Podczas omawiania budowy samochodu osobowego znakomita większość ludzi skupia się na budowie silnika. Z resztą, wiele aut jest sławnych, bądź też uznawanych za wybitne właśnie ze względu na ich silnik. Samochód może być nieszczególnie ładny, nieszczególnie dobrze się prowadzić, a wewnątrz wykonany być z najtwardszych materiałów znanych człowiekowi – silnik w nim zamontowany jest wybitny, a więc reszta może być mierna lub nawet bardzo słaba. Doskonałym przykładem takiego auta jest Toyota Supra:

Toyota Supra MK4 – najnudniejsze pod kątem wyglądu z ówczesnych aut GT made in Japan. I chyba najlepsze…

I tak wiem, że zaraz spadnie na mnie tona hejtu. Pragnę jedynie zaznaczyć, że też jest moim marzeniem i swego rodzaju obiektem kultu. Ale sami przyznajcie – patrząc obiektywnie, design zewnętrzny nie porywa – jajowata sylwetka może się podobać, brzydka właściwie nie jest – ale czy nazwałbym ją najpiękniejszym autem na świecie? W porównaniu do Skyline’a R34 jest stonowana i wręcz nudna… jednak 2JZ (chyba nie muszę nikomu przedstawiać jego ekscelencji?), świetne właściwości jezdne i hype w postaci FnF zrobiły robotę. Konstrukcja i technika się broni, design schodzi na dalszy plan.


Drugim zaś przykładem jaki przychodzi mi na myśl jest Mitsubishi Lancer Evo X.

Mitsubishi Evolution X 4B11T
Dla tego ryjka, nie jeden dałby się pokroić… ja też należę do tego grona.

Nie spotkałem jeszcze osoby, której Evo X by się nie podobało wizualnie. Podobnie nie spotkałem nikogo, komu podobały by się materiały we wnętrzu. Do póki ich nie dotkniemy – są w porządku, mi osobiście nawet przypadają do gustu. Jednak ich jakość pozostawia wiele do życzenia… ale halo halo ! Czy plastiki wewnątrz rajdówki mają znaczenie? Właśnie… nie do końca. Całkowicie nie mają znaczenia. To schodzi na dalszy plan. Istotne jest serce, a wierzcie mi – jest o czym pisać. Przez poprzednie dziewięć generacji (czy też może lepiej powiedzieć – ewolucji?) Evo napędzane było przez Opus Magnum made by Mitsubishi – silnik 4G63T – dwulitrową rzędową czwórkę na żeliwnym bloku osiągającą seryjne moce rzędu 400KM (Evo VIII FQ400). Dziś Mercedes chwali się tego typu osiągami, a prawda jest taka, że Mitsubishi pozamiatało (4G63 pojawił się dłuuugo przed pierwszym Lancerem Evo I ale to historia na… inną okazję 😉 ) niemal 20 lat temu!

Mitsubishi Lancer EVO VIII 4G63T
4G63T – jednostka, która pancernością i podatnością na modyfikacje zasłużyła sobie na miano kultowej bez cienia wątpliwości. Stoi na podium razem z 2JZ-GTE i RB26DETT.

Evo X zaś to już nie to samo, mówią. Napędzane jest przez jednostkę o oznaczeniu 4B11T, a to co innego, mówią. Wielu entuzjastów twierdzi, że to hańba dla Mitsubishi, że to już jest śmietnik nie silnik… w rzeczywistości okazuje się jednak, że jest jeszcze lepszy od 4G63T. Potrafi wytrzymać większe moce, a przy tym jest łatwiejszy „w obsłudze” tunerskiej. Seryjnie najmocniejsza wersja ponownie miała ponad 400KM (409 – FQ400), zaś na zakończenie produkcji Mitsubishi wypuściło wersję FQ440MR, która – tak jest zgadliście – miała seryjne 440KM. Z dwóch litrów pojemności. Dwóch… w 2014roku… Coś mówiłaś, Mercedes?


Mitsubishi Lancer Evo X 4B11T

4B11T – godny następca i ostatni samuraj w gamie Mitsubishi. To co stało się z tą marką po odejściu Evo…
Grzesiek zrobił o tym nawet cały film. Mi nerw nie starczy na opisanie tego wszystkiego:


Jednakże rozgadałem się tutaj o silnikach, a ja nie o tym chciałem…


Linia Lancerów Evo, poza silnikiem, zasłynęła jeszcze z jednej rzeczy, a mianowicie w 1996r. w IV odsłonie Lancera Evo zastosowany został innowacyjny wynalazek zwany AYC – active yaw control, co w dosłownym tłumaczeniu oznacza „aktywna kontrola poślizgu”. Jednakże, abym mógł Wam drodzy czytelnicy przybliżyć, czym tak naprawdę jest aktywny mechanizm różnicowy oraz czym różni się od mechanizmu różnicowego o ograniczonym poślizgu musimy wyjaśnić sobie podstawy:

Po co w samochodzie montowany jest mechanizm różnicowy?

