Aktywny mechanizm różnicowy Audi - jak to działa?

Mechanizm różnicowy ma za zadanie umożliwić obracanie się kół z różnymi prędkościami obrotowymi. Dzięki temu możliwe jest pokonywanie zakrętów. Krokiem dalej jest zbudowanie mechanizmu, który nie tylko będzie umożliwiał skręcanie, ale też będzie je wspomagał.

Najprostsze mechanizmy różnicowe można uznać za szczególny przykład przekładni planetarnej, taki w którym koło słoneczne i koronowe są identyczne. Tymi kołami będą stożkowe koła zębate połączone z półosiami. Dzięki symetrii moment dostarczany na lewe koło równa się momentowi dostarczanemu na prawe koło. Ma to dwa niekorzystne następstwa:

• jeśli jedno koło zawiśnie w powietrzu to na drugie też przestanie być dostarczany moment,
• nie ma możliwości pełnego wykorzystania przyczepności w zakręcie.

Pierwszy problem da się rozwiązać stosując blokadę mechanizmu różnicowego lub mechanizm o podwyższonym tarciu wewnętrznym. Drugi wymaga bardziej inteligentnego podejścia.

Wiadomo, że podczas pokonywania łuków bardziej dociążone są koła zewnętrze i to one mogą przenosić większy moment. Podwyższenie momentu dostarczanego na te koła może też pozwolić na redukcję zjawiska podsterowności, czyli poszerzania promienia skrętu przez samochód.

Audi nazwało swój mechanizm "sport differential". W centrum znajduje się zwykły mechanizm różnicowy, który podczas jazdy na wprost dzieli moment na dwie równe części. Nowymi elementami są dwa sprzęgła wielotarczowe, po jednym dla każdej półosi. Załączane są hydraulicznie, dzięki pompie oleju napędzanej przez silnik elektryczny. O jego uruchomieniu decyduje elektroniczna jednostka sterująca.

Załóżmy, że samochód zaczyna skręcać w prawo:

• Prawe (wewnętrzne) koło zostaje odciążone.
• Moment przekazywany przez nie obniża się, co powoduje także mniejszy moment na lewym (zewnętrznym) kole.
• Przyczepność lewego koła jest częściowo niewykorzystana.
• Sterownik decyduje o załączeniu lewego sprzęgła. Na lewą półoś dostarczany jest dodatkowy moment pochodzący bezpośrednio z obudowy mechanizmu różnicowego (zębatego koła talerzowego).

Przy skręcie w lewo następuje analogiczne załączenie prawego sprzęgła.

Należy uczciwie stwierdzić, ze system Audi nie jest niczym nowym. Podobne rozwiązania stosuje Honda (SH-AWD), czy Mitsubishi (AYC i Super AYC). Zagadką jest trwałość sprzęgieł wielotarczowych pracujących w takim mechanizmie.

Zamiast elektronicznie sterowanego mechanizmu różnicowego można wykorzystać mechanizm Torsen. Jest on całkowicie mechaniczny i nie wymaga jakiegokolwiek sterowania. Torsen przy rozdziale momentu na koła tej samej osi można spotkać w Alfach Romeo Q2 czy Hondzie 2000.

Aktywnym mechanizmem różnicowych "dla ubogich" jest XDS . Rozwiązanie znane z Scirocco R wykorzystuje elementy układu ESP i steruje hamulcami. Koło o mniejszej przyczepności jest przyhamowywane, tak aby więcej momentu przekazać na drugie koło.

System ten ma sporo wad: część mocy tracona jest na ciepło wytwarzane podczas tarcie klocków hamulcowych o tarczę, trwałość układu hamulcowego ulega obniżeniu, ryzyko przegrzania tarcz rośnie. To tylko namiastka prawdziwego aktywnego mechanizmu różnicowego.

Źródło: AudiWorld