Como a maioria das coisas nos automóveis modernos, uma simples peça de engrenagem conhecida como o diferencial que passou por uma constante refinação e experimentação, conduziu a uma variedade de tipos, cada um com as suas próprias vantagens e desvantagens.
Assim, iremos expor no presente artigo do que se trata, alguns dos seus tipos e características.
O QUE É UM DIFERENCIAL?
O conceito de diferencial é indicado por forma a permitir que as rodas de um veículo instaladas sobre um mesmo eixo possam rodar independentemente uma da outra.
Aliás, anteriormente isso não se verificava, mas com o advento dos motores que acionam as rodas dianteiras ou traseiras para impulsionar um veículo, acabou por se transformar num novo problema que teve que ser superado, ou seja, como permitir a rotação independente.
Isso porque os mecanismos designados diferenciais, que são instalados dentro das carcaças dos eixos, tanto do dianteiro como do traseiro, são projetados não apenas para o fornecimento de tração por meio de eixos de transmissão separados para cada uma das duas rodas, mas também para permitir que essas rodas rodem a diferentes velocidades.
ALGUNS TIPOS DE DIFERENCIAL
Aquando do surgimento dos primeiros automóveis verificava-se que os mesmos simplesmente moviam apenas uma roda num eixo independente. Mas isso estava longe de ser o ideal, pois significava que tinham pouca potência e enfrentavam problemas frequentes de tração, em qualquer lugar que não fosse solo firme e nivelado.
Eventualmente, isso levou ao desenvolvimento do diferencial aberto antes que outros tipos mais complicados fossem desenvolvidos para superar condições de direção mais complexas.
Diferencial aberto
Um diferencial na sua forma mais básica compreende duas metades de um eixo com uma engrenagem em cada extremidade, ligadas entre si por uma terceira engrenagem composta por três lados de um quadrado. Isto é normalmente complementado por uma quarta engrenagem para maior resistência, completando o quadrado.
Esta unidade básica é então aumentada por uma coroa dentada adicionada à caixa do diferencial que suporta as engrenagens básicas do núcleo – e esta coroa dentada permite que as rodas sejam motorizadas ligando-se ao eixo motor através de um pinhão.
Este arranjo de engrenagens constitui o diferencial de tipo aberto e é o tipo mais comum de diferencial dos automóveis, a partir do qual derivaram sistemas mais complexos.
A vantagem deste tipo é principalmente limitada à função básica de qualquer diferencial, concentrando-se principalmente na capacidade do eixo realizar uma curva de forma mais eficaz, permitindo que a roda no exterior da curva se desloque a uma velocidade mais rápida do que a roda interior, dado que acaba por cobrir mais terreno.
Beneficia igualmente do facto do seu design básico ser relativamente mais económico de ser fabricado.
A desvantagem deste tipo é que, como o torque é dividido uniformemente entre as duas rodas, a quantidade de potência passível de ser transmitida através das rodas é limitada pela roda com a menor quantidade de aderência.
Uma vez que o limite de tração de ambas as rodas combinadas seja atingido, a roda com a menor quantidade de tração irá começar a patinar – reduzindo, desta forma, ainda mais esse limite, dado existir ainda menor resistência da roda já em rotação.
Bloqueio do diferencial
O bloqueio do diferencial é uma variante encontrada em alguns veículos, principalmente em veículos todo-o-terreno. É essencialmente um diferencial aberto com a capacidade de ser bloqueado no local para criar um eixo fixo, em vez de um independente. Isto pode acontecer manualmente ou eletronicamente, dependendo da tecnologia do veículo.
A vantagem do bloqueio do diferencial é a sua capacidade de ganhar uma quantidade consideravelmente maior de tração do que um diferencial aberto. Como o torque não é dividido 50/50 de igual forma, pode canalizar mais torque para a roda que tem a melhor tração, não sendo limitado pela menor tração da outra roda em nenhum momento.
Uma desvantagem dos diferenciais bloqueados designa-se por travamento, que ocorre quando o excesso de energia rotacional (torque) é acumulado dentro da unidade de tração e ocorre a necessidade de ser libertado – normalmente conseguido pelas rodas que deixam o solo para repor a posição.
Diferencial de deslizamento limitado
Por meio de um sistema mais complicado, o trabalho do LSD (Limited Slip Differential) serve para combinar os benefícios dos diferenciais Aberto e de Bloqueio.
Um diferencial de deslizamento limitado impede que a potência excessiva seja atribuída a uma roda, e mantém assim ambas as rodas em rotação motorizada, assegurando que a tração não será limitada à roda que pode suportar a quantidade mínima de potência.
Uma das categorias é o LSD de embraiagem mecânica, que envolve a engrenagem central vista no diferencial aberto com um par de anéis de pressão, que exercem força em dois conjuntos de placas de embraiagem posicionados ao lado das mudanças de velocidade. Isso fornece resistência à rotação independente das rodas, alterando o efeito do diferencial de aberto para o de bloqueio – e proporciona a tração aumentada que esse tipo beneficia em relação a um diferencial aberto.
