Mechanizm różnicowy typu Torsen

W celu wyeliminowania wad typowych mechanizmów różnicowych powstało kilka bardziej zaawansowanych rozwiązań. Jednym z nich jest mechanizm różnicowy typu Torsen. Układ ten pozwala na przeniesienie napędu do bardziej obciążonej osi czyli do osi o większej przyczepności do podłoża. Mechanizm ten produkowany jest obecnie przez firmę Gleason. Zasada działania całego mechanizmu opiera się tylko na rozwiązaniach mechanicznych, dlatego nie zajdziemy w układzie tym nie zastosowane żadnego sterowania elektronicznego. Rozwiązanie to stosowane może być zarówno jako mechanizm różnicowy pomiędzy kołami jednej osi jak i między osiowy mechanizm różnicowy.

Budowa i zasada działania

Poruszając się na prostym odcinku drogi mechanizm różnicowy typu Torsen zachowuje się jak klasycznym mechanizm różnicowy rozdzielając moment obrotowy pomiędzy kołami pojazdu w równym stosunku. Kiedy natomiast jedno z kół zacznie tracić przyczepność następuje zadziałanie wewnętrznego blokowania na skutek zastosowania odpowiedniej przekładni a przez co znacznie większy moment napędowy kierowany jest do koła o lepszej przyczepności.

Istota działania omawianego mechanizmu typu T1 opiera się na zastosowaniu odpowiedniej przekładni. Mianowicie w rozwiązaniu tym zastosowano koła koronowe wykonane w postaci walców o uzębieniu śrubowym Invex, które to również są patentem firmy Gleason. Napęd przekazywany jest z obudowy przez wspomniane koła koronowe do zazębionymi z nimi satelitami. W efekcie powoduje to powstanie znacznych sił na skośnym uzębieniu, które powodują docisk koła koronowego do obudowy mechanizmu. Pomiędzy obudową a kołami koronowymi znajdują się specjalne podkładki cierne. W chwili gdy jedno z kół utraci swoją przyczepność następuje zwiększenie siły docisku a zarazem wzrost tarcia pomiędzy podkładkami. Dobierając odpowiednio różny współczynnik tarcia podkładek można w określony sposób zmieniać parametr blokowania mechanizmu Torsen zwany TBR ( Torque Bias Ratio). Parametr ten w rozwiązaniu typu T1 wynosić może od 2,5:1 do 6:1.

W czasie hamowania natomiast co ma szczególne znaczenie w pojazdach wyposażonych w układy ABS oraz ESP wspomniane wcześniej siły tarcia przez zastosowanie kół koronowych z zębami pochylonymi w tym samym kierunku wywoływane są po przeciwnej stronie obudowy. Korzystając z tej właściwości stosując różne rodzaje podkładek ciernych po obu stronach obudowy spowodować można, że współczynnik TBR będzie odpowiednio inny przy przyśpieszaniu i przy hamowaniu. Umożliwiając tym samym pracę wspomnianych układów ABS i ESP, w których to współczynnik blokowania mechanizmu różnicowego powinien być jak najmniejszy.

Rodzaje

W obecnym czasie istnieją 3 zasadnicze rodzaje mechanizmu Torsen.

W pierwszym z nich typu T1 opisanym wcześniej zastosowano przekładnię planetarną typu INVEX. W kolejnych rozwiązaniach zasadniczą różnicą jest umieszczenie kół koronowych w taki sposób ze ich osie skierowane są w taki sam sposób jak innych współpracujących ze sobą elementów.

W rozwiązaniu typu T2 udało się zmniejszyć luz miedzy współpracującymi ze sobą zębami przez co miedzy innymi zmniejszono hałas pracy urządzenia. Odmianą rozwiązania T2 jest odmiana T2-R, która pozwala na wprowadzenie wstępnego blokowania mechanizmu różnicowego co umożliwia sprawne przekazywanie napędu nawet w chwili gdy jedno z kół zostanie oderwane od podłoża. Mechanizm ten stosowany jest zazwyczaj w samochodach sportowych natomiast uniemożliwia zastosowanie w samochodach seryjnych gdyż zakłócałby pracę układów takich jak ABS czy ESP.

Trzecim rozwiązaniem jest rozwiązanie typu T3. W rozwiązaniu tym satelity przekładni planetarnej są pozycjonowane w obudowie na swojej zewnętrznej płaszczyźnie. Mechanizm ten dzięki swojej konstrukcji umożliwia przekazywanie momentu napędowego w różnych proporcjach podczas poruszania się w warunkach normalnej przyczepności. Dlatego jest on stosowany głównie jako mechanizm centralny rozdzielający moment napędowy pomiędzy osiami pojazdu.

Stosowanie mechanizmu różnicowego typu Torsen przyniosło pewne dość znaczne korzyści w produkcji pojazdów. Wielu producentów zdecydowało się na jego użycie. Można go spotkać w takich pojazdach jak Honda S2000, Audi Q7 czy Lexsus LS600. Z pewnością dalsze prace nad udoskonalaniem mechanizmów różnicowych przyniosą dodatkowe zalety lub czego również nie można wykluczyć spowodują całkowite wyeliminowanie tych mechanizmów na korzyść innym lepszych rozwiązań.