Tři převládající typy diferenciálů s omezeným prokluzem jsou následující:
LSD s pevnou hodnotou
U tohoto typu diferenciálu zůstává maximální rozdíl točivého momentu mezi dvěma výstupy (Trq_d) konstantní, nezávisle na vstupu točivého momentu nebo rozdílu otáček. V tomto provedení se běžně používají sestavy spojky s pružinou.
Citlivost točivého momentu LSD
V těchto diferenciálech s omezeným prokluzem se používají spirálová ozubená kola, spojky nebo kuželové spojky. Síla záběru těchto součástí je závislá na vstupním kroutícím momentu dodávaném do diferenciálu. Jak motor aplikuje více točivého momentu, převody nebo spojky se zachytí silněji, což způsobí pokles (Trq_d).
Tyto diferenciály reagují na točivý moment hnacího hřídele a reagují utažením spojek nebo převodů, když je přítomen vyšší vstupní točivý moment hnacího hřídele. Tato akce přiblíží hnací kola k sobě a zlepší spojení. Některé verze zahrnují pružinové zatížení pro zavedení minimálního točivého momentu, což zajišťuje mírnou konektivitu s malým nebo žádným vstupním točivým momentem (např. při vlečném plynu, neutrálu nebo sešlápnutí hlavní spojky). Velikost předpětí (tedy statické spojky) na spojkách nebo kuželech závisí na jejich celkovém stavu (opotřebení) a míře těsnosti, kterou jsou zatíženy.
Patří mezi ně následující podtypy:
I. Diferenciál mezi lamelami spojky
Obr. 2: Diferenciál spojkové lamely
Diferenciál mezi lamelami spojky využívá více třecích kotoučů podobných malým kotoučům ruční spojky. To, co odlišuje tento diferenciál s omezenou svorností od standardního, je zahrnutí spojkových paketů umístěných mezi bočními převody a skříní diferenciálu. Tyto spojkové třecí kotouče jsou vyrobeny z oceli a navrstveny třecím materiálem, zatímco spojkové lamely samotné jsou vyrobeny z oceli. Kotouče a kotouče jsou střídavě drážkovány k bočnímu ozubenému kolu a připevněny (s jazýčky zapadajícími do drážek) ke skříni diferenciálu.
II. Diferenciál kuželové spojky
Obr. 3: Diferenciál kuželové spojky
Diferenciál kuželové spojky představuje následnou iteraci konstrukce diferenciálu s omezenou svorností. Namísto použití spojkových sad obsahuje tato verze kužely s třecím obložením. V tomto mechanismu kuželovitě tvarovaná spojka zabírá s odpovídající kuželovitou nádobou, připomínající činnost spojkového diferenciálu. Předpínací pružiny a tlak vyvíjený bočními ozubenými koly nutí kužel, aby zapadl do konkávní prohlubně ve skříni diferenciálu. Tření hraje roli při zajištění kužele na místě. V důsledku toho boční převod přenáší výkon na kolo a může se pochlubit optimální trakcí. Jak lamela spojky, tak kuželové diferenciály vyžadují specializovaný převodový olej s omezeným prokluzem. Použití běžného převodového oleje v diferenciálech s omezenou svorností může vést k prokluzování a vibracím kotoučů, kotoučů nebo kuželů během zatáček.
Rychlostní citlivost
Diferenciály závislé na rychlosti modulují rozdíl točivého momentu mezi výstupy (Trq_d) podle změny otáček mezi dvěma výstupními hřídeli. V důsledku toho se reakce tohoto typu diferenciálu na malé rozdíly výstupních otáček může podobat reakci otevřeného diferenciálu. Jak se rychlostní mezera zvětšuje, limitní točivý moment postupně roste, což vede k jedinečnému dynamickému chování odlišnému od diferenciálů citlivých na točivý moment.