Wyobraźmy sobie zatem sytuację, w której ruszamy naszym autem z kołami skierowanymi idealnie na wprost. Rozpatrzmy sytuację, w której auto ma cztery koła, zaś tylko dwa są napędzane przez silnik (jeśli chcesz dowiedzieć się nieco więcej o charakterze poszczególnych napędów: Po co w aucie napęd na tylną oś, Po co w aucie jest napęd na wszystkie koła oraz Po co w autach stosuje się napęd na przednią oś). W teorii wszystkie cztery koła kręcą się z taką samą prędkością. Gdy jednak zachodzi potrzeba zmiany kierunku jazdy, pojazd po skręceniu kierownicy zaczyna poruszać się po łuku. Następuje sytuacja, w której wewnętrzne koło wykonuje mniejszą ilość obrotów niż koło zewnętrzne, z uwagi na mniejszy dystans jaki ma do pokonania. W przypadku osi nienapędzanej – koła kręcą się niezależnie od siebie nie będąc połączone. Jednakże oś napędowa jest połączona odpowiednio z wałem napędowym (RWD), bądź półosiami wychodzącymi bezpośrednio ze skrzyni biegów (FWD). Rzecz jasna napęd na wszystkie koła posiada konstrukcję, w której obie osie spięte są ze sobą na stałe – wałem napędowym i skrzynią biegów co powoduje, że istnieje konieczność stosowania mechanizmu różnicowego nie tylko na jednej lecz na obu osiach, a ponadto niezbędne jest montowanie centralnego mechanizmu różnicowego pomiędzy osiami.

Jak działa dyferencjał

Sztywne połączenie napędzanych kół prowadzić może do uszkodzenia podzespołów takich jak skrzynia biegów bądź półosie i w efekcie awarii napędu. Jeżeli podzespoły są wystarczająco wytrzymałe, wystąpi efekt uślizgu osi (sztywne przekazanie momentu pomiędzy oba koła – stosowane w driftingu aby oba koła „równo” się ślizgały). Jest to co prawda bardzo efektowne w przypadku napędu na tył, jednakże nieszczególnie pożądane w większości sytuacji życiowych. Chyba, że pragniesz zaimponować nowo poznanemu osobnikowi bądź osobniczce płci przeciwnej celem bliższego poznania, wtedy jak najbardziej usprawiedliwione są takie zachowania:

Drifting Nissan
Takie efekty daje sztywny tylny most, pozbawiony mechanizmu róznicowego – oba tylne koła kręcą się z taką samą prędkością. A wtedy wystarczy jak na nauce jazdy – jedyneczka i duużo gazu…

Wracając do smutnej i szarej rzeczywistości… Aby zapobiec tego typu sytuacjom stosowane są tak zwane mechanizmy różnicowe. Sam jestem zaskoczony faktem, iż pierwszy taki wynalazek powstał już w III w. n.e. w Chinach, a więc na długo przed powstaniem pierwszego pojazdu mogącego nosić znamiona samochodu (a podobno Chińczycy to tylko podróbki robią?). W teorii ma on za zadanie kompensację (zniesienie) różnicy prędkości obrotowej półosi kół osi napędowej podczas gdy auto skręca, a więc jedno z kół pokonuje krótszą drogę niż drugie, w efekcie kręcąc się wolniej.

Wybaczcie za jakość, ale to najprostsza i najlepiej oddająca schematyczną konstrukcję dyferencjału grafika, jaką udało mi się znaleźć.

W tym miejscu zamieszczam link z animacją, która pomoże Wam zobrazować sobie to, o czym piszę poniżej. Zębnik przekładni głównej (potocznie wałek atakujący) połączony jest bezpośrednio z wałem korbowym silnika za pośrednictwem skrzyni biegów. Napędza on Koło talerzowe przekładni głównej, które z kolei połączone jest na sztywno z obudową mechanizmu różnicowego. W tejże obudowie, zamontowane są (zazwyczaj dwa) Satelity, które posiadają łożyskowanie (mogą kręcić się swobodnie wokół własnej osi). Podczas jazdy na wprost, Satelity pozostają w spoczynku, zazębiając się z Kołami koronowymi na sztywno. W ten sposób przekazują moment obrotowy z silnika równo pomiędzy oba koła napędzane. W sytuacji, gdy jedno z kół obraca się wolniej niż drugie, różnica prędkości obrotowej kół kompensowana jest poprzez obrót wokół własnej osi Satelit, przy czym wartość momentu obrotowego kierowanego sumarycznie na oba koła pozostaje niezmienna. Oznacza to, że stale dostarczane jest 50% momentu obrotowego na lewe i 50% na prawe koło. Jednakże Satelity, które mogą się obracać sprawiają, iż jedno koło kręcić się będzie szybciej niż drugie (mniej momentu potrzebne będzie do osiągnięcia większej prędkości).


