Fot. Schaeffler

Opracowana przez firmę Schaeffler wersja tego podzespołu (dostarczana pod marką INA) jest w porównaniu z klasyczną bardziej kompaktowa, lekka, cicha, wydajna i do tego zdecydowanie trwalsza.

Nowy, lekki mechanizm różnicowy został zaprojektowany przy użyciu najnowocześniejszego oprogramowania. Pozwala ono na uzyskanie dokładnych symulacji optymalizujących końcowy produkt. Jego lekkość wynika z dużego udziału obróbki metaloplastycznej, będącej tradycyjną już domeną marki INA. Dodatkową korzyścią z zastosowania tej technologii jest obniżka kosztów wytwarzania i ograniczenie emisji CO₂.

Zmiana koncepcji kinematycznej

Przepisy Unii Europejskiej obowiązujące od 2012 roku przewidują kary dla producentów pojazdów przekraczających dozwolony dla nich poziom emisji CO₂. Dlatego powszechne stało się dążenie konstruktorów do zmniejszania masy podzespołów układu przeniesienia napędu i uzyskiwanych dzięki temu oszczędności w zużyciu paliwa.

Amerykański patent mechanizmu różnicowego z 1877 r.

Mechanizm różnicowy, zgodnie ze swą nazwą, różnicuje prędkości kół napędzanej osi podczas pokonywania zakrętów i asymetrycznych nierówności nawierzchni. W rozwiązaniach konwencjonalnych służył do tego celu układ stożkowych kół zębatych, czyli dwa osadzone na półosiach koła koronowe, współpracujące z parą łączących je satelitów. W niektórych wersjach tego podzespołu uzyskiwano pewną oszczędność masy dzięki wykonywaniu obudowy kół zębatych z aluminiowego stopu.

Od lewej: klasyczny mechanizm różnicowy ze stożkowymi kołami zębatymi, lekka konstrukcja marki INA z zastosowaniem zębatych kół walcowych, zmniejszenie gabarytów widoczne na przekroju mechanizmu INA

Potrzebne jednak stało się dalsze zmniejszenie wagi, a także rozmiarów, wymagające już poważniejszych zmian konstrukcyjnych. Firma Schaeffler opracowała więc odmienną konstrukcję opartą na przekładni planetarnej i nazwała ją "lekkim mechanizmem różnicowym". Dostępna jest ona obecnie w wersjach symetrycznych i asymetrycznych. W obu stożkowe koła zębate zastąpiono kołami walcowymi o uzębieniu skośnym. Tworzą one układ planetarny, w którym pary walcowych satelitów współpracują równocześnie z uzębieniem wewnętrznym koła talerzowego przekładni głównej i z uzębieniem zewnętrznym kół osadzonych na półosiach.

Poprawa parametrów

Przy nowej konstrukcji możliwa jest redukcja masy podzespołu o około 30% i przestrzeni montażowej potrzebnej do jego zabudowania aż o 70%. Ta kompaktowość rozmiarów wynika z umieszczenia wszystkich kół zębatych niemal w jednej płaszczyźnie (dokładnie w trzech równoległych, lecz bardzo nieznacznie od siebie oddalonych). Uzyskaną oszczędność przestrzeni można wykorzystywać do mieszczenia w niej np. podwójnych sprzęgieł, silników elektrycznych w pojazdach hybrydowych, a także do tworzenia mechanizmów masywniejszych, czyli zdolnych przenosić większe momenty obrotowe. Płaska budowa nowego mechanizmu umożliwia też montaż energooszczędnych łożysk, przyczyniających się dodatkowo do redukcji zużycia paliwa i emisji CO₂.

Tweet

Redakcja Miesięcznika Branżowego Autonaprawa