Diferenciál s omezeným skluzem vs. otevřený diferenciál
Diferenciály s omezeným prokluzem (LSD) a otevřené diferenciály jsou klíčovými součástmi hnacího ústrojí vozidla. Hlavní rozdíl spočívá v tom, jak rozdělují sílu na kola. LSD poskytují lepší trakci a kontrolu tím, že přenášejí točivý moment na kolo s větší přilnavostí, zatímco otevřené diferenciály rozdělují výkon rovnoměrně, takže jsou méně účinné v náročných podmínkách na silnici nebo v terénu.
Aspekt
Diferenciál s omezeným prokluzem (LSD)
Otevřete diferenciál
Rozděluje točivý moment mezi kola
Posílá sílu do kola s nejmenším odporem
Zlepšuje trakci a stabilitu
Může způsobit prokluzování kol v podmínkách nízké trakce
Zlepšuje výkon v různých podmínkách
Standardní výkon, méně vhodný pro dynamickou jízdu
Minimalizuje prokluz kol v nerovném terénu
V náročných situacích může vést k protáčení kola
Poskytuje lepší stabilitu v zatáčkách
Možnost vnitřního protáčení kola během zatáček
Nabízí lepší stabilitu a kontrolu
Méně kontroly, zejména na kluzkém povrchu
Trochu složitější mechanické provedení
Jednodušší mechanická konstrukce
Obecně vyšší náklady kvůli složitosti
Nižší náklady díky jednodušší konstrukci
Běžné u sportovních vozů, terénních vozidel
Standardní ve většině osobních vozidel
Diferenciál s omezeným prokluzem vs. diferenciál s uzávěrkou
Diferenciály s omezeným prokluzem (LSD) a svorné diferenciály jsou navrženy tak, aby zlepšily trakci v náročných podmínkách, ale fungují odlišně. LSD umožňuje určitou diferenciaci otáček kol pro lepší průjezd zatáčkou a zároveň poskytuje zvýšenou trakci. Uzamykatelné diferenciály na druhou stranu zcela uzamknou kola k sobě a nabízejí maximální trakci za cenu manévrovatelnosti.
Níže uvedená tabulka uvádí srovnání mezi samosvorným diferenciálem a samosvorným diferenciálem.
Aspekt
Diferenciál s omezeným skluzem
Uzávěrka diferenciálu
Umožňuje určitou diferenciální rychlost
Dočasně uzamkne obě kola k sobě
Poskytuje lepší trakci v různých podmínkách
Nabízí maximální trakci ve specifických situacích
Diferenciální rychlost otáčení
Umožňuje diferenciální rychlost během zatáček
Pro plynulé zatáčky vyžaduje odblokování
Nabízí hladší a předvídatelnější ovládání
Může vést k problémům při manipulaci na suché vozovce
Nemusí poskytovat plnou trakci na extrémně kluzkých površích
Nabízí vynikající trakci v náročných terénech
Obvykle méně nákladné
Relativně jednodušší mechanismus
Vhodné pro každodenní jízdu a smíšené podmínky
Ideální pro off-road nebo potřeby extrémní trakce
Diferenciál s omezeným prokluzem (LSD)
Uzávěrka diferenciálu (Locker)
Výhody diferenciálu s omezenou svorností
Mezi různé výhody patří:
- Vylepšená trakce: LSD zlepšuje trakci distribucí točivého momentu na obě kola, čímž snižuje prokluz kol.
- Vylepšená stabilita: Lepší kontrola a stabilita v různých podmínkách vozovky a počasí.
- Výkon v zatáčkách: Nabízí lepší schopnost zatáčení a stabilitu během zatáček.
- Off-Road Capability: Poskytuje lepší výkon v terénu a náročných terénech.
- Snížené protáčení kola: Minimalizuje možnost nadměrného protáčení jednoho kola. To také pomáhá snížit opotřebení pneumatik.
- Distribuce výkonu na míru: Umožňuje distribuci výkonu podle potřeb trakce a optimalizuje účinnost.
