تصور کنید کامیونی با دیفرانسیل باز یا استاندارد در حال حرکت در یک مسیر مستقیم است و یک چرخ آن روی سطحی با چسبندگی مناسب و چرخ دیگر روی سطح لغزنده قرار دارد. در دیفرانسیل باز حرکت محورهای چپ و راست کاملا از یکدیگر مجزاست. با توجه به این موضوع که یک چرخ بر روی سطح لغزنده قرار دارد، دیفرانسیل با وارد کردن قدرت موتور به آن چرخ باعث می شود که سرعت بیش از حد بالا رود. این در حالی است که چرخ دیگر تقریبا ثابت است.
در واقع در این شرایط، قدرت بیش از حد به چرخ لغزان و قدرت کمتر به چرخ ثابت وارد می شود. یک راه برای جلوگیری از این لغزش مستقل کردن چرخ ها و نیروی چرخشی آنهاست که این امر توسط دیفرانسیل لغزش محدود یا LSD صورت می گیرد!
دیفرانسیل لغزش محدود یا LSD چیست؟
دیفرانسیل لغزش محدود یا دیفرانسیل LSD دقیقا برای مستقل کردن چرخ ها و نیروی چرخشی آنها طراحی شده است. یکی از متداول ترین تکنولوژی های استفاده شده در دیفرانسیل لغزش محدود یا دیفرانسیل LSD استفاده از صفحات کلاچ است. که در ادامه به بررسی عملکرد این صفحات در این نوع دیفرانسیل می پردازیم!
قطعات به کار رفته در دیفرانسیل لغزش محدود
جدا از قطعات اصلی این دیفرانسیل، دیفرانسیل LSD دارای تعداد زیادی صفحات اصطکاکی و صفحات استیل است که این صفحات مابین بدنه، دیفرانسیل و دنده پلوس ها قرار می گیرند. صفحات اصطکاکی با دنده پلوس ها قفل خواهند شد. بنابراین، صفحات اصطکاکی و دنده پلوس ها همیشه با هم خواهند چرخید. صفحات استیلی دارای زائده هایی هستند که در شیارهای داخل بدنه قرار می گیرند و همین امر سبب می شود که آنها با بدنه بچرخند.
اگرصفحات کلاچ فشرده بشوند نیروی اصطکاک بین آنها باعث می شود تا به صورت یک قطعه یکپارچه عمل کنند. با توجه به این موضوع که صفحات استیلی به بدنه و صفحات اصطکاکی به دنده پلوس ها قفل می شوند، در حالت فشرده حرکت چرخشی بدنه به محور مورد نظر منتقل می شود.
نقش فنر در دیفرانسیل لغزش محدود
فاصله بین دنده پلوس ها توسط یک فنر تحت فشار پر می شود. فنر تحت فشار باعث می شود تا یک نیروی خارجی همواره صفحات کلاچ را فشرده سازد. همانطور که متوجه شده اید دنده پلوس و دنده عنکبوتی از نوع بول هستند که یک ویژگی خاص و منحصر به فرد دارند. زمانی که گشتاور به چرخ دنده های بول وارد می شود؛ به غیر از نیروی مماسی باعث تولید نیروهای محوری نیز خواهد شد.
چرا باید نیروی محوری توسط این دیفرانسیل تولید شود؟
نیروی محوری در این حالت باعث جدایی دنده ها از یکدیگر می شود. در اینجا متوجه شده اید که دنده پلوس از محور خودش مجزاست. دنده پلوس دارای کمی خلاصی است که بتواند روی محور خودش نیز حرکت کند. بنابراین در حالت انتقال گشتاور بین دنده عنکبوتی و دنده پلوس ها نیروی جدا کننده به صفحات کلاچ منتقل می شود. این نیروی جدا کننده باعث فشرده شدن صفحات کلاچ در برابر بدنه خواهد شد.
مثال ابتدای این متن را به خاطر بیاورید!
حال، مثالی را که در ابتدای این متن در مورد حرکت چرخ های کامیون بر روی سطح چسبنده و لغزنده ذکر کردیم، به یاد بیاورید. همانطور که در بالا به آن اشاره کردیم، با توجه به این موضوع که یک چرخ در سطح لغزنده است نیروی گشتاور بیشتری به آن چرخ وارد می شود. بنابراین، نیروی محوری جدا کننده در دنده های بول در آن سمت از دیفرانسیل ( چرخی که روی سطح لغزنده است) بیشتر خواهد شد. بنابراین، صفحات کلاچ در سمت چرخ با چسبندگی بیشتر به یکدیگر فشرده می شوند و قفل می شوند.
نیروی حاصل از فشردگی صفحات کلاچ به چرخ با چسبندگی بیشتر منتقل خواهد شد. در طرف دیگر، صفحات کلاچ با سطح چسبندگی کمتر هنوز درگیر نشده اند. بنابراین قدرت آنها به سمت مخالف منتقل می شود. بدین ترتیب مشکل اختلاف چسبندگی سطح ها برای چرخ های کامیون به طور کلی از بین می رود.
عملکرد ویژه دیفرانسیل لغزش محدود
دیفرانسیل لغزش محدود در درون یک پیچ مشابه به یک دیفرانسیل باز یا استاندارد عمل می کند. در این حالت نیروی جدا کننده ایجاد شده در چرخ دنده های بول زیاد نخواهد بود. بنابراین، نیروی اصطکاک بین صفحات استیلی و اصطکاکی بسیار ناچیز خواهد بود و بر روی هم خواهند لغزید. بدین ترتیب چرخ های راست و چپ می توانند با سرعت های متفاوت حرکت کنند، درست مانند یک دیفرانسیل نوع باز!