstajajo zapore diferencialov, ki to 'nadlogo' v veliki meri izničijo. Načinov, na katerega to storijo, pa je veliko, ker poznamo precej različnih vrst mehanskih, hidravličnih ali elektronskih zapor diferencialov.

Na angleški izraz 'locking differential' boste naleteli pri prebiranju podatkov kakšnega terenskega vozila, pomeni pa, da dejansko mehanska zapora s pomočjo zobnikov zaklene pogon na posamezni osi, dokaj podobno, kot če vozilo niti ne bi imelo diferenciala, a tega ne stori s popolno zaporo, temveč s samo določenim odstotkom. Pri terencih se pogon sprednje osi zgodi v razmerju 50:50 med levim in desnim kolesom, zadnja zapora v enakem odstotku poskrbi za zadnji kolesni par, pogosto pa boste pri štirikolesno gnanih vozilih našli še sredinsko zaporo diferenciala, ki tudi pogon med sprednjo in zadnjo osjo zaklene v prej napisanem razmerju.

Modernejši pogoni zmorejo ta odstotek prilagajati, Audijev quattro s pomočjo senzorjev zelo hitro zaznava zdrs sprednjih ali zadnjih koles in začetno razmerje 40:60 v prid zadnjega pogona zmore bliskovito spreminjati v največ 85 odstotkov moči k zadnjim kolesom ali pa 70 odstotkov sprednjim, v nekaterih modelih pa celo do 100 odstotkov zgolj na zadnjo os. Podobno velja tudi za BMW-jev xDrive, ki premika pogon med zadnjo in sprednjo osjo in tudi zmore eni sami osi zagotoviti do 100 odstotkov moči, celo večina Subarujev uporablja izpeljanko torsenovega diferenciala.

Drugi način, ki ga pri Audiju tudi uporabljajo, je štirikolesni pogon preko sklopke haldex. Vsak od omenjenih načinov pogona oziroma zapor diferencialov ima seveda določene prednosti in slabosti, prednost sklopke haldex je v tem, da je pogon v običajnih razmerah lahko le na sprednji osi in se v trenutku, ko pride do potrebe, v želenem odstotku preseli še na zadnjo os. Gre za hidravlični pogon, torej s pomočjo sklopk, ki so potopljene v viskozno tekočino. Takoj, ko sistem zazna, da ima sprednja ali zadnja os težave z oprijemom, spremeni gostoto tekočine in na ta način pomaga osi z boljšim oprijemom, da dobi več moči. Takšen sistem ima nekaj toplotnih izgub, vseeno pa zmore do okoli 90 odstotkov moči nameniti le eni osi.

Vedno pogostejši je tretji način z elektronsko zaporo diferenciala. Ta je najcenejši in za tiste, ki se le nekajkrat letno zapeljejo na malce zahtevnejšo podlago, tudi najprimernejši. Zlasti pri klenih terencih in na zahtevnejših terenih je potrebna kopica znanja, da mehanskih zapor in ostalih elementov ne obrabljamo po nepotrebnem, elektronska zapora pa je uporabniško prijaznejša, cenejša, lažja in skorajda enako zmogljiva. Zgleden primer njene uporabe je Fordov terenski ranger, ki nima klasične zapore, temveč elektronsko. V tem primeru elektronika z zaviranjem kolesa, ki nima oprijema, in prerazpošiljanjem moči do tistega, ki ga ima, pomaga pri terenskih vragolijah, elektronska pa je nadvse primerna za večino uporabnikov pri nas. Posledično je v zadnjih letih tudi najbolj priljubljena, ker deluje dobro, ni pa draga in uporabniško zahtevna.

V kakšnem Maroku bi vseeno priporočil mehansko zaporo, ki jo z nekaj znanja in kladivom lažje 'spravimo k pameti'.

In športni avtomobili? Ti imajo zapore diferencialov predvsem zaradi večje prepričljivosti v zaprtih zavojih, megane RS ima, denimo, mehansko, ki se pri običajni vožnji izključi in ne moti z dodatnim trenjem, v hitrih zavojih pa zelo pomaga pri usmerjanju vozila. Zadnja generacija golfa GTI ima elektronsko nadzorovano mehansko zaporo diferenciala, različic omenjenih zapor diferencialov pa je seveda še precej.