LSD - Limited Slip Differential, lamelový typ

LSD - Limited Slip Differential, nebo také diferenciál s omezeným prokluzem, nejčasteji však zvaný samosvorným diferenciálem je zařízení umožňující efektivnější průjezd zatáčkou nezávisle na míře trakce jednotlivých kol. V dnešním moderním automobilovém sportu v podstatě nenajdete stroj, který by nevyužíval tuto technologii k rychlejšímu průjezdu zatáčkou. Následující text Vám přináší základní informace o funkci standardního a LSD diferenciálu.



Standardní konstrukce diferenciálu

Ja všichni dobře víme, řidiči závodních speciálů se snaží vyhrávat závody tím, že se pokoušejí o pokud možno rychlejší a rychlejší průjezdy zatáčkami. Toto je důvod proč se všechny týmy a konstruktéři snaží učinit jejich auto rychlejší v zatáčkách.

Většina produkčních vozů je vybavena standardním diferenciálem distribujícím sílu motoru na hnaná kola vozidla (Obr. 1,2). Základní soukolí standardního diferenciálu dodává sílu na kola která jsou zatížena menším odporem. Toto umožnuje se kolům hnané nápravy otáčet rozdílnými rychlostmi, například v případě průjezdu zatáčkou.


Obrazek 1,2





Průjezd zatáčkou blízko limitu vozu, kdy auto začne mít tendence k bočnímu posunu a vnitřní strana se začíná zvedat, má za důsledek ztrátu dopředné trakce a bočního vedení. Zvedání kol a nadměrné protáčení odlehčeného kola jsou důsledkem zmenšení zatížení vnitřního kola díky přenosu váhy vozidla. Takto protáčející se kolo je nepoužitelné pro akceleraci dokud kolo opět nezíská trakci a nezačne přenáčet hnací sílu na vozovku. Limited Slip Differential (LSD) je nezbytně nutný pro zmírnění tohoto negativního efektu.



Samosvorný diferenciál (LSD)

Každý samosvorný diferenciál je zkonstruovaný podobně jako bežný standardní diferenciál (Obr. 3).

Obrázek 3Jak můžete vidět, mezi oba přítlačné kotouče jsou umístěny křížový hřídel (pinion cross shaft), pastorky kuželového převodu (pinion gear) i samotná kuželová kola (side gear) pohanějící hnací hřídele (poloosy). Za každým přítlačným kotoučem je umístěno několik třecích lamel (clutch plate), střídavě opatřených vnějšími a vnitřními zámky. Tyto složí k přenosu síly střídavě na tělo diferenciálu a kuželová kola.

V okamžiku, kdy na diferenciál začne působit síla motoru, začne se celé tělo diferenciálu otáčet a s ním i křížový hřídel uložený v drážkách přítlačných kotoučů, které mají trojúhelníkový tvar díky kterému jsou, vlivem působící síly, oba přítlačné kotouče tlačeny od sebe proti tělu diferenciálu (obr. 4). Takto vzniklý tlak působí na třecí lamely, které jsou tímto přitlačovány jedna ke druhé. Toto způsobí, že poháněná kola jsou postupně uzamykána dohromady v závislosti na síle dodávané motorem.

Tento efekt omezuje prokluz kol při rychlém průjezdu zatáčkou a rovnoměrně přenáší sílu na kola při akceleraci. I v případě brždění poskytuje LSD vetší trakci, menší boční posun a snadné zatáčení.



Typy konfigurace LSD (1 cestné, 1,5 cestné, 2 cestné)

Každý z výrobců dodává různé typy LSD a obecně jsou rozdělovány na diferenciály tzv. jednocestné (1 Way), cástečně dvoucestné (1,5 Way) a dvoucestné (2 Way).

Obrázek 4Toto označení vlastně reflektuje konstrukci (druh) drážky přítlačných kotoučů ve kterých je uložen křížový hrídel kuželového soukolí diferenciálu. Tyto umožňují rozdílnou funkci LSD v různých směrech otáčení.

Jednocestným diferenciálem se rozumí konstrukce zamykající hnaná kola jen v jednom směru, při akceleraci. Dvoucestný diferenciál naopak zamyká hnaná kola v obou směrech. Pri akceleraci a i deakceleraci (Obr. 4).

Částečně dvoucestný diferenciál je v podstatě stejný jako diferenciál dvoucestný s tím rozdílem, že míra uzamčení kol je při deakceleraci menší, než při akceleraci. Poskytuje větší stabilitu při brždění ovšem je méně efektivní při skutečném závodění. Ovšem začátečníkům poskytuje snadnější ovládání. Tento typ diferenciálu je take velmi vhodný pro vozidla s předním náhonem, kterým zajišťuje větší stabilitu zejména při brždění.



Srovnání různých typů LSD

Existuje mnoho výrobců a mnoho typů LSD. Samosvorné diferenciály montované výrobcem ať už standardně, nebo jako volitelná součást jsou většinou vybaveny dvěma pastorky kuželového převodu. Tato konstrukce má velmi malou míru uzamčení kol a hodí se nanejvýš pro sportovní pocit výstavních aut, než pro skutečné závodění. To není dobrá volba pro závodní jezdce.

Výkonné LSD jsou vždy se čtyřmi pastorky. Tato konstrukce je jediná použitelná pro okruhové i rally závodění po celém světě. Míra uzamčení a jeho linearita je dána množstvím a typem použitých součástí. Další faktory, jako jsou profily drážek v přítlačných kotoučích, množství a velikost třecích lamel, kroutící moment, předpětí pružin a použité mazivo, mají zásadní vliv na charakteristiky daného LSD.

Viskózní, torsen a helical jsou další typy seriově, nebo volitelně montované. Tyto konstrukce jsou dostačující do okamžiku než je zapotřebí skutečně značný výkon použitého LSD. Pak přicházejí ke slovu tzv. lamelové konstrukce, podobné jakou sem Vam popsal výše.

V příloze najdete skutečně kvalitní vyobrazení tohoto typu LSD diferenciálu.



V článku jsou použity materiály z WEBu společnosti Kaaz USA (http://www.kaazusa.com), výrobce Kaaz LSD a Kaaz LSD gear oil.


PřílohaVelikost
Vyobrazení výkonného lamelového diferenciálu LSD126.95 KB

Lamelový LSD a Subaru Impreza WRX STI

Sériově je tento vůz vybaven LSD typu Helical v předu a typu Torsen v zadu. Lamelový typ od různých výrobců lze samozřejmě zakoupit, dokonce výmena diferenciálů za lamelové typy je požehnána v homologaci VO dílů pro skupinu N. Viz. homologační listy firmy STI na adrese:

http://www.subaru-sti.co.jp/e/GRN/homologation/homo_grn_sub_f1.html