Diferencial de Deslizamento Limitado (LSD): Função, Tipos e Benefícios

Um diferencial de deslizamento limitado (LSD) permite que dois eixos de saída girem em velocidades diferentes limitando a diferença máxima entre eles. Também conhecido como diferencial autoblocante ou travamento de diferencial.

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

O que é diferencial de deslizamento limitado (LSD)?

Ao transferir torque entre as rodas motrizes, o LSD permite curvas mais rápidas. Isso permite ao carro aproveitar ao máximo a potência do motor reduzindo patinação das rodas e maximizando tração. É um tipo de diferencial que permite seus dois eixos de saída girarem em velocidades diferentes, mas limita a diferença máxima entre os dois eixos.

Aplicações

Caixas de câmbio com LSD são comuns em veículos off-road e alto desempenho com tração integral. Útil em estradas geladas ou de terra. Também comum em carros de desempenho: BMW, Audi, Lexus, Dodge, Cadillac, entre outros.

Diagrama de diferencial de deslizamento limitado

[Inserir diagrama: engrenagens planetárias/satélites, pacote de discos de embreagem, molas de pré-carga, carcaça do diferencial]

Tipos de Diferencial de Deslizamento Limitado

LSD de Valor Fixo (Fixed Value)

Independente do torque de entrada ou diferença de velocidade entre saídas, a diferença máxima de torque (Trq d) é constante. Tipicamente usa conjuntos de embreagem carregados por mola.

LSD Sensível a Torque (Torque Sensitivity)

Usam engrenagens helicoidais, embreagens ou cones (tipo alternativo de embreagem). Força de engate das engrenagens ou embreagem é função do torque de entrada no diferencial (quanto mais torque o motor aplica, mais as engrenagens/embreagens travam e Trq d diminui).

LSDs sensíveis a torque reagem ao torque do eixo cardã: maior torque de entrada → embreagens/cones/engrenagens pressionados mais fortemente → rodas motrizes mais acopladas. Alguns têm pré-carga de mola para acoplamento mínimo com pouco ou nenhum torque de entrada (desaceleração/neutro/embreagem principal acionada). A pré-carga (acoplamento estático) depende da condição geral (desgaste) e aperto das embreagens/cones.

LSD de Embreagem, Tipo Cone ou Disco (Plate)

Embreagem = pilha de discos finos, metade conectada a um eixo motriz, outra metade ao porta-satélites (spider gear carrier). Pilhas podem estar em ambos ou apenas um eixo. Se apenas uma, engrenagens satélites conectam eixo sobrevivente ao eixo com embreagem. No tipo cone, par de cones pressionados substitui discos para mesmo efeito.

2-Way, 1-Way, 1.5-Way

Três estados de torque de entrada: carga, sem carga, sobrecorrida (overrun). Acoplamento proporcional ao torque na carga. Sem carga, reduz a acoplamento estático. Comportamento na sobrecorrida (especialmente alívio rápido do acelerador) define se é 1-way, 1.5-way ou 2-way.

Diferencial 2-way tem mesmo torque limitante Trq d em ambas direções (frente/trás). Ou seja, em freio motor, diferencial fornece ação limitante.

LSD Engrenado (Geared)

Engrenagens sem-fim (worm) e cilíndricas (spur) transferem e diferenciam potência entre duas rodas motrizes ou eixos dianteiro/traseiro. Não confundir com engrenagens cônicas satélites comuns. Engrenagens pressionam paredes da carcaça sob torque, gerando atrito. Atrito resistindo movimento relativo das saídas cria torque limitante Trq d.

Sensível à Velocidade (Speed Sensitivity)

Baseado na diferença de velocidade entre eixos de saída, diferenciais sensíveis à velocidade limitam diferença de torque Trq d. Comportamento para pequenas diferenças de velocidade similar a diferencial aberto. Torque limitante aumenta com diferença de velocidade. Comportamento dinâmico distinto do sensível a torque.

LSD Viscoso (Viscous)

Mais simples: baseia-se em atrito hidrodinâmico de fluidos de alta viscosidade. Óleos à base de silicone comuns. Câmara cilíndrica com fluido e pilha de discos perfurados gira solidária ao movimento normal dos eixos. Superfície interna conectada a um eixo, externa ao porta-diferencial. Metade dos discos na pilha conectada ao interno, metade ao externo. Movimento diferencial faz discos intercalados moverem-se contra fluido. Em alguns acoplamentos viscosos, fluido aquece por atrito em velocidade mantida.

LSD Eletrônico (Electronic)

Conjunto planetário ou cônico similar a diferencial aberto + pacote de embreagem similar a diferencial sensível a torque ou bomba gerotora. Força de aperto da embreagem controlada externamente por computador/controlador. Permite regular torque limitante Trq d como parte de sistema integrado de gerenciamento de chassi.

Princípio de Funcionamento do LSD

Na maioria dos casos, diferencial padrão basta. Em solo muito escorregadio (gelo, lama), falta de tração faz roda com menor aderência patinar porque diferencial padrão envia potência à roda com menos tração. Coroa e carcaça do diferencial giram satélites se uma roda em asfalto seco e outra em gelo/lama. Satélites não giram ambas engrenagens laterais.

No asfalto seco, satélites "passeiam" ao redor da engrenagem lateral da roda com tração quando acionados pela carcaça. Satélites giram roda escorregadia → carro não move. Quase toda potência vai para roda escorregadia. Travas de diferencial resolvem distribuindo mesma potência às duas rodas permitindo curva normal.

O LSD na carcaça limita RPM diferencial entre duas rodas, duas arruelas de encosto e disco de embreagem. Quando resistência da engrenagem lateral esquerda > roda, engrenagem lateral direita gira. Dentes do membro de embreagem direito sobem nos do membro esquerdo. Dois membros de embreagem afastam-se.

Arruelas de encosto forçadas contra engrenagens laterais. Atrito entre engrenagens laterais e arruelas faz RPM dos semi-eixos traseiros aproximar-se da carcaça do diferencial. Isso é o efeito de deslizamento limitado.

Assista ao vídeo para entender o funcionamento do LSD:

[Inserir vídeo]

Vantagens e Desvantagens do LSD

Vantagens

• Aumenta desempenho e velocidade do carro aumentando tração gerada
• Melhora segurança dando mais controle ao motorista
• Em off-road ou neve com diferencial aberto, roda que patina recebe maioria da potência (alto RPM, baixo torque), roda com tração fica parada. LSD evita isso.

Desvantagens

• Projeto complexo
• Custo de manutenção elevado

Conclusão

LSD (também autoblocante ou travamento) permite curvas mais rápidas. Permite ao carro aproveitar potência do motor reduzindo patinação e maximizando tração. Permite eixos de saída girarem em velocidades diferentes limitando diferença máxima. Neste artigo, discutimos definição, aplicações, diagrama, tipos, funcionamento, vantagens e desvantagens.

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