Comprender el diferencial de deslizamiento limitado

Un diferencial de deslizamiento limitado (LSD) permite que los dos ejes de salida giren a diferentes velocidades mientras limita la diferencia máxima entre ellos. también se conoce como diferencial autoblocante o bloqueo diferencial.

En este artículo, conocerá la definición, las aplicaciones, el diagrama, los tipos, el funcionamiento, las ventajas y las desventajas del diferencial de deslizamiento limitado.

¿Qué es el diferencial de deslizamiento limitado (LSD)?

Al cambiar el par entre las ruedas motrices, un diferencial de deslizamiento limitado (abreviado como LSD) permite tomar curvas más rápido. Esto permite que el automóvil aproveche al máximo la potencia de su motor al reducir el deslizamiento de las ruedas y maximizar la tracción. Es un tipo de diferencial que permite que sus dos ejes de salida giren a diferentes velocidades, pero limita la diferencia máxima entre los dos ejes.

Aplicaciones

Las aplicaciones de la caja de cambios diferencial de deslizamiento limitado se utilizan comúnmente en vehículos todoterreno y de alto rendimiento con tracción total. También es útil en caminos helados o de tierra. Finalmente, los diferenciales de deslizamiento limitado se usan comúnmente en automóviles de alto rendimiento como BMW, Audi, Lexus, Dodge, Cadillac y muchos otros.

Esquema del diferencial de deslizamiento limitado:

Tipos de diferencial de deslizamiento limitado

Los siguientes son los tipos comunes de un diferencial de deslizamiento limitado.

Valor fijo LSD:

Independientemente de la entrada de torque al diferencial o la diferencia de velocidad entre las dos salidas, la diferencia de torque máxima entre las dos salidas, Trq d, es un valor constante en este diferencial. Por lo general, en este diferencial se emplearon conjuntos de embrague accionados por resorte.

Sensibilidad de par LSD:

En estos diferenciales de deslizamiento limitado se utilizan engranajes helicoidales, embragues o conos (un tipo alternativo de embrague), y la fuerza de enganche de los engranajes o embrague es una función del par de entrada entregado al diferencial (a medida que el motor aplica más par). los engranajes o embragues agarran más fuerte y Trq d disminuye).

Los LSD de detección de par reaccionan al par del eje de transmisión, por lo tanto, cuanto mayor sea el par de entrada del eje de transmisión, más apretados estarán los embragues, conos o engranajes, y más cerca estarán acopladas las ruedas motrices. Algunos contienen carga de resorte para producir un pequeño par de torsión, de modo que las ruedas motrices están mínimamente conectadas con poco o ningún par de entrada (acelerador de arrastre/caja de cambios en punto muerto/embrague principal presionado). La cantidad de precarga (por lo tanto, acoplamiento estático) en los embragues o conos está determinada por su estado general (desgaste) y la tensión con la que están cargados.

Embrague, tipo cono o placa LSD:

El embrague está formado por una pila de discos de embrague delgados, la mitad de los cuales están conectados a uno de los ejes de transmisión y la otra mitad al portaengranajes de araña. Las pilas de embrague pueden estar presentes en ambos o solo en uno de los ejes de transmisión. Si solo hay uno, los engranajes de araña conectan el eje de transmisión superviviente al eje de transmisión con embrague. Los embragues se reemplazan por un par de conos que se aprietan para proporcionar el mismo efecto en un tipo de cono.

2 vías, 1 vía, 1,5 vías:

Con carga, sin carga y sobremarcha son los tres estados de par de entrada. El acoplamiento es proporcional al par de entrada en situaciones de carga, como se indicó anteriormente. La conexión se reduce a un acoplamiento estático cuando no hay carga. El comportamiento del LSD en exceso (especialmente la liberación rápida del acelerador) indica si se trata de un sistema unidireccional, de 1,5 vías o de dos vías.

Tanto en la dirección de avance como en la de retroceso, un diferencial de 2 vías tendrá el mismo par límite Trq d. Esto significa que, con el freno motor, el diferencial proporcionará cierta acción restrictiva.

LSD engranado:

Los engranajes helicoidales y los engranajes rectos se utilizan para transferir y diferenciar la potencia de entrada entre dos ruedas motrices o ejes delantero y trasero en diferenciales de deslizamiento limitado mecánicos sensibles al par con engranajes. Esto no debe confundirse con los engranajes de araña biselados más típicos que se encuentran en la mayoría de las aplicaciones de automóviles. Los engranajes se presionan contra las paredes de la carcasa del diferencial a medida que se aplica el par, lo que provoca fricción. El par límite Trq d es creado por la fricción que resiste el movimiento relativo de las salidas.

Sensibilidad de velocidad:

Según la diferencia de velocidad entre los dos ejes de salida, los diferenciales sensibles a la velocidad limitan la diferencia de par entre las salidas, Trq d. Como resultado, el comportamiento del diferencial para variaciones menores de la velocidad de salida puede ser bastante similar al de un diferencial abierto. El par límite aumenta a medida que crece la diferencia de velocidad. En comparación con un diferencial sensible al par, esto da como resultado un comportamiento dinámico distinto.

