Een van de belangrijkste elementen bij de voorbereiding van een raceauto is het correct kiezen van het type differentieel dat het beste bij uw behoeften past. Als je al enige basiskennis van automechanica hebt, ben je misschien al bekend met wat differentiëlen zijn en hoe ze werken:het vermogen komt van de motor, gaat door de transmissie en vervolgens wordt het differentieel gedeeld tussen de aandrijfwielen. Dat is een goed begin. Maar kent u alle verschillende soorten differentiëlen die beschikbaar zijn en de voor- en nadelen van elk?
Er zijn verschillende soorten differentiëlen en niet allemaal hebben ze dezelfde invloed op het rijgedrag van een auto. Laten we een Nissan 240SX nemen die is gebouwd om te driften. De ideale differentiële keuze zou zoiets zijn als een Kaaz 2.0 manier , een differentieel dat niet geschikt is voor dagelijks gebruik. Maar aangezien de auto is gebouwd met het oog op gebruik op het circuit, wordt een differentieel als dit een noodzaak.
Maar waarom zo'n offer? Hoe werkt een differentieel? Wat zijn de verschillen? En hoe kiest u het juiste differentieel voor uw behoeften? Hier zijn enkele van de vragen die we in dit artikel zullen proberen te beantwoorden.
Open differentiëlen worden het meest gebruikt op voertuigen voor de massamarkt. Als u geen idee heeft met welk type differentieel uw auto is uitgerust, kunt u hier een snelle test doen:til de auto op zodat de aangedreven wielen de grond niet raken en draai een van de aangedreven wielen met de hand rond. Als het tegenovergestelde wiel in de tegenovergestelde richting draait, is uw auto uitgerust met een open differentieel. Als de richting voor beide wielen hetzelfde is, heb je een sperdifferentieel (Torsen-type differentiëlen zijn een uitzondering).
Open differentiëlen worden gebruikt om de aandrijfwielen met een verschillende snelheid van elkaar te laten draaien. Wanneer het voertuig in een rechte lijn beweegt, is de rotatiesnelheid voor beide wielen gelijk. Aan het begin van een bocht moet dan echter het buitenste wiel sneller draaien dan het binnenste wiel. Het principe is vrij eenvoudig:als men de omtrek van een cirkel als volgt berekent:(straal X 2) X π, dan zal de straal van het binnenste wiel onvermijdelijk kleiner zijn dan die van het buitenste wiel.
Nu, als de aandrijfwielen direct zijn verbonden, zal de rotatiesnelheid voor beide altijd hetzelfde zijn. In een bochtsituatie zou het buitenste wiel niet met een hogere snelheid kunnen draaien dan het binnenste wiel. In de praktijk zou dit zich vertalen in moeilijkheden bij het initiëren van de richtingsverandering en een neiging tot onderstuur.
Daarom is een differentieel van het open type geïnstalleerd om een verschillende rotatiesnelheid van de wielen van dezelfde as mogelijk te maken. Om dit te bereiken maakt een differentieel gebruik van spintandwielen. Deze tandwielen zijn direct verbonden met de buitenbehuizing die meedraait met het ringtandwiel. In een rechte lijn volgen de spinwielen de beweging van de behuizing, maar blijven onbeweeglijk op hun verticale rotatie-as, waardoor de wielen met dezelfde snelheid draaien. In een bocht draaien de spintandwielen op een verticale as rond de zijtandwielen, waardoor het buitenste wiel onafhankelijk van het binnenste wiel kan draaien.
Een open differentieel zal altijd proberen het koppel tussen het linkerwiel en het rechterwiel in evenwicht te brengen. De beste manier om je dit principe voor te stellen, is te bedenken wat er gebeurt als je op een besneeuwde weg rijdt. Als er maar één band op het asfalt staat terwijl het andere wiel op een besneeuwde ondergrond rijdt, zal een van de zijversnellingen veel weerstand ondervinden aan de zijkant van het wiel op het asfalt en bijna geen weerstand van het andere wiel. differentieel zal proberen het uit te balanceren en al het koppel zal naar de kant worden gestuurd met de minste tractie. Kortom, het wiel dat slipt op sneeuw zal heel snel gaan draaien en het andere zal bijna stil blijven staan. Als er weinig tot geen koppel nodig is om de band op een gladde ondergrond te laten draaien, wordt er bijna geen koppel naar de andere kant overgebracht.
Voor elk probleem is er een oplossing en hetzelfde geldt voor de problemen met betrekking tot het hebben van een differentieel van het open type. De oplossing hier wordt een sperdifferentieel genoemd. Hoewel er verschillende soorten LSD's zijn, hebben ze allemaal hetzelfde doel:meer koppel toewijzen aan het wiel met betere grip.
Differentiëlen van het viskeuze type worden voornamelijk gebruikt om het verschil in tractie tussen de voor- en achterassen van voertuigen met vierwielaandrijving te beheersen. Bij dit type auto is het differentieel samengesteld uit twee assen, een ingaande as en een uitgaande as, in plaats van drie. De ingaande as is gemaakt van een reeks propellervormige platen, terwijl de uitgaande as is ontworpen als een cilindrische doos die de platen van de ingaande as omgeeft met een reeks geperforeerde platen. Beide soorten platen zijn alleen aan elkaar gekoppeld met behulp van een op siliconen gebaseerde viskeuze vloeistof die de eigenschap heeft om te verdikken bij verhitting.
Wanneer beide assen dezelfde tractie hebben, roteren de twee assen samen met de vloeistof. Als een van de twee assen grip verliest en sneller draait dan de andere, ontstaat er wrijving. Dit verhoogt de temperatuur en daarmee de viscositeit van de vloeistof, die vervolgens de platen aan elkaar blokkeert, en dus een deel van het koppel overbrengt op de as met de meeste tractie.
