Entendendo o diferencial de deslizamento limitado

Um diferencial de deslizamento limitado (LSD) permite que os dois eixos de saída girem em velocidades diferentes, limitando a diferença máxima entre eles. também é conhecido como diferencial autotravante ou bloqueio diferencial.

Neste artigo, você conhecerá a definição, aplicações, diagrama, tipos, funcionamento, vantagens e desvantagens do diferencial de deslizamento limitado.

O que é diferencial de deslizamento limitado (LSD)?

Ao mudar o torque entre as rodas motrizes, um diferencial de deslizamento limitado (abreviado como LSD) permite curvas mais rápidas. Isso permite que o carro aproveite ao máximo a potência do motor, reduzindo a patinação das rodas e maximizando a tração. É um tipo de diferencial que permite que seus dois eixos de saída girem em velocidades diferentes, mas limita a diferença máxima entre os dois eixos.

Aplicativos

As aplicações da caixa de câmbio diferencial de deslizamento limitado são comumente usadas em veículos off-road e de tração nas quatro rodas de alto desempenho. Também é usado em estradas com gelo ou terra. Finalmente, os diferenciais de deslizamento limitado são comumente usados ​​em carros de desempenho como BMW, Audi, Lexus, Dodge, Cadillac e muitos outros.

Diagrama do diferencial de deslizamento limitado:

Tipos de diferencial de deslizamento limitado

Os seguintes são os tipos comuns de um diferencial de deslizamento limitado.

LSD de valor fixo:

Independentemente da entrada de torque no diferencial ou da diferença de velocidade entre as duas saídas, a diferença máxima de torque entre as duas saídas, Trq d, é um valor constante neste diferencial. Normalmente, conjuntos de embreagem com mola foram empregados neste diferencial.

LSD de sensibilidade de torque:

Engrenagens helicoidais, embreagens ou cones (um tipo alternativo de embreagem) são usados ​​nesses diferenciais de deslizamento limitado, e a força de engate das engrenagens ou da embreagem é uma função do torque de entrada entregue ao diferencial (à medida que o motor aplica mais torque as engrenagens ou embreagens agarram com mais força e Trq d diminui).

Os LSDs de detecção de torque reagem ao torque do eixo de transmissão, portanto, quanto maior o torque de entrada do eixo de transmissão, mais apertadas as embreagens, cones ou engrenagens são apertadas e mais próximas as rodas motrizes são acopladas. Alguns contêm carregamento de mola para produzir algum torque minúsculo, de modo que as rodas motrizes sejam conectadas minimamente com pouco ou nenhum torque de entrada (acelerador/caixa de câmbio em neutro/embreagem principal pressionada). A quantidade de pré-carga (portanto, acoplamento estático) nas embreagens ou cones é determinada por sua condição geral (desgaste) e pela estanqueidade com que são carregadas.

LSD de embreagem, tipo cone ou placa:

A embraiagem é composta por uma pilha de discos de embraiagem finos, metade dos quais está ligado a um dos eixos de transmissão e a outra metade ao suporte da engrenagem de aranha. As pilhas de embreagem podem estar presentes em ambos ou apenas em um dos eixos de transmissão. Se houver apenas um, as engrenagens de aranha conectam o eixo de transmissão sobrevivente ao eixo de transmissão com embreagem. As garras são substituídas por um par de cones que são espremidos para fornecer o mesmo efeito em um tipo de cone.

2 vias, 1 via, 1,5 vias:

Carga, sem carga e ultrapassagem são os três estados de torque de entrada. O acoplamento é proporcional ao torque de entrada em situações de carga, conforme indicado anteriormente. A conexão é reduzida a um acoplamento estático quando não há carga. O comportamento do LSD em overrun (especialmente liberação rápida do acelerador) indica se é um sistema unidirecional, 1,5 ou bidirecional.

Em ambas as direções para frente e para trás, um diferencial de 2 vias terá o mesmo torque limite Trq d. Isso significa que sob a frenagem do motor, o diferencial fornecerá alguma ação restritiva.

LSD direcionado:

Engrenagens sem-fim e engrenagens retas são usadas para transferir e diferenciar a potência de entrada entre duas rodas motrizes ou eixos dianteiro e traseiro em diferenciais mecânicos de deslizamento limitado com engrenagens e sensíveis ao torque. Isso não deve ser confundido com as engrenagens de aranha chanfradas mais típicas encontradas na maioria das aplicações automotivas. As engrenagens são pressionadas contra as paredes da carcaça do diferencial conforme o torque é aplicado, causando atrito. O torque limite Trq d é criado pelo atrito resistindo ao movimento relativo das saídas.

Sensibilidade de velocidade:

Com base na diferença de velocidade entre os dois eixos de saída, os diferenciais sensíveis à velocidade limitam a diferença de torque entre as saídas, Trq d. Como resultado, o comportamento do diferencial para pequenas variações de velocidade de saída pode ser bastante semelhante ao de um diferencial aberto. O torque limite aumenta à medida que a diferença de velocidade aumenta. Quando comparado a um diferencial sensível ao torque, isso resulta em um comportamento dinâmico distinto.

