Диференціали з обмеженим ковзанням (LSD) на основі фрикційних муфт є еталоном у своєму класі. Їх можна знайти під капотом практично будь-якого продуктивного автомобіля та повнопривідного позашляховика, де пріоритет віддається механічній надійності, а не електронній складності. Це не просто складні диференціали. Це відкриті диференціали, яким провели пересадку особистості.
Відкритий диференціал передає потужність на колесо із найменшим опором. Якщо одне колесо попадає на лід, автомобіль не зсувається з місця. Диференціал із фрикційною муфтою вирішує цю проблему. Він зберігає базову архітектуру відкритого диференціала, але додає механізм блокування. Цей механізм складається з пакету пружин та набору фрикційних муфт. У деяких конструкціях навіть використовується конічна муфта, ідентична синхронізаторам у механічній коробці передач.
Принцип роботи простий. Пакет пружин притискає напівосьові шестерні до фрикційних дисків. Ці диски прикріплено до корпусу диференціала. При русі по прямій обидва колеса обертаються з однаковою швидкістю. Напівосьові шестерні обертаються разом із корпусом. Муфти у своїй не працюють. Вони просто перебувають у стані спокою щодо один одного.
Ситуація змінюється під час повороту.
Одне колесо природним чином прагне обертатися швидше за інше, щоб подолати більшу відстань. У відкритому диференціалі крутний момент легко йде шляхом найменшого опору. Диференціал з обмеженим ковзанням вимагає «плати за проїзд» за використання цього шляху. Щоб внутрішнє колесо оберталося швидше, необхідно подолати тиск пружин та тертя муфт.
Ця жорсткість має вирішальне значення. Вона визначає, який момент, що крутить, потрібно для подолання блокування. Більш жорстка пружина вимагає більшого моменту, що крутить, для прослизання муфти. Більш слабка пружина дозволяє прослизати при менших навантаженнях. Саме цей баланс є предметом спорів серед ентузіастів щодо налаштувань попереднього натягу для трекових заїздів порівняно з міською їздою.
Розглянемо класичний сценарій із льодом та асфальтом. Одне колесо знаходиться на чорному льоду, інше на сухому асфальті. Відкритий диференціал відправив би всю потужність на лід, марно обертаючи колеса. Диференціал із фрикційною муфтою запобігає цьому. Колесо на льоду обертається вільно, але воно не може поглинути достатньо моменту, що крутить, щоб подолати зусилля муфт.
То що відбувається з колесом на сухому покритті?
Воно отримує момент, що крутить, рівний зусиллю, необхідному для подолання пакета муфт. Ви можете не отримати 100% потужність двигуна на землю. Ви напевно не отримаєте повного потенціалу трансмісії. Але ви отримаєте достатньо потужності, щоб зрушити автомобіль із місця. Ось така угода. Ви жертвуєте максимальною передачею потужності задля гарантованого зчеплення.
Цей механічний підхід відрізняється від електронних рішень, що заполонили сучасні автомобілі. Багато нових спортивних автомобілів використовують електронний диференціал (E-diff). Це не фізичне блокування. Це програмний трюк.
Датчики відстежують швидкість обертання коліс. Якщо одне колесо починає прослизати, система ABS або система стабілізації застосовує гальма до цього конкретного колеса. Гальмування колеса, що обертається, змушує диференціал передавати крутний момент на бік з хорошим зчепленням. Це називається векторизацією моменту, що крутить.
Електронний диференціал пропонує інший вид контролю. Ви можете регулювати рівень агресивності втручання через бортовий комп’ютер автомобіля. Це точно. Це швидко. Але він покладається на гальма та насос ABS. Він не забезпечує механічного зв’язку, який пропонує диференціал із фрикційною муфтою.
Диференціали з фрикційними муфтами існують із ранніх днів автоспорту. Вони надійні. Вони передбачувані. І вони працюють без потреби отримувати команди від комп’ютера. Саме ця простота робить їх актуальними навіть у міру того, як електроніка захоплює контроль за іншими системами автомобіля.
Існує межа того моменту, що крутить, який вони можуть витримати. Двигуни високої потужності можуть зрізати фрикційні диски або деформувати пружини. Саме тому післяпродажні пристрої часто
