Diferensial pusat juga dikenal sebagai-diferensial antar gandar. Untuk kendaraan berpenggerak multi-gandar, gandar penggerak dihubungkan dengan poros penggerak. Diferensial pusat memungkinkan setiap poros penggerak memiliki kecepatan sudut masukan yang berbeda untuk menghilangkan geseran roda penggerak pada setiap poros. Jenis diferensial sentral meliputi: diferensial sentral terbuka, diferensial kopling multi-pelat, diferensial Torsen, dan diferensial kopling kental.
Ketika suatu kendaraan sedang bergerak, ia tidak hanya bergerak lurus tetapi juga menempuh berbagai belokan. Pada saat kendaraan sedang berbelok, lintasan keempat rodanya berupa empat busur dengan jari-jari yang berbeda-beda. Hal ini mengakibatkan kecepatan putaran keempat roda berbeda-beda. Jika roda hanya dapat berputar dengan kecepatan yang sama, maka kendaraan tidak akan dapat berbelok. Kalaupun dipaksa berbelok, poros tengahnya akan patah akibat perbedaan kecepatan roda. Oleh karena itu, diperlukan diferensial untuk mencapai kecepatan diferensial, dengan menguraikan kecepatan putaran tetap poros keluaran mesin menjadi kecepatan yang berbeda-beda dan meneruskannya ke roda.
Pada saat kendaraan berbelok, radius putar roda depan lebih besar dibandingkan radius putar roda belakang pada sisi yang sama. Oleh karena itu, roda depan berputar lebih cepat daripada roda belakang, dan keempat roda mengikuti jalur yang sangat berbeda. Oleh karena itu,-kendaraan roda empat memerlukan diferensial tengah untuk mendistribusikan torsi antara gandar depan dan belakang.
Jenis diferensial sentral meliputi: diferensial sentral terbuka, diferensial kopling multi-pelat, diferensial Torsen, dan diferensial kopling viskos.
I. Buka Diferensial Pusat
Diferensial terbuka merupakan diferensial yang tidak memiliki batasan dan dapat bekerja normal pada saat kendaraan berbelok. Set roda gigi planetary tidak memiliki alat pengunci. Jika kendaraan-roda dilengkapi dengan tiga diferensial terbuka (depan, tengah, dan belakang), jika salah satu roda tergelincir, seluruh tenaga kendaraan akan terbuang pada roda ini, dan tiga roda lainnya tidak akan menerima tenaga apa pun.
Keuntungan: Tidak ada keuntungan khusus, karena diferensial merupakan kondisi yang diperlukan untuk pengoperasian normal kendaraan;
Kekurangan: Di bidang kendaraan off-jalan raya, diferensial terbuka dapat memengaruhi kemampuan kendaraan untuk keluar dari situasi sulit di jalan-tidak beraspal.
II. Diferensial Kopling Multi-pelat
Diferensial kopling-pelat multi menghasilkan torsi diferensial melalui kopling multi-pelat basah. Sistem ini sering digunakan sebagai diferensial pusat dalam sistem penggerak empat roda-permintaan-. Ia memiliki dua set cakram gesekan, satu set sebagai cakram penggerak dan yang lainnya sebagai cakram penggerak. Cakram penggerak dihubungkan ke poros depan, dan cakram penggerak dihubungkan ke poros belakang. Cakram direndam dalam oli khusus, dan pengikatan serta pelepasannya dikendalikan oleh sistem elektronik.
Pada saat kendaraan berjalan lurus, kecepatan putaran gandar depan dan belakang adalah sama, dan tidak ada perbedaan kecepatan antara cakram penggerak dan cakram yang digerakkan. Pada saat ini, cakram sudah terpisah, dan kendaraan pada dasarnya berada dalam kondisi-penggerak roda depan atau-penggerak roda belakang, yang dapat menghemat bahan bakar. Pada saat berbelok, poros depan dan belakang mempunyai kecepatan putaran yang berbeda, serta cakram penggerak dan penggerak juga mempunyai perbedaan kecepatan. Namun, karena perbedaan kecepatan belum mencapai nilai preset sistem elektronik, kedua set cakram tetap terpisah, dan putaran kendaraan tidak terpengaruh.
