El diferencial central també es coneix com a diferencial entre-eixos. Per als vehicles de tracció de diversos-eixos, els eixos de tracció estan connectats per eixos de tracció. El diferencial central permet que cada eix motriu tingui diferents velocitats angulars d'entrada per eliminar el lliscament de les rodes motrius a cada eix. Els tipus de diferencials centrals inclouen: diferencial central obert, diferencial d'embragatge multi-disco, diferencial Torsen i diferencial d'acoblament viscós.
Quan un vehicle està en moviment, no només viatja en línia recta sinó que també fa diversos girs. Quan un vehicle gira, les trajectòries de les quatre rodes són quatre arcs amb radis diferents. Això dóna lloc a diferents velocitats de rotació de les quatre rodes. Si les rodes només poguessin girar a la mateixa velocitat, el vehicle no podria girar. Fins i tot si es veiés obligat a girar, l'eix central es trencaria a causa de la diferència de velocitats de les rodes. Per tant, es necessita un diferencial per aconseguir la velocitat diferencial, descomposant la velocitat de rotació fixa de l'eix de sortida del motor en diferents velocitats i transmetent-les a les rodes.
Quan un vehicle gira, el radi de gir de les rodes davanteres és més gran que el de les rodes posteriors del mateix costat. Per tant, les rodes davanteres giren més ràpid que les posteriors i les quatre rodes segueixen camins completament diferents. Així, els vehicles de quatre-tracció requereixen un diferencial central per distribuir el parell entre els eixos davanter i posterior.
Els tipus de diferencials centrals inclouen: diferencial central obert, diferencial d'embragatge multi-disco, diferencial Torsen i diferencial d'acoblament viscós.
I. Diferencial central obert
Un diferencial obert és aquell que no té restriccions i pot funcionar amb normalitat quan el vehicle gira. El conjunt d'engranatges planetaris no té cap dispositiu de bloqueig. Si un vehicle amb tracció a les quatre rodes - està equipat amb tres diferencials oberts (davant, central i posterior), si una roda llisca, tota la potència del vehicle es malgastarà en aquesta roda i les altres tres rodes no rebran cap potència.
Avantatges: Sense avantatges particulars, ja que el diferencial és una condició necessària per al funcionament normal del vehicle;
Inconvenients: en el camp dels vehicles tot-de carretera, un diferencial obert pot afectar la capacitat del vehicle per sortir de situacions difícils en carreteres no-asfaltades.
II. Diferencial d'embragatge multi-disco
El diferencial d'embragatge multi-disco genera un parell diferencial mitjançant un embragatge multi-placa humit. Aquest sistema s'utilitza sovint com a diferencial central en sistemes de tracció a les quatre rodes-a demanda. Té dos jocs de discos de fricció, un com a discs de conducció i l'altre com a discs conduïts. Els discos motrius estan connectats a l'eix davanter i els discos conduïts estan connectats a l'eix posterior. Els discos estan submergits en oli especial, i el seu enganxament i desenganxament estan controlats per un sistema electrònic.
Quan el vehicle circula en línia recta, les velocitats de rotació dels eixos davanter i posterior són les mateixes i no hi ha diferència de velocitat entre els discos conduïts i els discos conduïts. En aquest moment, els discos estan separats i el vehicle es troba bàsicament en un estat de tracció-de tracció davantera o de tracció-darrera, cosa que pot estalviar combustible. Durant el gir, els eixos davanter i posterior tenen diferents velocitats de rotació, i els discos conduïts i conduïts també tenen una diferència de velocitat. Tanmateix, com que la diferència de velocitat no ha arribat al valor preestablert del sistema electrònic, els dos jocs de discos romanen separats i el gir del vehicle no es veu afectat.
Quan la diferència de velocitat entre els eixos davanter i posterior supera un cert límit, per exemple, quan les rodes davanteres comencen a lliscar, el sistema de control electrònic controlarà el mecanisme hidràulic per pressionar l'embragatge multipla-i els discos conduïts i conduïts entraran en contacte, de manera similar a l'engranatge d'un embragatge. El parell es transmet des dels discos motrius als discos conduïts, aconseguint així la tracció a les quatre -rodes.
Les condicions d'acoblament i la relació de distribució del parell del diferencial de lliscament limitat de -placa de fricció-multipla estan controlades pel sistema electrònic, amb una velocitat de resposta ràpida. Alguns models també tenen una funció de control manual "BLOQUEACIÓ", on els discos de conducció i d'accionament poden romandre completament enganxats, de manera similar a l'estat de bloqueig de la tracció a les quatre rodes dels vehicles professionals fora de carretera-. Tanmateix, les plaques de fricció només poden transferir fins a un 50% del parell a les rodes posteriors, i l'ús d'alta-intensitat pot provocar que les plaques de fricció s'escalfin i fallin.
Avantatges: resposta ràpida i pot participar a l'instant; la majoria dels models estan connectats electrònicament i no requereixen control manual;
Desavantatges: només pot transferir fins a un 50% de la potència a les rodes posteriors i és propens a sobreescalfar-se amb càrregues elevades.