TIPOS DE BLOQUEIO DO DIFERENCIAL ELETRÓNICO
EDL (Electronic Differential Lock)
Na estrada com superfícies diferentes de cada lado, por exemplo, asfalto seco de um lado e gelo e neve do outro, irá gostar do Bloqueio Eletrónico do Diferencial – EDL. Este sistema funciona com os sensores ABS. Bloqueio do diferencial eletrónico.
Se uma roda motriz perder a aderência em condições difíceis de direção, impedindo o veículo de se mover por uma força de travagem definida, a roda que não agarra o solo é travada, de forma que a tensão do garfo na roda é desviada para a roda com melhor aderência, permitindo assim o movimento.
A unidade de controle eletrónico recebe continuamente dados dos sensores ABS, velocidade das rodas sob as rodas. Se a ECU (Engine Control Unit) detetar uma roda a deslizar, irá aplicar a pressão do travão para corresponder à velocidade da segunda roda que não desliza. Isso leva também o torque à roda com melhor tração, que é capaz de transferir mais potência.
As vantagens do EDL são mais evidentes durante a aceleração ou subida de ladeiras com tração reduzida sob uma das rodas.
O bloqueio eletrónico do diferencial (EDL) tem a capacidade de usar travões de roda individuais (sensores ABS monitorados) para limitar a derrapagem individual das rodas. Isto foi implementado nas diferenças do eixo dianteiro e traseiro para operar em velocidades de até 80 km / h. Ou seja, pode ser visto como se uma roda perder a tração, permite a transferência de um torque maior na outra roda que tem uma melhor tração.
O EDL é um sistema eletrónico, que utiliza o Sistema Antibloqueio de Travagem (ABS) existente, parte do Programa Eletrónico de Estabilidade (ESP), que só trava uma roda num eixo, o que permite, portanto, a transferência de torque do fuso para as rodas que têm tração.
O bloqueio do diferencial eletrónico permite arranques suaves e seguros em superfícies de rua com fricção dividida e com diferentes níveis de aderência. Reduz, igualmente, o desgaste dos pneus.
EDLC (Electronic Differential Lock Control)
O EDLC, Controlo do Bloqueio Eletrónico do Diferencial, usa os travões das rodas dianteiras para limitar a rotação das rodas enquanto acelera. No passado, se fizesse uma curva fechada na primeira velocidade com o DSC (Dynamic Stability Control) – Controlo de Estabilidade desligado e acertasse o pé, um MCS (Mixture Control Solenoid) – Solenóide de Controlo de Mistura, sem deslizamento limitado mecânico normalmente iria ocasionar fumos no pneu interno. Com o EDLC, pode acelerar e dificilmente haverá qualquer rotação da roda, permitindo que faça curvas mais rapidamente e obtenha velocidades de saída mais rápidas. O EDLC é ativado mantendo o botão DTC (Dual Clutch Transmission) -Transmissão de Dupla Embraiagem pressionado por três segundos. Isso desligará o DSC e o DTC completamente e, até certo ponto, imita o DSC desativado e a configuração do diferencial de deslizamento limitado mecânico.
No entanto, há uma área onde o EDLC supostamente leva o melhor na configuração do diferencial de deslizamento limitado mecânico. Enquanto a opção do diferencial de deslizamento limitado mecânico gere o deslizamento de torque em até 30%, o EDLC o divide mais uniformemente em 50%.
COMO FUNCIONA UM DIFERENCIAL NO MODO 4X4
Ter tração às quatro rodas não significa que os veículos não possam ficar presos, por exemplo, em superfícies pantanosas ou outras.
No entanto, em qualquer uma dessas situações ou outras podem exigir mais tração do que um sistema de transmissão 4×4 padrão pode fornecer, independentemente de o veículo estar equipado com um diferencial de deslizamento limitado mecânico ou com pneus todo-o-terreno.
A melhor maneira de maximizar a tração do veículo 4×4 (e também 4×2) é instalar um bloqueio do diferencial.
Existem, igualmente, dúvidas sobre a “tração às quatro rodas” e isso deriva do próprio nome, o que implica que todas as quatro rodas estão a ser movidas durante todo o tempo. Pese embora isso seja verdade, ou seja, que no modo 4×4 a tração do motor está a ser enviada em simultâneo para ambos os eixos, dianteiro e traseiro, o facto é que apenas uma roda em cada um desses eixos está a ser “rodada” a maior parte do tempo.
Embora um diferencial padrão ou ‘aberto’ funcione perfeitamente durante as curvas em estradas de betume aderentes, por outro lado, pode funcionar contra o veículo em situações onde a tração é comprometida, como uma rampa de um barco escorregadia ou exemplos de locais de trabalho acidentados.
Dado que um diferencial envia toda a sua tração para a roda com a menor resistência, é óbvio que se uma roda parar a tração e a força continuar a ser aplicada, isso resultará numa rotação inútil da roda enquanto a outra roda fica imóvel. Se isso acontecer nas duas extremidades de um 4×4 ao mesmo tempo, acaba por não sair do local em causa tão depressa.
Desta forma, algumas transmissões 4x4s de tempo integral equipadas com um terceiro diferencial ou ‘central’ podem ser a melhor solução nessa situação.
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