Ketika perbedaan kecepatan antara gandar depan dan belakang melebihi batas tertentu, misalnya, ketika roda depan mulai selip, sistem kontrol elektronik akan mengontrol mekanisme hidrolik untuk menekan kopling multi-pelat, dan cakram penggerak dan penggerak akan bersentuhan, serupa dengan pengikatan kopling. Torsi disalurkan dari cakram penggerak ke cakram yang digerakkan, sehingga menghasilkan penggerak empat-roda.
Kondisi pengikatan dan rasio distribusi torsi dari diferensial selip terbatas-gesekan multipelat dikontrol oleh sistem elektronik, dengan kecepatan respons yang cepat. Beberapa model juga memiliki fungsi "LOCK" kontrol manual, sehingga cakram penggerak dan penggerak dapat tetap bergerak sepenuhnya, mirip dengan status kunci penggerak empat roda pada-kendaraan off-road profesional. Namun, pelat gesekan hanya dapat mentransfer hingga 50% torsi ke roda belakang, dan penggunaan-intensitas tinggi dapat menyebabkan pelat gesekan menjadi terlalu panas dan rusak.
Keuntungan: Respon cepat dan dapat berinteraksi secara instan; sebagian besar model diaktifkan secara elektronik dan tidak memerlukan kontrol manual;
Kekurangan: Hanya dapat mentransfer hingga 50% tenaga ke roda belakang dan rentan mengalami panas berlebih pada beban tinggi.
AKU AKU AKU. Diferensial Torsen
Nama "Torsen" berasal dari "Torsi-penginderaan Traksi". Inti dari Torsen adalah sistem penyambungan roda gigi cacing dan roda cacing. Dilihat dari struktur diferensial Torsen terlihat adanya roda cacing ganda dan roda gigi cacing. Justru saling menyatu dan saling mengunci, serta transmisi torsi satu arah dari roda cacing ke roda gigi cacing, yang mewujudkan fungsi kunci diferensial, yang membatasi selip. Selama berkendara normal di tikungan, diferensial depan dan belakang berfungsi sebagai diferensial tradisional, dan roda gigi cacing tidak mempengaruhi perbedaan kecepatan setengah poros. Misalnya, saat kendaraan berbelok ke kiri, roda kanan berputar lebih cepat dibandingkan diferensial, sedangkan roda kiri berputar lebih lambat. Roda cacing dengan kecepatan berbeda dapat secara tepat mencocokkan dan menyatu dengan roda gigi. Pada saat ini worm wheel dan worm gear tidak terkunci karena torsi disalurkan dari worm wheel ke worm gear. Namun, ketika salah satu sisi roda tergelincir, roda cacing dan roda gigi cacing ikut berperan, dan melalui diferensial Torsen atau kopling multi-cakram hidrolik, distribusi daya disesuaikan secara otomatis dan cepat.
Saat kendaraan melaju normal, rumah diferensial P berputar, sekaligus menggerakkan roda gigi cacing 3 dan 4 untuk berputar. Pada saat ini, tidak ada putaran relatif antara 3 dan 4, sehingga poros merah 1 dan poros hijau 2 berputar dengan kecepatan yang sama. Namun bila salah satu sisi poros mendapat hambatan yang lebih besar sedangkan sisi yang lain dalam keadaan idle, misalnya poros merah mendapat hambatan yang lebih besar, maka awalnya tetap diam, sedangkan rumah diferensial masih berputar, sehingga mendorong roda gigi cacing 4 menggelinding sepanjang poros merah. Saat 4 berputar, ia juga menggerakkan 3 untuk berputar, namun 3 dan poros hijau 2 memiliki efek-mengunci sendiri, sehingga putaran 3 tidak dapat menggerakkan poros hijau 2 untuk berputar. Oleh karena itu, 3 berhenti berputar, dan pada saat yang sama, 4 juga berhenti berputar. Jadi, 4 hanya dapat memutar poros merah seiring dengan perputaran rumah diferensial, mendistribusikan torsi ke poros merah dan memungkinkan kendaraan keluar dari keadaan sulit.
