Nie grzęźnij: jak LSD pomaga unikać śliskich sytuacji
Wyobraź
sobie, że Twój samochód jedzie po śliskiej drodze, a jedno z kół zaczyna się
ślizgać, co paraliżuje ruch pojazdu.
W
takiej sytuacji z pomocą przychodzi mechanizm różnicowy o ograniczonym poślizgu
(LSD), który nie tylko poprawia przyczepność, ale również zwiększa kontrolę nad
pojazdem. Wyjaśniamy, czym różni się od otwartego i blokowanego mechanizmu
różnicowego, jak działa i dlaczego zarówno samochody terenowe, jak i osobowe
nie mogą się bez niego obejść.
Aby
zrozumieć zalety mechanizmu różnicowego o ograniczonym poślizgu (LSD — z ang.
Limited Slip Differential, czasem nazywanego również mechanizmem różnicowym o
zwiększonym tarciu), warto poznać podstawowe elementy układu napędowego, które
zamieniają moc silnika w ruch do przodu lub do tyłu.
Pomimo
różnic konstrukcyjnych między samochodami z napędem na przednie i tylne koła,
kluczowe elementy pozostają takie same: skrzynia biegów, wał napędowy (lub
półosie), oś oraz mechanizm różnicowy.
Jak
działa mechanizm różnicowy?
Rola
mechanizmu różnicowego polega na przekazywaniu momentu obrotowego silnika na
lewe i prawe koło. W autach z napędem na tylne koła dzieje się to przez tylną
oś, a w pojazdach z napędem na przednie koła — przez półosie. Proces ten jest
skomplikowany, ponieważ prędkość obrotowa lewego i prawego koła różni się,
szczególnie podczas pokonywania zakrętów.
Podczas
skrętu wewnętrzne koło obraca się wolniej niż zewnętrzne. Mechanizm różnicowy
kompensuje tę różnicę, zapewniając płynność ruchu i zmniejszając zużycie opon. Osiąga
się to dzięki systemowi kół zębatych (obejmującemu główne koło zębate połączone
z wałem napędowym, koło zębate napędowe wewnątrz mechanizmu różnicowego, a
także satelity i koła półosiowe, które rozdzielają moc na koła).
Otwarty
mechanizm różnicowy i LSD
Otwarty
mechanizm różnicowy (Open Diff) oraz mechanizm różnicowy o ograniczonym
poślizgu (LSD) realizują to zadanie w różny sposób.
Otwarty
mechanizm różnicowy pozwala kołom obracać się z różną prędkością, co jest
idealnym rozwiązaniem na zakrętach.
LSD
ogranicza tę różnicę, wykorzystując sprzęgła cierne, które przy określonym
obciążeniu jednego z kół zmuszają oba koła do obracania się z niemal równą
prędkością.
Jest
to istotne, ponieważ podczas jazdy samochodem z otwartym mechanizmem różnicowym
po śliskiej nawierzchni koło z mniejszą przyczepnością otrzymuje całą moc
silnika, a koło z lepszą przyczepnością pozostaje bez napędu. W efekcie jedno z
kół zaczyna buksować, a samochód traci stabilność. LSD zapobiega temu,
angażując oba koła w celu zwiększenia przyczepności.
Rodzaje
LSD
Istnieją
różne rodzaje LSD, od wczesnych modeli ze sprzęgłem wiskotycznym i ciernym po
nowoczesne mechanizmy różnicowe z kontrolą momentu obrotowego i sprzęgłami
płytkowymi. Wysokowydajne samochody wykorzystują zaawansowane systemy rozdziału
momentu obrotowego i napędu na cztery koła, które w czasie rzeczywistym
regulują przekazywanie mocy na każde koło, poprawiając sterowność i
zmniejszając nadsterowność.
Na
wczesnym etapie rozwoju LSD firma General Motors opatentowała termin «Positraction»
(dodatkowa przyczepność). Z kolei technologia «Torsen» (Torque Sensing – czujnik
momentu obrotowego) stosowana jest głównie w autach terenowych. Ten system może
wcześniej blokować mechanizm różnicowy, zapobiegając poślizgowi kół.