LSD viscoso:

Por se basear no atrito hidrodinâmico de fluidos com alta viscosidade, o tipo vicioso costuma ser mais simples. Óleos à base de silicone são frequentemente empregados. Uma câmara cilíndrica cheia de fluido com uma pilha de discos perfurados gira em conjunto com o movimento normal dos eixos de saída. A superfície interna da câmara é conectada a um dos eixos de transmissão, enquanto a parte externa é conectada ao suporte do diferencial. Na pilha, metade dos discos está conectada ao interno, enquanto a outra metade está conectada ao externo. O movimento diferencial faz com que os discos intercalados se movam uns contra os outros através do fluido. Quando a velocidade de alguns acoplamentos viscosos é mantida, o fluido aquece devido ao atrito.

LSD eletrônico:

Um conjunto de engrenagens planetárias ou cônicas comparável ao de um diferencial aberto e um conjunto de embreagem semelhante ao de um diferencial baseado em bomba gerotor ou sensível ao torque são características comuns de um diferencial eletrônico de deslizamento limitado. A força de aperto na embreagem na unidade eletrônica é controlada externamente por um computador ou outro controlador. Isso permite que o torque limite do diferencial, Trq d, seja regulado como parte de um sistema abrangente de gerenciamento de chassi.

Princípio de funcionamento de um diferencial de deslizamento limitado

Na maioria dos casos, o diferencial padrão é suficiente. Em terrenos extremamente escorregadios, como estradas geladas ou lamacentas, a falta de força motriz, conhecida como força de tração, pode fazer com que as rodas traseiras deslizem porque o diferencial típico acionará a roda com menos tração. A coroa e a caixa do diferencial acionarão as engrenagens do pinhão se uma roda motriz estiver em piso seco e a outra em gelo ou lama. As engrenagens do pinhão, por outro lado, não acionam as duas engrenagens laterais.

Em pavimento seco, as engrenagens do pinhão vão passear ao redor da engrenagem lateral correspondente à roda quando acionadas pela caixa do diferencial. As engrenagens do pinhão acionam a roda que desliza e o carro não se move como resultado. Quase toda a potência do motor é enviada para a roda deslizante através do diferencial convencional. Bloqueios diferenciais podem ser usados ​​para resolver este problema. Os bloqueios do diferencial resolvem os problemas de tração distribuindo a mesma quantidade de energia para ambas as rodas, enquanto ainda permitem que o veículo gire normalmente.

O diferencial de deslizamento limitado (LSD) na caixa do diferencial limita o rpm diferencial entre duas rodas, duas arruelas de encosto e uma placa de embreagem. Quando a resistência da engrenagem diferencial do lado esquerdo é maior que a da roda, a engrenagem diferencial do lado direito gira. Isso faz com que os dentes do membro da embreagem diferencial do lado direito subam nos dentes do membro da embreagem diferencial do lado esquerdo. Como resultado, faz com que dois membros da embreagem se afastem um do outro.

Como resultado, as arruelas de encosto são forçadas contra as engrenagens laterais. Como resultado do atrito entre as engrenagens laterais e as arruelas de encosto, as rpm dos semi-eixos traseiros se aproximam da caixa do diferencial. Como resultado, é conhecido como efeito de deslizamento limitado.

Assista ao vídeo abaixo para saber mais sobre o funcionamento do diferencial de deslizamento limitado:

Vantagens e desvantagens do LSD diferencial de deslizamento limitado

Vantagens:

Abaixo estão os benefícios do LSD diferencial de deslizamento limitado em suas várias aplicações:

• Um diferencial de deslizamento limitado aumenta o desempenho e a velocidade do carro aumentando a quantidade de tração que ele cria.
• Um diferencial de deslizamento limitado melhora a segurança de um veículo, dando ao motorista mais controle sobre o veículo.
• Considere o desempenho de um diferencial típico (ou “aberto”) em cenários off-road ou neve em que uma roda começa a escorregar. Com um diferencial típico, a roda sem contato ou deslizante obterá a maior parte da potência (na forma de giro de baixo torque e alta rotação), enquanto a roda de contato permanecerá estacionária em relação ao solo.

Desvantagens:

Apesar das boas vantagens do LSD, algumas limitações ainda ocorrem. Abaixo estão as desvantagens de um diferencial de deslizamento limitado.

• O design é complexo
• O custo de manutenção é alto

• Conclusão

O LSD diferencial de deslizamento limitado, também conhecido como diferencial autotravante ou bloqueio do diferencial, é a melhor maneira de obter curvas mais rápidas. Ele permite que os carros aproveitem ao máximo a potência do motor, reduzindo a patinação das rodas e maximizando a tração. É um tipo de diferencial que permite que seus dois eixos de saída girem em velocidades diferentes, mas limita a diferença máxima entre os dois eixos. Isso é tudo para este artigo, onde a definição, aplicações, diagrama, tipos, funcionamento, vantagens e desvantagens do diferencial de deslizamento limitado são discutidos.

Espero que você aprenda muito com a leitura, se sim, gentilmente compartilhe com outros alunos. Obrigado por ler, nos vemos por aí!