دیفرانسیل لغزش محدود LSD چیست و چگونه کار میکند ؟

از جمله اصلی‌ترین مشخصاتی که خریداران در هنگام خرید یک خودروی اسپرت مدرن به آن توجه می‌کنند، وجود دیفرانسیل لغزش محدود (LSD) است. وجود این دیفرانسیل‌ها به‌خصوص برای خودروهای محرک عقب قدرتمند بسیار حیاتی است.

این دیفرانسیل‌ها نیز خود انواع گوناگونی دارند و پیشرفت فناوری به پیشرفت آن‌ها نیز کمک کرده است. برای مثال زمانی‌که آلفارومئو مدل‌های اسپرت جولیا و استلویو را معرفی کرد این دو خودرو با دو نوع آپشن دیفرانسیل لغزش محدود قابل سفارش بودند که شامل یک دیفرانسیل لغزش محدود ساده و یک دیفرانسیل لغزش محدود الکترونیکی با قابلیت توزیع گشتاور می‌شدند.

دیفرانسیل را می‌توان یک کامپیوتر آنالوگ مکانیکی دانست. این کامپیوتر منطق مختص به خود را دارد و در می‌توان آن را مکانیزیمی ساده و در عین حال پیچیده دانست که بدون آن خودروها امکان حرکت ندارند. زمانی‌که خودرو وارد پیچ می‌شود چرخی که در دایره‌ی خارجی پیچ قرار دارد باید سرعت بیشتری از چرخی که در دایره‌ی درونی پیچ قرار دارد داشته باشد و این اختلاف سرعت به کمک دیفرانسیل به دست می‌آید. دیفرانسیل این اجازه را به چرخ‌های هر محور می‌دهد که با سرعت متفاوتی بچرخند درحالی‌که نیروی موتور را نیز دریافت می‌کنند. درون دیفرانسیل مجموعه‌ای از چرخ‌ دند‌ه‌ها با نام کرانویل و پینیون وجود دارند.

اما دیفرانسیل‌ها یک مشکل عمده دارند که ایراد آن‌ها را به‌خصوص در خودروهای قدرتمند بیشتر نشان می‌دهد. در هنگام شروع حرکت هیچگاه هر دو چرخ تماس یکسانی با زمین ندارند و به همین دلیل نیروی یکسانی را دریافت نمی‌کنند. از دلایل عدم کشش یکسان در چرخ‌ها می‌توان به نوع سطح مسیر و نوع تقسیم وزن خودرو و حتی میزان باد تایرها اشاره کرد.

در شرایط ایده‌‌آل بهتر است که نیرو به چرخی انتقال پیدا کند که بیشترین تماس را با سطح زمین دارد اما در عمل بر عکس این اتفاق می‌افتد و چرخی که تماس کم‌تری دارد نیروی بیشتری دریافت می‌کند و این منجر به هرزگردی و هدر رفتن نیروی پیشرانه می‌شود. به‌خصوص اگر یکی از چرخ‌ها در شرایطی باشد که از زمین بلند شود کل نیرو به سمت آن چرخ رفته و به این ترتیب خودرو دیگر قادر به حرکت نخواهد بود. این را باید بزرگ‌ترین نقطه ضعف دیفرانسیل ماشین دانست.

برای رفع چنین ایرادی به مکانیزمی نیاز داریم تا در صورت نیاز نیروی موتور را به سمت چرخ مقابل ارسال کند. یکی از این راه‌حل‌ها استفاده از کلاچ‌های هیدرولیکی است. برای این منظور در یک سری صفحه کلاچ درون دیفرانسیل استفاده می‌شود. در صورتی که یکی از چرخ‌ها شروع به هرزگردی کند و سرعت بیشتری داشته باشد یک مکانیزم کلاچ را در هر دو سمت قفل کرده و به این ترتیب هر دو چرخ نیروی موتور را دریافت می‌کنند. این سیستم در خودروهای مسابقه‌ای نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد و عملکرد آن به صورتی است که درون پیچ‌ها از مدار خارج می‌شود تا خودرو بتواند ضمن دور زدن شتاب‌گیری نیز کند.

یک ایده‌ی دیگر نیز دیفرانسیل‌ها تورسن (Torsen) هستند. در این دیفرانسیل‌ها از یک سری چرخ‌دنده‌ها استفاده می‌شود که کارکردی مشابه سیستم صفحه کلاچی را ارائه می‌دهند. در دیفرانسیل‌های الکترونیکی مدرن مجموعه‌ی کلاچ‌ها توسط یک کامپیوتر کنترل می‌شوند. کلاچ‌ها در این دیفرانسیل‌ها می‌توانند به‌صورت جداگانه کنترل شوند و به این ترتیب کامپیوتر دقیقا می‌تواند کنترل کند که چه میزان نیرو به هر چرخ ارسال شود.

این نوع دیفراسنیل‌ها در فورد فوکوس RS به حد کمال خود رسیده‌اند. در این خودرو از سیستم انتقال نیروی جدید با نام Twinster استفاده شده است. در این سیستم دیفرانسیل به آن شکلی که می‌شناسیم وجود ندارد و تنها مجموعه‌ای از کلاچ‌ها با کنترل الکترونیکی هستند که تعیین می‌کنند چقدر نیرو به هر چرخ ارسال شود. این کلاچ‌ها سرعت گردش هر چرخ را می‌توانند کنترل کنند و حتی برای کاهش مصرف سوخت می‌توانند ارسال نیرو به چرخ‌ها را قطع نیز کنند. به‌گفته‌ی فورد در ساخت این کلاچ‌ها از مواد بسیار پیشرفته‌ای استفاده شده است که دچار خوردگی نمی‌شوند و به این ترتیب این کلاچ‌ها مادام العمر هستند. باید گفت که این هوشمندانه‌ترین ایده در سیستم‌های انتقال نیرو تاکنون است.

فورد مدل فیستا ST را هم به یک دیفرانسیل جدید به نام Quaife ATB مجهز کرده است. سیستم ATB یک دیفرانسیل لغزش محدود از نوع تورسن است که در آن در چند صفحه کلاچ‌ نیز استفاده شده است. این سیستم نیز می‌تواند نیروی بیشتری را به چرخی که دارای کشش بیشتری است ارسال کند اما توانایی قفل کردن دیفرانسیل را به‌صورت صد در صدی را ندارد. این سیستم بیشتر برای خودروهای دیفرانسیل جلو مناسب است و به چسبندگی بالاتر این خودروها در پیچ‌ها کمک می‌کند.