Το επαναστατικό -για τα τότε δεδομένα- σύστημα τετρακίνησης του Αudi Quattro 4WD χρησιμοποιούσε μηχανικό διαφορικό περιορισμένης ολίσθησης τύπου Torsen, που τοποθετείται και σήμερα σε διάφορα μοντέλα όπως τα Audi A4, A6 και All Road. Το Torsen (Torque Sensing) αποτελείται από ένα πλανητικό σύστημα (μια μηχανική συναρμογή μετωπικών και κωνικών γραναζιών), το οποίο αντιλαμβάνεται τη διαφορά ροπής ανάμεσα στα δύο ημιαξόνια των τροχών. Στο κέντρο της συναρμογής βρίσκονται ελικοειδή γρανάζια, τα οποία μεταφέρουν τη ροπή στους άξονες, ενώ στην περιφέρειά τους εφάπτονται επιπλέον ζευγάρια οδοντωτών τροχών.
Η ιδιότητα της παραπάνω διάταξης είναι ότι η περιστροφή πραγματοποιείται κατά μια συγκεκριμένη φορά, ενώ κατά την αντίθετη η συναρμογή “κλειδώνει”. Πιο απλά, όταν ο ένας τροχός σπινάρει η ροπή μεταδίδεται στον άλλο που δεν γυρίζει, δηλαδή σε αυτόν που έχει πρόσφυση. Το μηχανικό σύστημα Torsen αντιδρά άμεσα παρέχοντας μόνιμη κίνηση και στους τέσσερις τροχούς, ενώ δεν “εξαπατάται” από διάφορες καταστάσεις, όπως συμβαίνει στους συνεκτικούς συμπλέκτες οι οποίοι κατά τη διάρκεια φρεναρίσματος πολλές φορές “κλειδώνουν”, καθώς αντιλαμβάνονται τη διαφορά περιστροφής των τροχών.
Το διαφορικό Torsen μπορεί να τοποθετηθεί σε όλες τις διατάξεις μετάδοσης στον εμπρός και τον πίσω άξονα ενώ μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως κεντρικό διαφορικό. Το βασικότερο μειονέκτημά του έγκειται στο μεγάλο βάρος, την αδράνεια και την τριβή των φερόμενων μαζών των γραναζιών. Τα Toyota RAV 4 (προηγούμενης γενιάς) και Lexus RX300 διαθέτουν κεντρικό Torsen που συνδυάζεται με συνεκτικό συμπλέκτη ενώ το Jeep Cherokee 3,7 και το Subaru Forester έχουν ίδιο διαφορικό στον πίσω άξονα τους. Μηχανικά Torsen συναντούμε στους πίσω άξονες και σπορ αυτοκινήτων (Mazda MX-5 2.0, Toyota MR-2), σε αρκετές περιπτώσεις ελέγχονται και συνδυάζονται με ηλεκτρονικούς μηχανισμούς (BMW M3, Mitsubishi EVO) καθώς και στον εμπρός άξονα αγωνιστικών αυτοκινήτων.
Περί διαφορικών…
Ένα απλό κοινό διαφορικό επιτρέπει σε ένα ζεύγος τροχών να περιστρέφεται με διαφορετική ταχύτητα αλλά την ροπή την κατανέμει ισομερώς. Αν δηλαδή ο ένας τροχός βρεθεί σε ολισθηρή επιφάνεια και σπινάρει τότε η ροπή που μεταφέρεται στον άλλο είναι ανάλογα μικρή με αποτέλεσμα το όχημα να ακινητοποιείται. Θα σας έχει τύχει σε ανηφόρα με βρεγμένο οδόστρωμα ο ένας τροχός να σπινάρει τρελά και ο άλλος να μένει ακίνητος, όπως και το αυτοκίνητο σας. Εκείνη την στιγμή το διαφορικό κατανέμει την ίδια ροπή στον τροχό που σπινάρει στο βρεγμένο με τον τροχό που πατά στο στεγνό οδόστρωμα.
Ίδια ροπή αλλά διαφορετική περιστροφική ταχύτητα, οπότε το συμπέρασμα είναι πως το διαφορικό κατανέμει ροπή και επιτρέπει ελευθερία κίνησης (περιστροφικής). Με άλλα λόγια: το διαφορικό κατανέμει την ροπή στρέψης που δέχεται προς τους τροχούς ώστε αυτοί να περιστρέφονται ταυτόχρονα αλλά με διαφορετική ταχύτητα. Για ισχύ δεν θα πρέπει να μιλάμε καθώς η κίνηση των γραναζιών έχει να κάνει με την δύναμη που ασκείται στην επιφάνεια των οδοντώσεων των γραναζιών, όπως και στα κιβώτια ταχυτήτων.
Αν τώρα υποθέσουμε πως σε ένα τετρακίνητο έχουμε από ένα κοινό διαφορικό σε κάθε άξονα τότε τι θα γίνει όταν κάθε ζεύγος τροχών αρχίζει να σπινάρει; Το άλλο ζεύγος θα ακινητοποιηθεί και για αυτό απαιτείται η χρήση ενός κεντρικό διαφορικού περιορισμένης ολίσθησης που θα ρυθμίζει την ροπή που θα περνά σε κάθε άξονα.
Ωστόσο, το κοινό διαφορικό δεν μπορεί να αντιληφθεί την ροπή που πρέπει να φτάσει σε κάθε τροχό και την λύση δίνουν τα διαφορικά περιορισμένης ολίσθησης. Στην ευθεία και στις στροφές με ικανοποιητική πρόσφυση λειτουργούν όπως τα κοινά διαφορικά αλλά όταν κάποιος τροχός χάσει πρόσφυση τότε η ροπή περνά στον τροχό με την μεγαλύτερη. Θα έχετε ακούσει μηχανικούς να μιλούν για μπλοκέ π.χ. 30%. Αυτός είναι ο συντελεστής ενός μπλοκέ που βγαίνει από την αναλογία της διαφοράς ροπής ανάμεσα στους τροχούς και το οδόστρωμα / την ολική ροπή που μεταφέρεται στους κινητήριους τροχούς. Το πηλίκο πολλαπλασιάζεται επί 100%.
Για διαφορά περιστροφής αναφερόμαστε στα μπλοκέ σιλικονούχα διαφορικά δίσκων, τους γνωστούς συνεκτικούς συμπλέκτες, καθώς από την διαφορά περιστροφής του εμπρός και πίσω άξονα προκύπτει θερμότητα και διαστολή της σιλικόνης με αποτέλεσμα ένα ελατήριο να «κουμπώνει» τους δίσκους. Στέκομαι στους συνεκτικούς συμπλέκτες γιατί αξίζει να σημειωθεί πως όσο μικρότερη είναι η διαφορά περιστροφής ανάμεσα στους δύο άξονες τόσο μικρότερη είναι η μεταφορά της ροπής. Με άλλα λόγια, θεωρητικά όταν το όχημα κινείται στην ευθεία δεν έχουμε διαφορά περιστροφής και η ροπή που περνά στον πίσω άξονα είναι μηδενική. Στην περίπτωση που ο συνεκτικός συμπλέκτης συνεργάζεται με κεντρικό διαφορικό τότε έχουμε αναλογία 50:50.