Nevýhody diferenciálu s omezeným skluzem
Některé z problémů s LSD zahrnují:
- Zvýšená složitost: LSD jsou mechanicky složité, což má za následek vyšší složitost výroby a údržby a vyšší náklady.
- Variace výkonu: Účinnost výkonu se může lišit v závislosti na konstrukci LSD a použití vozidla.
- Požadavek na údržbu: Pro zajištění správné funkčnosti a dlouhé životnosti LSD je nutná pravidelná údržba.
- Nerovnoměrné opotřebení pneumatik: Změny rozložení točivého momentu mohou vést k nerovnoměrnému opotřebení pneumatik.
- Omezená použitelnost: Nevhodné pro všechny jízdní scénáře, což může mít vliv na ovladatelnost a použití v terénu.
- Generování šumu: LSD mohou někdy generovat více šumu ve srovnání s otevřenými diferenciály.
- Omezení trakce: Při zlepšování trakce mohou LSD stále bojovat v extrémně náročných trakčních podmínkách.
Aplikace diferenciálu s omezeným skluzem
Některé z pozoruhodných aplikací diferenciálu s omezeným prokluzem (LSD) jsou:
- Sportovní auta
- Terénní vozidla
- Rally auta
- Driftování aut
- Dráhové závody
Tento blog zahrnoval všechny podrobnosti o diferenciálu s omezeným prokluzem. Doporučujeme našim čtenářům, aby se objevili v simulovaných testech SSC JE Mechanical a SSC JE ME Previous Years Papers. Zapište se také do AE/JE Mechanical coachingu, abyste toto téma pevně uchopili.
Stáhněte si aplikaci Testbook nyní, abyste odhalili veškerý studijní materiál zaměřený na zkoušky, který potřebujete pro své nadcházející zkoušky
Další články pro strojírenství
- Recirkulace výfukových plynů
- Systém přímého vstřikování Common Rail
- Rozvodový řemen
- guvernér Watt
- Proces tváření kovů
- Vzduchový brzdový systém
- Bubnové brzdy
- Snímač polohy klikového hřídele
- Snímač polohy vačkového hřídele
- Brzdový systém
Časté otázky o diferenciálu s omezeným skluzem
Co je diferenciál s omezenou svorností?
Diferenciál s omezenou svorností je mechanismus, který rozděluje točivý moment mezi kola vozidla a zlepšuje trakci a stabilitu.
Jaká je výhoda diferenciálu s omezenou svorností?
Výhodou diferenciálu s omezenou svorností je zlepšená trakce a stabilita rozdělením točivého momentu na obě kola pro lepší kontrolu v různých jízdních podmínkách.
Kde se používá diferenciál s omezenou svorností?
Diferenciály s omezeným prokluzem se běžně používají ve sportovních vozech, terénních vozidlech, vozech rallye a dalších vysoce výkonných vozidlech pro zlepšení trakce a stability v různých jízdních podmínkách.
Je diferenciál s omezeným prokluzem dobrý pro každodenní ježdění?
Ano, diferenciál s omezenou svorností může být prospěšný pro každodenní jízdu, protože poskytuje lepší trakci a stabilitu, zejména v situacích, jako jsou mokré nebo kluzké vozovky.
Je diferenciál s omezeným prokluzem bezpečný?
Ano, diferenciály s omezeným prokluzem jsou bezpečné, protože zlepšují trakci a stabilitu, snižují riziko prokluzu kol a ztráty kontroly v různých jízdních podmínkách.
Jaké jsou výhody vozů s pohonem předních kol a samosvorným diferenciálem?
Vozy s pohonem předních kol a diferenciálem s omezeným prokluzem poskytují lepší trakci a ovladatelnost tím, že efektivněji rozdělují výkon mezi přední kola, čímž zvyšují stabilitu a výkon v zatáčkách.