LSD viscoso:

Debido a que se basa en la fricción hidrodinámica de los fluidos con alta viscosidad, el tipo vicioso suele ser más simple. Frecuentemente se emplean aceites a base de silicona. Una cámara cilíndrica de fluido llena de una pila de discos perforados gira junto con el movimiento normal de los ejes de salida. La superficie interior de la cámara está conectada a uno de los ejes de transmisión, mientras que el exterior está conectado al portadiferencial. En la pila, la mitad de los discos están conectados al interior, mientras que la otra mitad está conectada al exterior. El movimiento diferencial hace que los discos intercalados se muevan uno contra el otro a través del fluido. Cuando se mantiene la velocidad de algunos acoplamientos viscosos, el fluido se calentará debido a la fricción.

LSD electrónico:

Un conjunto de engranajes planetarios o cónicos comparable al de un diferencial abierto y un paquete de embrague similar al de un diferencial basado en bomba gerotor o sensible al par son características comunes de un diferencial de deslizamiento limitado electrónico. La fuerza de sujeción sobre el embrague en la unidad electrónica es controlada externamente por una computadora u otro controlador. Esto permite regular el par límite del diferencial, Trq d, como parte de un completo sistema de gestión del chasis.

Principio de funcionamiento de un diferencial de deslizamiento limitado

En la mayoría de los casos, el diferencial estándar es suficiente. En terrenos extremadamente resbaladizos, como caminos con hielo o lodo, la falta de potencia de conducción, conocida como fuerza de tracción, puede hacer que las ruedas traseras patinen porque el diferencial típico impulsará la rueda con la menor tracción. La corona dentada y la caja del diferencial impulsarán los piñones si una de las ruedas motrices está sobre pavimento seco y la otra sobre hielo o lodo. Los engranajes de piñón, por otro lado, no impulsarán ambos engranajes laterales.

En pavimento seco, los engranajes de piñón se moverán alrededor del engranaje lateral correspondiente a la rueda cuando sean accionados por la caja del diferencial. Los engranajes de piñón impulsan la rueda deslizante y, como resultado, el automóvil no se moverá. Casi toda la potencia del motor se envía a la rueda deslizante a través del diferencial convencional. Los bloqueos de diferencial se pueden utilizar para resolver este problema. Los bloqueos de diferencial resuelven los problemas de tracción al distribuir la misma cantidad de potencia a ambas ruedas y al mismo tiempo permitir que el vehículo gire con normalidad.

El diferencial de deslizamiento limitado (LSD) en la caja del diferencial limita las rpm del diferencial entre dos ruedas, dos arandelas de empuje y una placa de embrague. Cuando la resistencia del engranaje del diferencial del lado izquierdo es mayor que la de la rueda, el engranaje del diferencial del lado derecho gira. Hace que los dientes del miembro del embrague del diferencial del lado derecho suban los dientes del miembro del embrague del diferencial del lado izquierdo. Como resultado, hace que dos miembros del embrague se alejen uno del otro.

Como resultado, las arandelas de empuje son forzadas contra los engranajes laterales. Como resultado de la fricción entre los engranajes laterales y las arandelas de empuje, las rpm de los semiejes traseros se aproximan a la caja del diferencial. Como resultado, se conoce como el efecto de deslizamiento limitado.

Mire el video a continuación para obtener más información sobre el funcionamiento del diferencial de deslizamiento limitado:

Ventajas y desventajas del diferencial de deslizamiento limitado LSD

Ventajas:

A continuación se muestran los beneficios del diferencial de deslizamiento limitado LSD en sus diversas aplicaciones:

• Un diferencial de deslizamiento limitado aumenta el rendimiento y la velocidad del automóvil al aumentar la cantidad de tracción que crea.
• Un diferencial de deslizamiento limitado mejora la seguridad de un vehículo al darle al conductor más control sobre el vehículo.
• Considere cómo funciona un diferencial típico (o "abierto") en escenarios todoterreno o con nieve donde una rueda comienza a patinar. Con un diferencial típico, la rueda que no hace contacto o se desliza obtendrá la mayor parte de la potencia (en forma de giro de bajo par y altas revoluciones), mientras que la rueda con contacto permanecerá estacionaria con respecto al suelo.

Desventajas:

A pesar de las buenas ventajas del LSD, todavía existen algunas limitaciones. A continuación se muestran las desventajas de un diferencial de deslizamiento limitado.

• El diseño es complejo
• El costo de mantenimiento es alto

• Conclusión

El diferencial de deslizamiento limitado LSD, que también se conoce como diferencial autoblocante o bloqueo diferencial, es una mejor manera de lograr curvas más rápidas. Permite que los automóviles aprovechen al máximo la potencia de su motor al reducir el patinaje de las ruedas y maximizar la tracción. Es un tipo de diferencial que permite que sus dos ejes de salida giren a diferentes velocidades pero limita la diferencia máxima entre los dos ejes. Eso es todo por este artículo, donde se discuten la definición, las aplicaciones, el diagrama, los tipos, el funcionamiento, las ventajas y las desventajas del diferencial de deslizamiento limitado.

Espero que aprendas mucho de la lectura, si es así, comparte amablemente con otros estudiantes. Gracias por leer, ¡nos vemos!