Blokowany
mechanizm różnicowy
W
przeciwieństwie do LSD, blokowany mechanizm różnicowy (nazywany również
mechanizmem z pełną blokadą) unieruchamia oba wały napędowe, zmuszając koła do
obracania się z tą samą prędkością. Jest to przydatne w samochodach terenowych,
szczególnie podczas pokonywania trudnych przeszkód, ale zupełnie nieprzydatne w
autach sportowych, gdzie liczy się maksymalna sterowność przy dużych
prędkościach.
W
większości przypadków blokada mechanizmu różnicowego znajduje się na tylnej
osi, jednak takie modele, jak Jeep Wrangler Rubicon, Ford Bronco czy
Mercedes-Benz Klasy G, oferują blokady zarówno przedniego, jak i tylnego
mechanizmu różnicowego.
Blokada
tylnej osi jest najczęściej stosowana. Blokowany mechanizm różnicowy na tylnej osi synchronizuje
prędkość obrotową kół, zapewniając maksymalną przyczepność w sytuacji, gdy
jedno z kół opuszcza śliską nawierzchnię.
Blokada
przedniego mechanizmu różnicowego jest rzadsza, ponieważ przednia oś w większości
pojazdów terenowych pełni funkcję wspomagającą. Jednak taka blokada jest
istotna w samochodach z napędem na cztery koła, gdy wymaga się równomiernego
rozdziału mocy na obie osie. Na przykład wtedy, gdy oba koła na przedniej osi
tracą przyczepność, ale jedno z kół tylnej osi wciąż trzyma się nawierzchni.
Nowoczesne
technologie pozwalają na wybór między automatycznym a ręcznym sterowaniem
blokadą. Jeśli fabryczne rozwiązania Nissana, Toyoty czy innych marek nie
spełniają oczekiwań, można skorzystać z produktów firm takich jak ARB, Auburn
Gear czy Eaton, które oferują dodatkowe systemy blokad.
Firma ARB promuje system Air Locker, który pozwala blokować
mechanizm różnicowy za pomocą systemu pneumatycznego. Kierowca może sterować
blokadą za pomocą przycisków w kabinie, co umożliwia jej włączenie tylko wtedy,
gdy jest to konieczne.
·
Jeep
Wrangler JK i JL: dla tych modeli ARB oferuje blokady zarówno przedniego, jak i
tylnego mechanizmu różnicowego.
·
Toyota Land
Cruiser 70: ARB produkuje pneumatyczne blokady dla tych modeli, poprawiając ich
zdolności terenowe w najtrudniejszych warunkach.
·
Ford Ranger
(modele o właściwościach terenowych): system Air Locker ARB może być montowany
na tylnej osi w celu zwiększenia trakcji na trudnym terenie.
Firma Auburn Gear jest znana z wysokiej
jakości mechanizmów różnicowych z ograniczonym poślizgiem (LSD) oraz systemów
blokad. Oferuje zarówno automatyczne, jak i manualne rozwiązania dla różnych
pojazdów.
·
Chevrolet
Silverado: Auburn Gear sprzedaje mechanizmy różnicowe z ograniczonym poślizgiem
dla modeli z napędem na tył i na cztery koła.
·
Jeep Grand
Cherokee: dla tych SUV-ów Auburn Gear produkuje mechanizmy różnicowe
poprawiające przyczepność na trudnych trasach.
·
Ford F-150:
Auburn Gear oferuje rozwiązania LSD, które zwiększają trakcję na piaszczystych
i błotnistych drogach.
Firma Eaton słynie ze swoich
zaawansowanych technologii, takich jak E-Locker (elektryczna blokada mechanizmu
różnicowego) oraz Detroit Locker (tradycyjna mechaniczna blokada). Systemy te
umożliwiają automatyczne lub ręczne blokowanie mechanizmu różnicowego w
trudnych warunkach drogowych.
·
Chevrolet
Silverado 1500: Eaton oferuje E-Locker dla poprawy przyczepności w modelach z
napędem na cztery koła. System aktywuje się po naciśnięciu przycisku.