Perangkat yang paling inti adalah diferensial penguncian otomatis-penginderaan torsi-sendiri, yang dapat secara terus-menerus menyesuaikan output daya antara gandar depan dan belakang dari 25:75 hingga 75:25 sesuai dengan kondisi mengemudi, dan responsnya sangat cepat, hampir tanpa jeda (karakteristik diferensial-penginderaan torsi-penguncian otomatis telah dianalisis secara mendetail sebelumnya), dan dengan dukungan program stabilitas elektronik, inisiatif distribusi daya lebih jauh ditingkatkan.
Sederhananya, diferensial Torsen adalah diferensial mekanis murni otomatis, yaitu tidak memerlukan kontrol manual dan 100% andal serta memiliki transmisi langsung. Dari sudut pandang tertentu, ini adalah desain yang sangat seimbang.
Keunggulan: Dapat memberikan umpan balik terhadap perbedaan hambatan antara roda penggerak dalam sekejap dan mendistribusikan keluaran torsi. Selain itu, karakteristik penguncian-adalah linier dan dapat disetel dalam rentang keluaran torsi yang relatif luas.
Kekurangan: Tidak ada-mode penggerak roda dua; kemampuan slip diferensial yang terbatas-terbatas, dan tenaga tidak dapat sepenuhnya disalurkan ke roda tertentu.
IV. Diferensial Kopling Kental
Diferensial kopling viskos adalah perangkat pintar untuk mendistribusikan daya secara otomatis pada kendaraan berpenggerak semua-roda saat ini. Biasanya dipasang di semua-kendaraan berpenggerak roda berdasarkan-penggerak roda depan. Kendaraan ini biasanya melaju dalam-mode penggerak roda depan. Fitur terpenting dari kopling kental adalah ia dapat secara otomatis mendistribusikan tenaga ke poros penggerak belakang tanpa harus dioperasikan oleh pengemudi.
Prinsip kerja kopling kental agak mirip dengan kopling multi-pelat. Ada banyak pelat bagian dalam pada poros masukan, yang disisipkan di antara banyak pelat luar pada rumah poros keluaran, dan diisikan oli silikon dengan viskositas tinggi. Poros masukan dihubungkan ke kotak transmisi dan transfer mesin yang dipasang di depan, dan poros keluaran dihubungkan ke poros penggerak belakang.
Selama pengendaraan normal, tidak ada perbedaan kecepatan antara roda depan dan belakang, dan kopling viskos tidak berfungsi, sehingga tenaga tidak didistribusikan ke roda belakang, dan kendaraan tetap berperilaku seperti kendaraan-penggerak roda depan. Saat mobil melaju di jalan yang tertutup es dan bersalju, roda depan mungkin berputar diam dan akan terdapat perbedaan kecepatan putaran yang signifikan antara roda depan dan belakang. Minyak silikon antara pelat dalam dan luar dari kopling kental diaduk dan mulai mengembang karena panas, menghasilkan resistansi kental yang besar yang mencegah pergerakan relatif antara pelat dalam dan luar dan menghasilkan torsi yang cukup besar. Dengan demikian, tenaga secara otomatis disalurkan ke roda belakang, dan mobil menjadi kendaraan-penggerak empat roda.
Saat mobil berbelok, viscous clutch juga dapat menyerap perbedaan kecepatan antara roda depan dan belakang yang disebabkan oleh perbedaan roda bagian dalam, berfungsi sebagai differential. Saat melakukan pengereman, dapat mencegah roda belakang terkunci terlebih dahulu.
Keuntungan: Ukuran kompak, struktur sederhana, dan biaya produksi rendah.
Kekurangan: Respons lambat, rasio distribusi torsi kecil, ketidakmampuan mengontrol pengikatan dan pelepasan secara manual, dan potensi kegagalan karena panas berlebih pada beban tinggi.