Differentieel met beperkte slip begrijpen

Een differentieel met beperkte slip (LSD) zorgt ervoor dat de twee uitgaande assen met verschillende snelheden kunnen draaien, terwijl het maximale verschil tussen beide wordt beperkt. het staat ook bekend als zelfblokkerend differentieel of differentieelblokkering.

In dit artikel maakt u kennis met de definitie, toepassingen, diagram, typen, werking, voor- en nadelen van sperdifferentieel.

Wat is een sperdifferentieel (LSD)?

Door het koppel tussen de aangedreven wielen te verschuiven, zorgt een sperdifferentieel (afgekort als LSD) voor sneller bochtenwerk. Hierdoor kan de auto het maximale uit het motorvermogen halen door wielspin te verminderen en de tractie te maximaliseren. Het is een type differentieel dat ervoor zorgt dat de twee uitgaande assen met verschillende snelheden kunnen draaien, maar het maximale verschil tussen de twee assen beperkt.

Toepassingen

De toepassingen van de differentieel met beperkte slip worden vaak gebruikt in offroad- en high-performance voertuigen met vierwielaandrijving. Het wordt ook handig gebruikt op ijzige of onverharde wegen. Tot slot worden sperdifferentiëlen vaak gebruikt op prestatiegerichte auto's zoals BMW, Audi, Lexus, Dodge, Cadillac en vele andere.

Diagram van sperdifferentieel:

Soorten van een sperdifferentieel

De volgende zijn de meest voorkomende typen van een sperdifferentieel.

LSD met vaste waarde:

Ongeacht de koppelinvoer naar het differentieel of het snelheidsverschil tussen de twee uitgangen, is het maximale koppelverschil tussen de twee uitgangen, Trq d, een constante waarde in dit differentieel. Meestal werden veerbelaste koppelingsassemblages gebruikt in dit differentieel.

Koppelgevoeligheid LSD:

Spiraalvormige tandwielen, koppelingen of kegels (een alternatief type koppeling) worden gebruikt in deze differentiëlen met beperkte slip, en de inschakelkracht van de tandwielen of koppeling is een functie van het ingangskoppel dat aan het differentieel wordt geleverd (omdat de motor meer koppel toepast de versnellingen of koppelingen grijpen harder en Trq d neemt af).

Koppeldetecterende LSD's reageren op het koppel van de aandrijfas, dus hoe hoger het ingangskoppel van de aandrijfas, hoe strakker de koppelingen, kegels of tandwielen worden samengedrukt en hoe dichter de aandrijfwielen zijn gekoppeld. Sommige bevatten veerbelasting om een ​​klein koppel te produceren, zodat de aandrijfwielen minimaal verbonden zijn met weinig of geen ingangskoppel (gasklep/versnellingsbak in neutraal/hoofdkoppeling ingedrukt). De hoeveelheid voorspanning (dus statische koppeling) op de koppelingen of kegels wordt bepaald door hun algehele conditie (slijtage) en de dichtheid waarmee ze worden belast.

Koppeling, kegeltype of plaat LSD:

De koppeling is opgebouwd uit een stapel dunne koppelingsschijven, waarvan de helft is verbonden met een van de aandrijfassen en de andere helft met de tandwieldrager. De koppelingsstapels kunnen op beide of slechts op één van de aandrijfassen aanwezig zijn. Als er maar één is, verbinden de spintandwielen de overgebleven aandrijfas met de gekoppelde aandrijfas. De koppelingen worden vervangen door een paar kegels die samen worden geperst om hetzelfde effect te geven in een kegeltype.

2-weg, 1-weg, 1,5-weg:

Belasting, onbelast en overschrijding zijn de drie ingangskoppeltoestanden. De koppeling is evenredig met het ingangskoppel tijdens belastingsituaties, zoals eerder aangegeven. De verbinding wordt gereduceerd tot een statische koppeling wanneer er geen belasting is. Het gedrag van de LSD bij overschrijding (vooral snel loslaten van het gaspedaal) geeft aan of het een eenrichtings-, 1,5-richtings- of tweerichtingssysteem is.

In zowel de voorwaartse als de achterwaartse richting zal een 2-weg differentieel hetzelfde begrenzingskoppel Trq d hebben. Dit betekent dat bij het remmen op de motor het differentieel enige beperkende werking zal hebben.

Geared LSD:

Wormwielen en rechte tandwielen worden gebruikt om het ingangsvermogen tussen twee aandrijfwielen of voor- en achterassen over te dragen en te differentiëren in gearrangeerde, koppelgevoelige mechanische differentiëlen met beperkte slip. Dit moet niet worden verward met de meest typische afgeschuinde tandwielen die in de meeste autotoepassingen worden aangetroffen. De tandwielen worden tegen de wanden van het differentieelhuis gedrukt terwijl het koppel wordt uitgeoefend, waardoor wrijving ontstaat. Het beperkende koppel Trq d wordt gecreëerd door wrijving die weerstand biedt aan de relatieve beweging van de uitgangen.

Snelheidsgevoeligheid:

Gebaseerd op het verschil in snelheid tussen de twee uitgaande assen, beperken snelheidsgevoelige differentiëlen het koppelverschil tussen de uitgangen, Trq d. Als gevolg hiervan kan het gedrag van het differentieel voor kleine variaties in de uitvoersnelheid vrij gelijkaardig zijn aan dat van een open differentieel. Het beperkende koppel neemt toe naarmate het snelheidsverschil groter wordt. In vergelijking met een koppelgevoelig differentieel resulteert dit in een duidelijk dynamisch gedrag.