·
Ram 2500:
Detroit Locker firmy Eaton stosowany jest w ciężkich pojazdach użytkowych i
terenowych, zapewniając pełną blokadę w napędzie 4x4.
·
Toyota
Tacoma TRD Pro: Eaton produkuje rozwiązania dla wersji terenowych Tacoma,
umożliwiając montaż blokady mechanizmu różnicowego na przedniej i tylnej osi.
Ręczna czy automatyczna
blokada?
Zazwyczaj ręczne sterowanie
blokadą stosuje się w pojazdach, gdzie wymagany jest precyzyjny kontrolowany
wybór blokady w zależności od warunków jazdy. Takie systemy najczęściej
występują w SUV-ach i pick-upach używanych w trudnym terenie. Montuje się je
nie tylko w celu poprawy zdolności terenowych, ale również dla zmniejszenia
zużycia elementów układu napędowego.
Przykłady pojazdów z ręczną
blokadą:
·
Toyota
4Runner TRD Pro
·
Jeep
Wrangler Rubicon (mechanizm blokady może być aktywowany ręcznie za pomocą
dźwigni w kabinie)
·
Ford Bronco
(wersje z bogatym wyposażeniem oferują ręczną blokadę)
Nowoczesne samochody z
różnymi typami mechanizmów różnicowych
1. Otwarty mechanizm
różnicowy (Open Diff)
Często stosowany w
standardowych samochodach osobowych, ponieważ zapewnia podstawową trakcję i
jest stosunkowo tani w produkcji. Pozwala kołom obracać się z różną prędkością.
Przykłady samochodów z
otwartym mechanizmem różnicowym:
·
Ford Fiesta
(wersja podstawowa)
·
Toyota
Corolla
·
Honda Civic
(bazowe wersje wyposażenia)
·
Volkswagen
Golf (konfiguracje podstawowe)
2. Mechanizm różnicowy z
ograniczonym poślizgiem (LSD)
Poprawia przyczepność,
przekazując więcej mocy na «stabilne koło» w momencie, gdy jedno z kół zaczyna tracić przyczepność.
Przykłady samochodów z LSD:
·
BMW Serii 3
(niektóre modele, zwłaszcza wersje M)
·
Mazda MX-5
(w niektórych wersjach wyposażenia)
·
Chevrolet
Camaro (konfiguracje sportowe)
·
Ford
Mustang GT
·
Audi S4
3. Blokowany mechanizm
różnicowy (Locking Differential)
Stosowany do pełnego
zablokowania kół na jednej osi, aby obracały się z tą samą prędkością —
szczególnie przydatny w terenie.
Przykłady samochodów z
blokowanym mechanizmem różnicowym:
·
Jeep
Wrangler (w niektórych wersjach, np. Rubicon)
·
Land Rover
Defender (w wyższych wersjach wyposażenia)
·
Toyota Land
Cruiser (w wybranych wersjach)
·
Mercedes-Benz
Klasy G (w niektórych konfiguracjach)
4. Samochody z połączeniem
różnych typów mechanizmów różnicowych
Niektóre pojazdy stosują
kombinacje mechanizmów otwartych, LSD i blokowanych w celu zwiększenia
uniwersalności i możliwości terenowych.
Przykłady samochodów z
połączonymi mechanizmami różnicowymi:
·
Mercedes-Benz
Klasy G (systemy z LSD i blokadą)
·
Land Rover
Range Rover (nowoczesne modele z systemami współpracującymi z LSD i blokadą)
·
Audi Q7
(wersje z napędem Quattro)
·
BMW X5 (konfiguracje
z systemem xDrive)
·
Porsche 911
Turbo (posiada system LSD i aktywne zarządzanie momentem obrotowym).
Niektóre SUV-y i sportowe
samochody z napędem na cztery koła mogą korzystać z blokowanych mechanizmów
różnicowych w połączeniu z systemami LSD, co umożliwia kierowcom wybór
najlepszego rodzaju napędu w zależności od warunków drogowych.
Źródła: Iseecars.com,
Caranddriver.com
Komentarze
Prześlij komentarz