Data publikacji:
Czym jest szpera?
Szpera to powszechna nazwa specjalnej odmiany mechanizmu różnicowego (dyferencjału), który jest jednym z najbardziej istotnych elementów układu napędowego auta. Pozwala on na bezpieczne wykonywania zakrętów, a także powstrzymuje pojazd przed wpadaniem w poślizg. W odróżnieniu od klasycznego dyferencjału, szpery montuje się tylko w wybranych typach samochodów. W artykule tłumaczymy, w jakich konkretnie, a także jakie dodatkowe zadania spełniają podczas jazdy.
Szpera – co to?
Zanim omówimy szczegóły konstrukcji szpery, najpierw musimy poznać najważniejsze fakty na temat mechanizmu różnicowego, określanego też jako dyferencjał lub dyfer. Co ciekawe, jest on znacznie starszy od pojazdów spalinowych. Według najstarszych dostępnych dokumentów, które przetrwały do naszych czasu, był on używany już w trzecim wieku naszej ery. Jego wynalezienie przypisuje się chińskiemu inżynierowi Ma Junowi.
Przez setki lat dyferencjał montowany był w różnych typach prostych urządzeń mechanicznych – od narzędzi astronomicznych po te stosowane w przemyśle. Ze względu na popularność dyferencjał znajdował się już w pierwszych autach, które zaczęły być używane pod koniec XIX wieku. Co więcej, jego konstrukcja nie zmieniła się znacząco po dziś dzień i jest taka sama nawet w najnowocześniejszych pojazdach, bez względu na rodzaj zamontowanych w nich silników.
Czytaj również: Kolektor wydechowy
Dyferencjał w autach jest mechanizmem opartym na przekładniach kół zębatych i jest połączony ze skrzynią biegów. Podczas jazdy przenosi on moment obrotowy silnika na koła, wprawiając je tym samym w ruch. Dzięki przekładniom mechanizmu mogą one obracać się z różną szybkością, co ma kluczowe znaczenie podczas skręcania, ponieważ zewnętrzne koło pokonuje na zakręcie dłuższą drogę niż to znajdujące się po wewnętrznej stronie manewrującego pojazdu.
Bez dyferencjału oba koła obracałyby się z tą samą szybkością, co zwiększałoby tym samym ryzyko wpadnięcia w poślizg, przyspieszało zużycie opon, obciążało konstrukcję samochodu, a także obniżało maksymalną prędkość na zakrętach. Dyfer eliminuje te problemy, w pasywny i całkowicie mechaniczny sposób rozdzielając energię dostarczaną przez silnik.
Gdzie montuje się szperę?
Tradycyjnie mechanizm różnicowy montuje się w trzech różnych miejscach samochodu, w zależności od rodzaju napędu oraz jego typu. W większości pojazdów osobowych dyfer montuje się na przedniej osi kół, chyba że są to modele z napędem na tylne koła. W pojazdach z napędem na cztery koła umieszcza się go zazwyczaj w centralnej części podwozia. Warto jednak zauważyć, że producenci stosują tutaj różnego rodzaju patenty konstrukcyjne.
Jak już zaznaczyliśmy we wstępie, szpera to zwyczajowa nazwa specjalnej wersji mechanizmu różnicowego. Określenie to wywodzi się bezpośrednio ze słowa pochodzącego z języka niemieckiego (niem. Sperrdifferenzial), które oznacza „blokadę dyferencjału”. Szpera odpowiada na potrzeby właścicieli samochodów sportowych i terenowych, zarówno tych przeznaczonych dla amatorów, jak i profesjonalistów biorących udział w różnego typu zawodach i wyścigach.
Co jeszcze warto wiedzieć o szperze?
Standardowy dyferencjał spotykany w autach osobowych okazuje się bowiem niewystarczający dla tego rodzaju aut, przekazuje on bowiem większość momentu obrotowego silnika na wewnętrzne koło podczas jazdy po łuku lub pokonywania zakrętów. Sytuacja ta jest pożądana w przypadku zwykłego poruszania się po mieście, ale zaczyna sprawiać kłopoty podczas bardzo dynamicznej i szybkiej jazdy, także w bardzo trudnych warunkach terenowych.
Czemu tak się dzieje? Przy użyciu zwykłego dyferu większa część mocy przekazywana jest wewnętrznemu kołu, co uniemożliwia szybkie wyjście z zakrętów, np. na krętych górskich trasach lub na torach wyścigowych. Z kolei na nierównych drogach pokrytych np. szutrem lub kamieniami wewnętrzne koło na łuku styka się w mniejszym stopniu z podłożem niż jego zewnętrzny odpowiednik, co zwiększa ryzyko poślizgu, wywrotki albo zatrzymania pojazdu. Identyczna moc przekazywana obu kołom jest też nieoceniona, gdy samochód utknął w błocie, w głębokiej kałuży lub miałkim podłożu, zwiększa bowiem prawdopodobieństwo wydostania się z terenowej pułapki.
Szpera skonstruowana jest więc w taki sposób, aby po równo przekazywać moment obrotowy zewnętrznym i wewnętrznym kołom. Dodatkowo pozwala ona także na dalszą regulację. Tę możliwość wykorzystują profesjonaliści, którzy zmieniają proporcje pracy szpery, w zależności od typu trasy, a także warunków pogodowych. Szpery montuje się zarówno na tylnej i przedniej osi, a także w centralnej części nadwozia w autach z napędem na cztery koła.
Czy warto wymienić szperę?
Na wymianę tradycyjnego dyferencjału na szperę decyduje się wielu amatorów szybkiej jazdy – jest to jeden z sposobów nadania pojazdowi bardziej „sportowego” charakteru. Należy jednak zdać sobie sprawdzę z tego, że nieregulowane szpery sprawdzają się przede wszystkim w ekstremalnych warunkach oraz w autach przeznaczonych do szybkiej i dynamicznej jazdy. W trakcie poruszania się po zwykłych drogach ich użycie zwiększa ryzyko wpadnięcia w poślizg, zwłaszcza na mokrych powierzchniach.
Warto zwrócić uwagę, że w niektórych modelach aut stosuje się tzw. szperę elektroniczną. W pojazdach tego typu dyferencjał ma standardową konstrukcję, ale jego funkcjonowanie jest modyfikowane za pomocą dedykowanego układu elektronicznego kontrolującego hamulce, które regulują prędkość pojedynczych kół w zależności od ustawień użytkownika, symulując w ten sposób działanie klasycznej szpery. Rozwiązanie takie spotykane jest przede wszystkim w sportowych samochodach przeznaczonych do zwykłego użytku drogowego.
Zdjęcie: Envato Elements
Polecamy:
Co to jest tempomat i czy ma znaczenie przy wyborze opon?
2025-04-23
Czym jest oscyloskop?
2025-04-21
Camber. Jakie znaczenie ma kąt pochylenia koła?
2025-04-18
mObywatel prawo jazdy – jak działa cyfrowe prawo jazdy?
2025-04-16
Wpływ opon na zużycie paliwa – fakty i mity
2025-04-14
Test opon całorocznych 205/60 R16. Ranking Wulkanisty 2025
2025-04-11
Autor: Michał Kułakowski