Дифференциалы с ограниченным проскальзыванием (LSD) на основе фрикционных муфт являются эталоном в своем классе. Их можно найти под капотом практически любого производительного автомобиля и полноприводного внедорожника, где приоритет отдается механической надежности, а не электронной сложности. Это не просто сложные дифференциалы. Это открытые дифференциалы, которым провели «пересадку личности».
Открытый дифференциал передает мощность на колесо с наименьшим сопротивлением. Если одно колесо попадает на лед, автомобиль не сдвигается с места. Дифференциал с фрикционной муфтой решает эту проблему. Он сохраняет базовую архитектуру открытого дифференциала, но добавляет механизм блокировки. Этот механизм состоит из пакета пружин и набора фрикционных муфт. В некоторых конструкциях даже используется коническая муфта, идентичная синхронизаторам в механической коробке передач.
Принцип работы прост. Пакет пружин прижимает полуосевые шестерни к фрикционным дискам. Эти диски прикреплены к корпусу дифференциала. При движении по прямой оба колеса вращаются с одинаковой скоростью. Полуосевые шестерни вращаются вместе с корпусом. Муфты при этом не работают. Они просто находятся в состоянии покоя относительно друг друга.
Ситуация меняется при повороте.
Одно колесо естественным образом стремится вращаться быстрее другого, чтобы преодолеть большее расстояние. В открытом дифференциале крутящий момент просто следует по пути наименьшего сопротивления. Дифференциал с ограниченным проскальзыванием требует «платы за проезд» за использование этого пути. Чтобы внутреннее колесо вращалось быстрее, необходимо преодолеть давление пружин и трение муфт.
Эта жесткость имеет решающее значение. Она определяет, какой крутящий момент требуется для преодоления блокировки. Более жесткая пружина требует большего крутящего момента для проскальзывания муфты. Более слабая пружина позволяет проскальзывание при меньших нагрузках. Именно этот баланс является предметом споров среди энтузиастов относительно настроек предварительного натяжения для трековых заездов по сравнению с городской ездой.
Рассмотрим классический сценарий с льдом и асфальтом. Одно колесо находится на черном льду, другое — на сухом асфальте. Открытый дифференциал отправил бы всю мощность на лед, бесполезно вращая колеса. Дифференциал с фрикционной муфтой предотвращает это. Колесо на льду вращается свободно, но оно не может поглотить достаточно крутящего момента, чтобы преодолеть усилие муфт.
Так что же происходит с колесом на сухом покрытии?
Оно получает крутящий момент, равный усилию, необходимому для преодоления пакета муфт. Вы можете не получить 100% мощности двигателя на землю. Вы определенно не получите полного потенциала трансмиссии. Но вы получите достаточно мощности, чтобы сдвинуть автомобиль с места. Вот такая сделка. Вы жертвуете максимальной передачей мощности ради гарантированного сцепления.
Этот механический подход отличается от электронных решений, которые заполонили современные автомобили. Многие новые спортивные автомобили используют электронный дифференциал (E-diff). Это не физическая блокировка. Это программный трюк.
Датчики отслеживают скорость вращения колес. Если одно колесо начинает проскальзывать, система ABS или система стабилизации применяет тормоза к этому конкретному колесу. Торможение вращающегося колеса заставляет дифференциал передавать крутящий момент на сторону с хорошим сцеплением. Это называется векторизацией крутящего момента.
Электронный дифференциал предлагает другой вид контроля. Вы можете регулировать степень агрессивности вмешательства через бортовой компьютер автомобиля. Это точно. Это быстро. Но он полагается на тормоза и насос ABS. Он не обеспечивает механической связи, которую предлагает дифференциал с фрикционной муфтой.
Дифференциалы с фрикционными муфтами существуют с самых ранних дней автоспорта. Они надежны. Они предсказуемы. И они работают без необходимости получать команды от компьютера. Именно эта простота делает их актуальными даже по мере того, как электроника захватывает контроль над остальными системами автомобиля.
Существует предел того крутящего момента, который они могут выдержать. Двигатели с высокой мощностью могут срезать фрикционные диски или деформировать пружины. Именно поэтому послепродажные устройства часто
