Czym jest szpera i do czego jest potrzebna?

, 3 marca 2016, 11:13

Każdy, kto zetknął się z tematem rajdów samochodowych na pewno wielokrotnie słyszał o szperze. Dzięki temu mechanizmowi, sportowe auta jeżdżą lepiej od cywilnych w trudnych warunkach nawierzchniowych. W krótki i zwięzły sposób wyjaśniamy, czym jest i jak działa szpera.

Technicznie, szpera jest rodzajem mechanizmu różnicowego (dyferencjału), który charakteryzuje się większym wewnętrznym tarciem (a więc ograniczonym poślizgiem) niż standardowy mechanizm. Jej zadaniem jest przekazywanie momentu obrotowego na koła w maksymalnie równomiernym stopniu.

Aby wytłumaczyć działanie szpery, najłatwiej odnieść się do standardowego układu różnicowego, obecnego w cywilnych pojazdach. Rozdziela on dostępny moment obrotowy w taki sposób, że jego większa część jest dostarczana na koło stawiające mniejszy opór. Dostępny moment nie jest tożsamy z maksymalną wartością, generowaną przez silnik, a jedynie z taką, która jest w danym momencie potrzebna. W codziennej jeździe takie rozwiązanie sprawdza się dobrze. Jednak, gdy podczas jazdy po nierównościach jedno z kół napędowych na chwilę znajdzie się w powietrzu, otrzyma większy moment niż to, przylegające do nawierzchni. Są sytuacje, w których taki stan rzeczy jest niemile widziany.

Zadaniem szpery jest generowanie tarcia wewnętrznego na takim poziomie, by przekazywać na koła mniej więcej równą wartość momentu obrotowego. Jest to szczególnie potrzebne w autach sportowych, ścigających się na nierównej, bądź śliskiej nawierzchni. Gdy auto ze standardowym dyferencjałem utknie jednym kołem w kałuży błota, nie wyjedzie, ponieważ moment przekazywany na to koło (obracające się bez żadnego oporu w śliskim błocie) będzie niski. Drugie koło, które będzie miało przyczepność, nie otrzyma wystarczajaco dużo momentu, by wyciągnąć auto z kałuży. W aucie posiadającym szperę, do drugiego koła trafi więcej momentu i auto bez problemu pojedzie dalej. Szpera, dzięki temu, że generuje opory wewnętrzne, "wymusza" przekazywanie na koła większej wartości momentu, nawet w sytuacji utraty przyczepności przez jedno z nich.

Szpera umożliwia także wydajniejsze rozpędzanie się na nierównej nawierzchni. Straty momentu, które występują, gdy koło znajduje się w powietrzu nie są tak odczuwalne w aucie posiadającym szperę. Istotny jest także udział szpery podczas skręcania – w standardowym mechanizmie różnicowym, koło znajdujące się bliżej środka okręgu, po którym skręcamy otrzymuje większą wartość momentu (gdyż pokonuje krótszą drogę niż koło zewnętrzne). Przy szybkiej jeździe może dojść do buksowania wewnętrznego koła, podczas gdy zewnętrzne będzie stale równo prowadzić się po zewnętrznej. W takiej samej sytuacji, auto ze szperą będzie mieć podobne wartości momentu obrotowego na obu kołach. Dzięki temu nie wytraci prędkości, choć będzie miało wyższą tendencję do wpadnięcia w poślizg. To jednak nie problem dla doświadczonych kierowców rajdowych.

Działanie szpery doskonale ilustruje poniższy film. Jest w języku angielskim, jednak po zapoznaniu się z powyższym wprowadzeniem, bez trudu można zrozumieć prezentowane w nim techniczne zagadnienia.

Na koniec ciekawostka. Skąd wzięła się dziwnie brzmiąca nazwa "szpera"? Otóż jest to polska adaptacja niemieckiego terminu "sperrdifferenzial". Angielska nazwa to kojarzące się niejednoznacznie LSD – skrót od Limited Slip Differential.

Dowiedz się więcej

Przyczyny awarii sprzęgła
Przyczyny awarii sprzęgła

Sprzęgło musi wytrzymywać coraz większe naprężenia wynikające z coraz większych momentów obrotowych, masy i mocy pojazdów. Dlatego uszkodzenia sprzęgła nie należą do rzadkości. Ważne jest też przestrzeganie procedur podczas wymiany tego elementu. Na przestrzeni ostatnich dziesięciu lat przeciętna moc silnika nowoczesnych samochodów osobowych zwiększyła się z 90 do 103 kW. Jeszcze bardziej zwiększyły się momenty […]

Co daje moc, a co moment obrotowy – jak wyjaśnić to najprościej
Co daje moc, a co moment obrotowy – jak wyjaśnić to najprościej

Każdy mechanik wie, że warsztatowe dyskusje z właścicielami pojazdów nie należą do łatwych pogawędek. Jednym ze stale przewijających się tematów jest debata na temat wyższości mocy nad momentem obrotowym silnika lub odwrotnie. Podpowiadamy jak wyjaśnić tę kwestię w logiczny i łatwy do zrozumienia sposób. Nie każdy mechanik musi być inżynierem, a tym bardziej nie każdy […]

Co to jest elastyczność silnika i jak ją mierzyć?
Co to jest elastyczność silnika i jak ją mierzyć?

Czytając dane techniczne pojazdów, niekiedy możemy natknąć się na informacje o tzw. elastyczności silnika. Wyjaśniamy czym jest owa elastyczność, jak ją mierzyć oraz czy uzyskane wyniki pomiaru mogą być dla nas użyteczne. Elastyczny silnik O elastyczności jednostek napędowych słyszymy wiele, zwłaszcza oglądając komunikaty reklamowe producentów samochodów. Dobry silnik powinien być mocny, ekonomiczny i elastyczny. O […]

Komentarze

Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treść komentarzy, które są wyłącznie prywatną opinią ich autorów. Jeśli uważasz, że któryś z kometarzy jest obraźliwy, zgłoś to pod adres redakcja@motofocus.pl.

Anonim, 3 marca 2016, 17:40 2 0

Wytłumaczenie z jazdą po łuku nie jest zgodne z prawdą. Założenia - napęd na oś przednią. Wewnętrzne koło pokona krótszą drogę - fakt; ale puki nie dokonamy tak ciasnego skrętu, że zmniejszy się przyczepność tego koła to dostaje ono mniej momentu bo "lżej" obraca się zewnętrzne koło. W momencie gdy przegniemy i koło to przestaje być obciążone wtedy dostaje większy moment i dopiero wtedy pojawi się efekt buksowania. Finał podobny ale powód nieco inny.

Odpowiedz