Mówiąc zaś bardziej „po ludzku” – poprzez zestaw kół zębatych umożliwia on kręcenie się półosi (kół) z różnymi prędkościami w tym samym czasie. W codziennym użytkowaniu, gdy mamy do czynienia z dosyć jednolitym podłożem (zazwyczaj asfalt) takie rozwiązanie z powodzeniem spisuje się w znakomitej większości samochodów. Jednakże ma ono jedną główną wadę – otóż działanie klasycznego mechanizmu różnicowego polega na przekazywaniu momentu obrotowego na oba koła, niezależnie od napotykanego oporu. Innymi słowy koło o mniejszym oporze może obracać się szybciej od koła mającego większy opór tak długo, jak średnia prędkość obu kół odpowiadać będzie prędkości wałka atakującego. Jeżeli wyobrazimy sobie sytuację, w której jedno z kół stoi na bardzo przyczepnej nawierzchni (asfalt), zaś drugie na bardzo śliskiej nawierzchni (lód), to jedynie niewielki procent siły trafiającej z silnika przekazany zostanie na koło stojące na asfalcie, reszta zaś do koła stojącego na lodzie, gdyż „łatwiej” będzie tym kołem stojącym na lodzie poruszyć. Wynika to z faktu, iż siła potrzebna do przekręcenia kołem stawiającym mniejszy opór jest mniejsza, a więc proporcjonalnie szybciej kręcić (poruszać) może się jedno z kół, dostając taką samą ilość momentu obrotowego co drugie. Skutek tego jest taki, że koło mające styk z asfaltem będzie stało (lub obracało się baardzo wolno), zaś koło mające styk z lodem bardzo szybko, samochód zaś nie będzie mógł ruszyć wcale bądź będzie to mocno utrudnione. Cała energia wytworzona przez silnik niejako chce „uciec”, wydostać się z układu pod nazwą „dyferencjał” możliwie najszybszą i najkrótszą drogą. W efekcie „ucieka” tam, gdzie jest jej najłatwiej, a więc do koła, które może kręcić się swobodnie w porównaniu do drugiego, które „blokowane” jest przez przyczepną nawierzchnię. Analogicznie, auto jadące po śliskiej nawierzchni w zakręcie traci stabilność gdyż wewnętrzne, odciążone koło ślizgając się pozwala na ucieczkę mocy, wytwarzanej przez silnik, co z kolei pogarsza przyczepność, a tym samym sterowność pojazdu.


Jak już wspominałem, w większości sytuacji codziennych nie ma to większego znaczenia gdyż oba koła jednej osi posiadają mniej więcej tą samą przyczepność. Jednak w motosporcie liczy się każdy ułamek sekundy. A każda utrata przyczepności, to utrata mocy, która miast napędzać auto emitowana jest w powietrze. Każda utrata mocy z kolei, jaką realnie można byłoby przekonwertować na napędzanie pojazdu, to kolejne miejsce w stawce niżej. Zatem, aby zapobiegać efektowi „ślizgania się” mniej przyczepnego koła, co w autach o wyższych mocach jest bardzo częstym zjawiskiem, inżynierowie wpadli na pomysł tak zwanego mechanizmu różnicowego o ograniczonym poślizgu. Jak zapewne domyślacie się, dyferencjał o ograniczonym poślizgu tylko częściowo naprawia problem z utratą mocy poprzez nieobciążone koło. Jego działanie rzecz jasna postaramy się dla Was opisać w następnym krótkim artykule. Oba (czyli ten i następny) są nam niezbędne w drodze do zrozumienia po co wynalezione zostały aktywne mechanizmy różnicowe takie jak AYC by Mitsubishi, jak działają i w jaki sposób u licha sprawiają, że fizyka rozkłada ręce.
Tym razem krótko, rzeczowo i na temat. Dajcie znać, czy rozumiecie już po co w aucie jest dyferencjał (mechanizm różnicowy) otwarty. Jeśli będą nasuwały się jakieś pytania, uwagi co do wyjaśnienia działania, piszcie je w komentarzach lub kierujcie na naszą skrzynkę e-mail. 🙂
No i pamiętajcie…
Życie jest zbyt krótkie, żeby jeździć autem bez charakteru…


Źródła:
cimg
googleusercontent
skoda
pinimg
previews.123rf

0 0 vote
Article Rating
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments