Понимание дифференциала повышенного трения

Дифференциал повышенного трения (LSD) позволяет двум выходным валам вращаться с разными скоростями, ограничивая при этом максимальную разницу между ними. он также известен как самоблокирующийся дифференциал или блокировка дифференциала.

В этой статье вы познакомитесь с определением, применением, схемой, типами, работой, преимуществами и недостатками дифференциала повышенного трения.

Что такое дифференциал повышенного трения (LSD)?

Перемещая крутящий момент между ведущими колесами, дифференциал повышенного трения (сокращенно LSD) позволяет быстрее проходить повороты. Это позволяет автомобилю максимально использовать мощность двигателя, уменьшая пробуксовку колес и увеличивая тягу. Это тип дифференциала, который позволяет двум его выходным валам вращаться с разной скоростью, но ограничивает максимальную разницу между двумя валами.

Приложения

Дифференциальная коробка передач с ограниченным проскальзыванием обычно используется во внедорожных и высокопроизводительных полноприводных автомобилях. Это также удобно использовать на обледенелых или грунтовых дорогах. Наконец, самоблокирующиеся дифференциалы обычно используются в автомобилях с высокими характеристиками, таких как BMW, Audi, Lexus, Dodge, Cadillac и многих других.

Схема самоблокирующегося дифференциала:

Типы дифференциала повышенного трения

Ниже приведены распространенные типы самоблокирующихся дифференциалов.

Фиксированное значение LSD:

Независимо от входного крутящего момента в дифференциал или разницы скоростей между двумя выходами, максимальная разница крутящего момента между двумя выходами, Trq d, является постоянной величиной в этом дифференциале. Обычно в этом дифференциале использовались подпружиненные узлы сцепления.

Чувствительность к крутящему моменту LSD:

В этих дифференциалах повышенного трения используются косозубые шестерни, муфты или конусы (альтернативный тип муфты), а усилие зацепления шестерен или муфты зависит от входного крутящего момента, передаваемого на дифференциал (по мере того, как двигатель прикладывает больший крутящий момент). шестерни или сцепления сильнее сжимаются, и Trq d уменьшается).

LSD, определяющие крутящий момент, реагируют на крутящий момент карданного вала, поэтому чем выше входной крутящий момент карданного вала, тем плотнее сжимаются муфты, конусы или шестерни и тем теснее сцепляются ведущие колеса. Некоторые содержат подпружиненную нагрузку для создания небольшого крутящего момента, так что ведущие колеса минимально соединены с небольшим входным крутящим моментом или без него (дроссельная заслонка / коробка передач в нейтральном положении / нажата главная муфта). Величина предварительного натяга (следовательно, статического сцепления) муфт или конусов определяется их общим состоянием (износом) и степенью натяжения, с которой они нагружены.

Сцепление, конусное или пластинчатое LSD:

Сцепление состоит из набора тонких дисков сцепления, половина которых соединена с одним из ведущих валов, а другая половина — с водилом крестовины. Пакеты сцепления могут присутствовать на обоих или только на одном из приводных валов. Если есть только один, зубчатые колеса соединяют уцелевший карданный вал с приводным валом с муфтой. Муфты заменены парой конусов, сжатых вместе, чтобы обеспечить тот же эффект, что и у конусного типа.

2-сторонняя, 1-сторонняя, 1,5-сторонняя:

Нагрузка, холостой ход и перебег — это три состояния входного крутящего момента. Муфта пропорциональна входному крутящему моменту в ситуациях нагрузки, как указано ранее. Соединение сводится к статической муфте, когда нет нагрузки. Поведение LSD при выбеге (особенно при быстром сбросе газа) указывает, является ли система односторонней, полуторной или двусторонней.

Как в прямом, так и в обратном направлении двухходовой дифференциал будет иметь одинаковый ограничивающий крутящий момент Trq d. Это означает, что при торможении двигателем дифференциал оказывает некоторое ограничивающее действие.

Приспособленный ЛСД:

Червячные и цилиндрические зубчатые передачи используются для передачи и дифференциации входной мощности между двумя ведущими колесами или передней и задней осями в зубчатых, чувствительных к крутящему моменту механических дифференциалах повышенного трения. Это не следует путать с наиболее типичными коническими зубчатыми колесами, которые используются в большинстве автомобилей. Шестерни прижимаются к стенкам корпуса дифференциала при приложении крутящего момента, вызывая трение. Предельный момент Trq d создается трением, противодействующим относительному перемещению выходов.

Чувствительность к скорости:

Основываясь на разнице в скорости между двумя выходными валами, чувствительные к скорости дифференциалы ограничивают разницу крутящего момента между выходами, Trq d. В результате поведение дифференциала при незначительных изменениях выходной скорости может быть очень похоже на поведение открытого дифференциала. Предельный крутящий момент увеличивается по мере увеличения разрыва скоростей. По сравнению с дифференциалом, чувствительным к крутящему моменту, это приводит к отличному динамическому поведению.

Вязкий ЛСД:

Поскольку он основан на гидродинамическом трении жидкостей с высокой вязкостью, порочный тип часто проще. Часто используются масла на основе силикона. Цилиндрическая камера, заполненная жидкостью, со стопкой перфорированных дисков вращается в тандеме с нормальным движением выходных валов. Внутренняя поверхность камеры соединена с одним из карданных валов, а внешняя — с водилой дифференциала. В стопке половина дисков соединена с внутренней, а другая половина - с внешней. Дифференциальное движение заставляет чередующиеся диски двигаться друг относительно друга через жидкость. При сохранении скорости некоторых вязкостных муфт жидкость будет нагреваться за счет трения.

Электронный ЛСД:

Планетарный или конический набор шестерен, сравнимый с открытым дифференциалом, и пакет сцепления, аналогичный дифференциалу, чувствительному к крутящему моменту, или дифференциалу с героторным насосом, являются общими чертами дифференциала повышенного трения с электронным управлением. Сила прижима муфты в электронном блоке управляется извне компьютером или другим контроллером. Это позволяет регулировать ограничивающий крутящий момент дифференциала, Trq d, как часть комплексной системы управления шасси.

Принцип работы самоблокирующегося дифференциала

В большинстве случаев стандартного дифференциала достаточно. На очень скользком грунте, таком как обледенелые или грязные дороги, недостаток движущей силы, известный как тяговое усилие, может привести к проскальзыванию задних колес, поскольку типичный дифференциал приводит в движение колесо с наименьшим сцеплением. Зубчатый венец и корпус дифференциала будут приводить в движение шестерни, если одно ведущее колесо находится на сухом асфальте, а другое — на льду или грязи. Шестерни, с другой стороны, не будут приводить в движение обе боковые шестерни.

На сухом асфальте шестерни будут перемещаться вокруг боковой шестерни, соответствующей колесу, приводимому в движение картером дифференциала. Шестерни приводят в движение проскальзывающее колесо, и в результате автомобиль не движется. Почти вся мощность двигателя передается на скользящее колесо через обычный дифференциал. Для решения этой проблемы можно использовать блокировки дифференциала. Блокировка дифференциала решает проблемы с сцеплением, распределяя одинаковую мощность на оба колеса, при этом позволяя автомобилю нормально поворачивать.

Дифференциал повышенного трения (LSD) в корпусе дифференциала ограничивает дифференциальную скорость вращения между двумя колесами, двумя упорными шайбами ​​и диском сцепления. Когда сопротивление шестерни левого дифференциала больше, чем сопротивление колеса, шестерня правого дифференциала вращается. Это приводит к тому, что зубья правого элемента муфты дифференциала поднимаются по зубьям левого элемента муфты дифференциала. В результате два элемента сцепления отдаляются друг от друга.

В результате упорные шайбы прижимаются к бортовым шестерням. В результате трения между полуосями и упорными шайбами ​​обороты задних полуосей приближаются к картеру дифференциала. В результате это известно как эффект ограниченного проскальзывания.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о работе самоблокирующегося дифференциала:

Преимущества и недостатки самоблокирующегося дифференциала LSD

Преимущества:

Ниже приведены преимущества самоблокирующегося дифференциала LSD в различных приложениях:

• Дифференциал повышенного трения повышает мощность и скорость автомобиля за счет увеличения создаваемого им тягового усилия.
• Дифференциал повышенного трения повышает безопасность автомобиля, предоставляя водителю больше контроля над автомобилем.
• Рассмотрите, как обычный (или «открытый») дифференциал ведет себя на бездорожье или в условиях снега, когда одно колесо начинает проскальзывать. В типичном дифференциале бесконтактное или проскальзывающее колесо получает большую часть мощности (в виде вращения с низким крутящим моментом и высокой скоростью вращения), в то время как контактное колесо остается неподвижным относительно земли.

Недостатки:

Несмотря на хорошие преимущества ЛСД, некоторые ограничения все же имеют место. Ниже приведены недостатки самоблокирующегося дифференциала.

• Сложный дизайн
• Стоимость обслуживания высока

• Заключение

Дифференциал повышенного трения LSD, также известный как самоблокирующийся дифференциал или блокировка дифференциала, является лучшим способом достижения более быстрого прохождения поворотов. Это позволяет автомобилям максимально использовать мощность двигателя за счет уменьшения пробуксовки колес и увеличения тяги. Это тип дифференциала, который позволяет двум его выходным валам вращаться с разными скоростями, но ограничивает максимальную разницу между двумя валами. Это все для этой статьи, в которой обсуждаются определение, применение, схема, типы, работа, преимущества и недостатки дифференциала повышенного трения.

Надеюсь, вы многому научитесь из прочитанного, если да, поделитесь с другими учениками. Спасибо за прочтение, увидимся!