Diferencialinė pavara

Diferencialinė pavara (arba diferencialas) – pavara, tolygiai paskirstanti sukamąją jėgą abiem automobilio (ar kitos transporto priemonės) ratams, net jei jie sukasi nevienodu greičiu.

Važiuojant tiesiai, abiem ratams teikiama vienoda jėga. Paskirstantis dantratis nejuda

Sukant (į kairę), kairysis ratas sukasi lėčiau. Paskirstantis dantratis pradeda suktis, leisdamas greičiau suktis dešiniajam (posūkiui išoriniam) ratui

Automobilio diferencialas

Šis mechanizmas reikalingas automobiliui darant posūkį, kai vienas posūkio krypties pusėje esantis ratas juda lėčiau. Be jo ratai ima praslysti, genda padangos ir gadinami keliai. Keturis varomus ratus turintiems automobiliams paprastai reikalingas ir papildomas diferencialas sukimo jėgai tarp priekinės ir galinės ašių paskirstyti (nebent viena ašis būtų perjungiama kaip varomoji tik važiuojant bekele).

Diferencialą paprastai sudaro keletas kombinuotų kūginių pavarų. Iliustracijoje parodytame diferenciale, variklis suka didįjį (mėlyną) dantratį su prie jo pritvirtinta stačiakampe dėže. Kairiojo (raudonas) ir dešiniojo (geltonas) rato varomieji dantračiai šios dėžės atžvilgiu gali suktis laisvai. Žaliasis dantratis paskirsto sukamąją jėgą. Jis irgi dėžės atžvilgiu gali suktis laisvai.

Jei abu ratai sukasi tuo pačiu greičiu, jiems teikiama vienoda jėga ir paskirstantis žaliasis dantratis nejuda. Jei vienas ratas (pavyzdyje – kairysis) dėl kokių nors priežasčių yra stabdomas, tai automatiškai padidina kito (pavyzdyje – dešiniojo) rato sukimosi greitį.

Ši paprasta sistema turi rimtą trūkumą – jei vienas ratų praras sukibimą su keliu (atsidurs ant ledo, didelio purvo, pakils į orą), jam bus perduodama visa sukamoji jėga. Antrasis ratas, kuris galbūt išvežtų įklimpusį automobilį, sukamas nebus.

Paprasčiausias problemos sprendimas – laikinai įjungiamas diferencialo blokavimo mechanizmas. Taip pat naudojami sudėtingesni diferencialai, kuriose didžiausias ratų sukimosi greičio skirtumas yra apribotas.

Matematika

Diferencialas turi turėti mažiausiai tris dantračius (kaip iliustracijoje parodytas). Tuomet dantračių sukimosi greičiams galioja formulė

${\displaystyle \alpha _{1}\cdot \omega _{1}+\alpha _{2}\cdot \omega _{2}....+\alpha _{N}\cdot \omega _{N}=0}$

Parametrai ${\displaystyle \alpha _{1}...\alpha _{N}\,}$ apsprendžiami pavaros konstrukcijos. Kintamieji ${\displaystyle \omega _{1}...\omega _{N}\,}$ yra dantračių sukimosi greičiai. Specialūs daugiau dantračių turintys diferencialai buvo naudojami mechaniniams skaičiavimo įtaisams.

Literatūra

• Straipsnis apie diferencialą (anglų k)
• Straipsnis apie diferencialą (vokiečių k)