Viskeuze LSD:

Omdat het afhankelijk is van hydrodynamische wrijving van vloeistoffen met een hoge viscositeit, is de wrede soort vaak eenvoudiger. Oliën op siliconenbasis worden vaak gebruikt. Een cilindrische kamer met vloeistof gevuld met een stapel geperforeerde schijven draait in tandem met de normale beweging van de uitgaande assen. Het binnenoppervlak van de kamer is verbonden met een van de aandrijfassen, terwijl de buitenkant is verbonden met de differentieeldrager. In de stapel is de helft van de schijven verbonden met de binnenste, terwijl de andere helft is verbonden met de buitenste. Differentiële beweging zorgt ervoor dat de tussenliggende schijven door de vloeistof tegen elkaar bewegen. Wanneer de snelheid van sommige viskeuze koppelingen wordt gehandhaafd, zal de vloeistof door wrijving opwarmen.

Elektronische LSD:

Een planetair of conisch tandwiel dat vergelijkbaar is met dat van een open differentieel en een koppelingspakket vergelijkbaar met dat van een koppelgevoelig of op een gerotorpomp gebaseerd differentieel zijn gemeenschappelijke kenmerken van een elektronisch sperdifferentieel. De klemkracht op de koppeling in de elektronische unit wordt extern geregeld door een computer of andere controller. Hierdoor kan het begrenzingskoppel van het differentieel, Trq d, worden geregeld als onderdeel van een uitgebreid chassisbeheersysteem.

Werkingsprincipe van een sperdifferentieel

In de meeste gevallen is het standaard differentieel voldoende. Op extreem gladde grond, zoals ijzige of modderige wegen, kan een gebrek aan aandrijfkracht, ook wel trekkracht genoemd, ervoor zorgen dat de achterwielen slippen omdat het typische differentieel het wiel met de minste tractie aandrijft. Het ringtandwiel en het differentieelhuis zullen de tandwielen aandrijven als het ene aandrijfwiel op droog wegdek staat en het andere op ijs of modder. Het rondsel daarentegen zal niet beide zijtandwielen aandrijven.

Op droog wegdek lopen de tandwielen rond het zijtandwiel dat overeenkomt met het wiel wanneer ze worden aangedreven door het differentieelhuis. De tandwielen drijven het slippende wiel aan en de auto zal daardoor niet bewegen. Bijna al het motorvermogen wordt via het conventionele differentieel naar het schuifwiel gestuurd. Differentieelsloten kunnen worden gebruikt om dit probleem op te lossen. Differentieelsloten lossen tractieproblemen op door dezelfde hoeveelheid kracht over beide wielen te verdelen, terwijl het voertuig toch normaal kan draaien.

Het sperdifferentieel (LSD) in het differentieelhuis beperkt het toerentalverschil tussen twee wielen, twee drukringen en een koppelingsplaat. Wanneer de weerstand van het linker differentieel groter is dan die van het wiel, draait het rechter differentieel. Het zorgt ervoor dat de tanden van het rechter differentieelkoppelingsorgaan de tanden van het linker differentieelkoppelingsorgaan beklimmen. Als gevolg hiervan bewegen twee koppelingsdelen van elkaar weg.

Hierdoor worden de drukringen tegen de zijtandwielen gedrukt. Als gevolg van de wrijving tussen zijtandwielen en drukringen nadert het toerental van de achterasassen het differentieelhuis. Als gevolg hiervan staat het bekend als het limited-slip-effect.

Bekijk de video hieronder om meer te weten te komen over de werking van een sperdifferentieel:

Voor- en nadelen van LSD met sperdifferentieel

Voordelen:

Hieronder vindt u de voordelen van LSD met sperdifferentieel in hun verschillende toepassingen:

• Een differentieel met beperkte slip verhoogt de prestaties en snelheid van de auto door de hoeveelheid tractie die het creëert te vergroten.
• Een differentieel met beperkte slip verbetert de veiligheid van een voertuig door de bestuurder meer controle over het voertuig te geven.
• Bedenk hoe een typisch (of "open") differentieel presteert in offroad- of sneeuwscenario's waarbij één wiel begint te slippen. Met een typisch differentieel krijgt het contactloze of slippende wiel het grootste deel van het vermogen (in de vorm van een laag koppel, hoog toerental), terwijl het contact makende wiel stationair blijft ten opzichte van de grond.

Nadelen:

Ondanks de goede voordelen van LSD zijn er toch enkele beperkingen. Hieronder staan ​​de nadelen van een sperdifferentieel.

• Het ontwerp is complex
• Onderhoudskosten zijn hoog

• Conclusie

Sperdifferentieel LSD, ook bekend als zelfblokkerend differentieel of differentieelblokkering, is een betere manier om sneller bochten te nemen. Het stelt auto's in staat het maximale uit het motorvermogen te halen door wielspin te verminderen en de tractie te maximaliseren. Het is een type differentieel waarmee de twee uitgaande assen met verschillende snelheden kunnen draaien, maar het maximale verschil tussen de twee assen beperkt. Dat is alles voor dit artikel, waar de definitie, toepassingen, diagram, typen, werking, voor- en nadelen van sperdifferentieel worden besproken.

Ik hoop dat je veel leert van het lezen, zo ja, deel het dan met andere studenten. Bedankt voor het lezen, tot ziens!