Diferencial é um complexo sistema
de engrenagens que permitem que as rodas motrizes, de um
mesmo eixo, girem em velocidades angulares diferentes. É
composto de um pinhão cônico e uma coroa dentada, onde
se acopla a caixa do diferencial ou caixa de satélites e
onde são fixadas as semi-árvores de transmissão.
Seu funcionamento foi elaborado pelo francês Onesiforo
Pecqueur (Chefe de Oficina no Conservatório de Artes e
Ofícios de Paris) em 1827, baseando-se no conceito de
que duas rodas motrizes percorrendo o mesmo caminho, com
o mesmo raio de rolamento, possuem a mesma velocidade
angular; mas, nas curvas, a roda externa escorrega
(patina ou derrapa) por percorrer maior distância que a
interna. Para evitar este inconveniente, o conjunto de
planetárias e satélites entra em ação, permitindo que
as semi-árvores girem com velocidades diferentes entre
si.
À medida em que a roda interna diminui sua rotação, o
mesmo ocorre com sua planetária correspondente a essa
semi-árvore. As engrenagens satélites atuam como uma
balança, mantendo igual carga nos dentes das duas
planetárias, o que permite diferentes rotações das
semi-árvores.
Se a velocidade do veículo permanecer constante (100%)
em curvas e a velocidade da roda interna cair para 90%, a
roda externa terá sua velocidade elevada para 110%. Se a
velocidade for nula (roda parada), a outra rodará a
200%.
Em suma, o pequeno torque de atrito
interno é o componente do sistema que faz com que as
duas rodas motrizes girem em velocidades diferentes. Em
linha reta não existe rotação dos satélites -- se o
veículo não fizesse curvas, o pinhão e a coroa dariam
conta do recado.
O diferencial é fator de equilíbrio, repartindo o
esforço de giro entre as duas rodas igualmente, o que
acarreta um inconveniente: quando, por qualquer motivo,
uma roda motriz perde aderência, a potência
desenvolvida é "descarregada" sobre essa roda,
aumentando sua rotação. Esta repartição em partes
iguais faz com que uma das rodas gire em falso e a outra
(com aderência, mas sem força) não possua torque
suficiente para deslocar todo o peso do veículo. Daí a
aplicação de dispositivos autobloqueantes.
O autobloqueante é um limitador da atividade do
diferencial. O fato de, quando uma roda gira em falso,
ainda que momentaneamente, haver uma transmissão
integral de força para a roda oposta, dobrando sua
rotação e absorvendo todo o torque (o torque se
concentra na roda que teve sua aderência ao solo
reduzida ou eliminada), enquanto a oposta está
destracionada, gera uma situação inconveniente em uma
curva, por exemplo. O autobloqueante incorporado ao
diferencial convencional evita a perda da tração. O
mais conhecido e aplicado, por sua eficácia e baixa
manutenção, é o de placas de atrito.
Os diferenciais autobloqueantes corrigem a rotação
excessiva de uma roda em relação à outra, isto é,
reduzem a rotação da roda que desliza, transferindo
maior potência para que a que tem aderência, bloqueando
o diferencial e fazendo com que as rodas girem
forçosamente na mesma velocidade. Isto se faz através
de um dispositivo similar a uma embreagem de placas que,
quando acionada, faz com que a planetária gire
solidária à caixa do diferencial, neutralizando assim o
efeito diferencial.
O processo de avaliação de seu rendimento e eficácia
de projeto está vinculado ao seu percentual de
deslizamento, isto é, o quanto é permitido que as
semi-árvores transmitam mutuamente, por atrito, do
torque recebido. O diferencial autobloqueante é tanto
mais eficaz quanto maior seu deslizamento: em um veículo
que tem um deslizamento de 25%, as semi-árvores
transmitem apenas 1/4 do torque recebido.
Suas principais vantagens são:
- aumento de estabilidade, principalmente em curvas;
- aumento da tração, com ganho em tempo nas saídas de
curva, fundamental em competição;
- deslocamento sob condições adversas (pisos com
aderência reduzida). |