Bij dit type LSD bevinden de zijtandwielen, het rondsel en het rondsel zich achter twee drukringen. Dit kenmerk is echter specifiek voor Kaaz LSD-modellen. Achter elk van de ringen bevindt zich een reeks koppelingsplaten. De helft van de platen is verbonden met de kooi en de tweede helft met de linker- en rechteras.
Wanneer het gaspedaal wordt ingedrukt, draait de differentieelkooi op een horizontale as. Als het gebeurt, zakt het rondsel tussen de twee drukringen, duwt ze naar buiten en drukt de verschillende koppelingsplaten tegen elkaar. De platen vergrendelen aan elkaar, waardoor de aandrijfassen met dezelfde snelheid kunnen draaien als de kooi en zo het koppel gelijkmatig over de twee kanten verdelen.
Het is belangrijk op te merken dat dit een principe is dat specifiek is voor KaazLSD-eenheden, een grote naam in de LSD-markt. De meeste traditionele differentiëlen van het koppelingstype gebruiken een veerpakket tussen de zijtandwielen. Terwijl de spintandwielen bewegen, oefent de veer druk uit die de zijtandwielen tegen de platen drukt om ze te vergrendelen om het koppel gelijkmatig tussen de twee wielen over te brengen.
Het is belangrijk op te merken dat differentiëlen van het koppelingstype zijn onderverdeeld in drie subcategorieën:1-weg, 2-weg en 1,5-weg. Een LSD met koppeling wordt vervolgens gecategoriseerd op basis van hun vermogen om te vergrendelen – en om vermogen naar beide wielen te sturen – tijdens acceleratie of deceleratie. Concreet werkt een eenrichtingseenheid alleen bij acceleratie. Bij een 2-way komt het systeem in actie tijdens acceleratie en deceleratie. Ten slotte betekent een 1.5-way LSD dat het differentieel slechts gedeeltelijk blokkeert bij het vertragen, maar volledig tijdens acceleraties. Bij een Kaazunit wordt deze eigenschap bepaald aan de hand van het ontwerp van het rondsel en de druk die het uitoefent op de ringen.
Het gebruik van een 2-weg differentieel wordt sterk afgeraden als u dagelijks gebruik maakt van uw voertuig. Het wordt voornamelijk gebruikt in dragracen en driften . Door beide achterwielen te blokkeren tijdens het remmen, is het makkelijker om de auto te laten glijden. Voor de meeste autobezitters is een 1,5-weg systeem een goed compromis, zeker als je je auto dagelijks wilt gebruiken.
Een differentieel van het Torsen-type is een volledig mechanische toepassing. Het vermogen om het slippen van banden te beperken, komt van de paren spiraalvormige wielen en tandwielen. In een normale bochtsituatie, wanneer er geen slip optreedt, gedraagt het Torsen-differentieel zich alsof het een standaard open-type differentieel is.
Wanneer een van de wielen, bijvoorbeeld de rechter, zijn grip verliest vanwege de staat van de weg waarop hij rijdt, komen de paren spiraalvormige wielen en tandwielen in het spel. Met een open differentieel zou er geen koppel naar de linkerkant worden geleid. In het geval van een Torsen-differentieel zou het koppel worden omgeleid dankzij het rechter spiraalvormige wiel dat zijn energie zou overbrengen naar zijn tandwielparen, wat resulteert in de linker synchronisatietandwielen die het koppel overbrengen naar het linkerwiel.
Zoals hierboven uitgelegd, heeft dit tot gevolg dat de rechterkant naar links wordt vergrendeld en een deel van het koppel naar het wiel met de meeste tractie wordt gestuurd. De hoeveelheid overgedragen koppel hangt af van het ontwerp van de versnellingen, aangezien het rechtstreeks de verhouding van het gedeelde koppel bepaalt. Een Torsen-differentieel met een verhouding van 5:1 zal bijvoorbeeld 5 keer meer vermogen toewijzen aan het wiel met de beste tractie.
Torsen-differentiëlen hebben het voordeel dat ze soepel werken. Het is een echt effectief mechanisme met slechts één berucht nadeel. Omdat het gebaseerd is op een vermenigvuldigingsratio om het koppel aan de andere kant over te dragen, brengt het helemaal geen koppel over als een van de wielen de grond verlaat. Als je een factor met 0 vermenigvuldigt, blijft het resultaat altijd 0. Zo simpel is het. Een ander groot probleem is de prijs. Vaak geprijsd boven $ 1.000, het is niet echt een budgetvriendelijke optie.
Een differentieel met beperkte slip levert echte voordelen op voor de prestaties van uw auto. Voorbeelden zijn talrijk bij autofabrikanten. Nadat Nissan bijvoorbeeld zijn Sentra SE-R Spec V zonder LSD had aangeboden, realiseerde Nissan zich al snel dat met een 2,5-liter die 180 lb-ft koppel produceerde, een LSD meer dan nodig was om het motorvermogen efficiënt naar de voorwielen over te brengen. In feite werd de SE-R later aangeboden met een Torsen-type LSD. Zonder een goede LSD kan een FWD-auto niet tot het uiterste worden gedreven. Als het gaat om het vinden van een sperdifferentieel dat aan uw behoeften voldoet, is het altijd beter om te kiezen op basis van het gebruik dat u van uw auto wilt maken en uw budget. Aan de andere kant is één ding zeker:zonder LSD wordt zelfs de krachtigste auto ter wereld net zo nutteloos als een auto zonder banden.