III. Diferencial Torsen
El nom "Torsen" prové de "Torque-sensing Traction". El nucli de Torsen és el sistema d'engranatge de l'engranatge i la roda de cuc. Des de la visió estructural del diferencial Torsen, es pot veure que hi ha rodes de doble cuc i engranatges sinc. És precisament el seu engranatge i enclavament mútus, així com la transmissió unidireccional del parell des de la roda de cuc a l'engranatge de sinc, el que realitza la funció de bloqueig del diferencial, que limita el lliscament. Durant la conducció normal en una corba, els diferencials davanter i posterior actuen com a diferencials tradicionals, i els engranatges de cuc no afecten les diferents velocitats dels mitjans eixos. Per exemple, quan el vehicle gira a l'esquerra, la roda dreta gira més ràpid que el diferencial, mentre que la roda esquerra gira més lentament. Les rodes de cuc amb diferents velocitats poden coincidir amb precisió i engranar-se de manera sincrònica amb els engranatges. En aquest moment, la roda de cuc i l'engranatge de cuc no estan bloquejats perquè el parell es transmet des de la roda de cuc a l'engranatge de cuc. Tanmateix, quan un costat de la roda llisca, entra en joc el conjunt de la roda de cuc i l'engranatge de cuc, i mitjançant el diferencial Torsen o l'embragatge hidràulic multi-disc, la distribució de potència s'ajusta automàticament i ràpidament.
Quan el vehicle circula amb normalitat, la carcassa del diferencial P gira, fent girar simultàniament els engranatges sinc 3 i 4. En aquest moment, no hi ha cap rotació relativa entre 3 i 4, de manera que l'eix 1 vermell i l'eix 2 verd giren a la mateixa velocitat. No obstant això, quan un costat de l'eix troba una major resistència mentre l'altre costat està al ralentí, per exemple, l'eix vermell troba una major resistència, llavors inicialment roman estacionari, mentre la carcassa del diferencial encara gira, fent que l'engranatge sinc 4 rodi per l'eix vermell. Com a 4 rotllos, també fa girar 3, però 3 i l'eix verd 2 tenen un efecte d'auto-bloqueig, de manera que la rotació de 3 no pot fer girar l'eix verd 2. Per tant, 3 deixa de girar i, al mateix temps, 4 també deixa de girar. Així, 4 només pot girar l'eix vermell juntament amb la rotació de la carcassa del diferencial, distribuint el parell a l'eix vermell i permetent que el vehicle surti de la situació.
El dispositiu més bàsic és el diferencial autoblocant-detecció de parell central-, que pot ajustar contínuament la potència de sortida entre els eixos davanter i posterior de 25:75 a 75:25 segons l'estat de conducció, i la resposta és extremadament ràpida, gairebé sense retard (les característiques del parell-detecció s'han analitzat amb detall i{7}}autobloqueig diferencial). amb el suport del programa d'estabilitat electrònica, es millora encara més la iniciativa de distribució d'energia.
En poques paraules, el diferencial Torsen és un diferencial mecànic pur totalment automàtic, és a dir, no requereix control manual i és 100% fiable i té transmissió directa. Des d'una certa perspectiva, és un disseny molt equilibrat.
Avantatges: pot proporcionar comentaris sobre la diferència de resistència entre les rodes motrius en un instant i distribuir la sortida del parell. A més, la característica de bloqueig-és lineal i es pot ajustar dins d'un rang relativament ampli de parell de sortida.
Desavantatges: no hi ha un mode de tracció a dues-rodes; la capacitat de lliscament-limitada del diferencial és limitada i la potència no es pot transmetre completament a una determinada roda.
IV. Diferencial d'acoblament viscós
El diferencial d'acoblament viscós és un dispositiu intel·ligent per distribuir automàticament la potència en els vehicles de tracció integral-actuals. Normalment s'instal·la als-vehicles amb tracció integral en funció de la-tracció davantera. Aquests vehicles solen conduir en mode de tracció-de tracció davantera. La característica més significativa de l'acoblament viscós és que pot distribuir automàticament la potència a l'eix motriu posterior sense l'operació del conductor.
El principi de funcionament de l'acoblament viscós és una mica similar al d'un embragatge multi-disco. Hi ha moltes plaques interiors a l'eix d'entrada, que s'insereixen entre les moltes plaques exteriors de la carcassa de l'eix de sortida, i s'omple oli de silicona d'alta-viscositat. L'eix d'entrada està connectat a la caixa de transmissió i transferència del motor-muntat davanter, i l'eix de sortida està connectat a l'eix motriu posterior.
Durant la conducció normal, no hi ha diferència de velocitat entre les rodes davanteres i posteriors, i l'acoblament viscós no funciona, de manera que la potència no es distribueix a les rodes posteriors i el vehicle encara es comporta com un vehicle de tracció davantera-. Quan un cotxe circula per carreteres gelades i nevades, les rodes davanteres poden girar de manera ociosa i hi haurà una diferència significativa en la velocitat de rotació entre les rodes davanteres i posteriors. L'oli de silicona entre les plaques interior i exterior de l'acoblament viscós s'agita i comença a expandir-se a causa de la calor, generant una gran resistència viscosa que impedeix el moviment relatiu entre les plaques interior i exterior i produeix un parell considerable. Així, la potència es transmet automàticament a les rodes posteriors i el cotxe es converteix en un vehicle amb tracció a les quatre rodes-.
Quan el cotxe gira, l'acoblament viscós també pot absorbir la diferència de velocitat entre les rodes davantera i posterior causada per la diferència interior de la roda, funcionant com a diferencial. Durant la frenada, pot evitar que les rodes posteriors es bloquegin primer.
Avantatges: Mida compacta, estructura senzilla i baix cost de producció.
Desavantatges: resposta lenta, relació de distribució de parell petita, incapacitat de controlar manualment l'engranatge i el desenganxament i possibles errors a causa del sobreescalfament sota càrrega elevada.