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bandit 2004-11-11 15:53

[分享]淺談LSD與AirLocker

文章主題 LSD 與 Air Locker 之介紹 
作者 Ethan S uONi2S%}
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前言 
 
之前談到了ARB的AIR LOCKER,其作用原理很容易理解.後來在書上及網上找到許多有關LSD的資料,發現LSD有非常多種,其作用原理也都不相同,真是令人眼花撩亂.我想就將我所能理解的po給大家看看. 
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介紹 
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一般常見的機構大部分是只有一個input和output,input與output的關係是固定不變的.但差速器是只有一個input但有兩個output的機構.兩個output除了受到input的控制之外,另一個控制的變數就是兩個output所受的外界的負荷.負荷較大的一側動力輸出較小,負荷小的一側,動力輸出較大.動力往打滑側轉移,造成具有良好牽引力之一側動力流失.On-Road時轉彎的循跡性不佳,Off-Road時遇泥濘地不易脫困.為了改善這樣的情況,發明了限滑差速器LSD(limited-slip differential).簡單來說在差速器中增加一些機構,限制兩側動力的分配. f^hr'@,^y4_
 
種類 
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就目前現有的產品中,可分為三大項(1)扭力感應型(Torque Sensing type)(2)速度感應型(Speed Sensing type)(3)動態控制型(Active Control type).扭力感應型差速器是利用摩擦片,凸輪,螺旋齒輪,彈簧等元件,將兩側扭力的輸出作固定的分配.差速器在作動時就依照設定的分配作動.又可細分為三項1.多板離合器式(multiple-disc clutch)2.無空轉式(no spin)3.螺旋齒輪式(helical).速度感應型差速器是利用矽油加熱後膨脹的特性在兩側打滑生熱之後將兩側之側邊齒輪鎖死.動力鎖定式差速器是利用外界的動力如高壓氣體(Air Locker),磁力將兩側之側邊齒輪鎖死. 
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多板離合器式差速器 &]`(II*RN+h\A3{
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前言 
此種差速器是改裝廠及車廠研發最多的一種,也是市面上最常見,最容易買到的一種.其衍生出許多不同功能的型式,可以藉由調整摩擦片,彈簧,凸輪達到不同扭力設定.還因凸輪的形狀不同分成1way(催油時作用)和2way(催油及回油時皆作用)兩種型式. 
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原理 
 
差速器側邊齒輪與差速器殼之間放置摩擦片,限制兩側差速器側邊齒輪與差速器殼之間在限定的扭力內滑動.當兩側發生差速時,小齒輪軸會將左右兩側凸輪頂開壓迫摩擦片,使摩擦片接合產生限滑作用. 
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備註 
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由於利用摩擦片作動,則其潤滑和散熱必須要考慮.因此需要使用專用的潤滑油,甚至懶爬上還要長散熱片利於散熱.而且摩擦片與油為消耗品,需定時檢查更換. F9o[1cwz
 
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無空轉式差速器 
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原理 
 
此種差速器又稱凸輪式(cam)差速器,其構造與一般差速器不同.其小齒輪由一碟狀cam follower代替,兩側之側邊齒輪由face cam代替.當兩側差速產生時,face cam與cam follower產生滑動,會發出卡答卡答的聲音.限滑扭力的設定與彈簧的彈性係數,face cam與cam follower的形狀有關. +c$c)zknw u
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備註 S6ZP F J[.q
 L;W:Q"|9K,j1`$sv
我覺得這樣以凸輪面的摩擦以達成差速的作用的設計不太好,因為凸輪的形狀與限滑扭力的設定有密切的關係.凸輪可能會因經常的摩擦而造成磨損,影響限滑扭力的設定. c9b5ig!X8F-qB~
 
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螺旋齒輪式差速器 uM%Sk-dS(lb
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原理 
 
此種差速器之構造與一般差速器不太相同.其側邊齒輪與小齒輪都改成螺旋齒輪.兩側的側邊齒輪各與一個小齒輪相接,兩小齒輪相接.當差速發生時,兩個小齒輪以反方向自轉產生差速作用.因為側邊齒輪與小齒輪皆為螺旋齒輪,以設定的曲面角度嚙合,故小齒輪會對側邊齒輪產生推力.利用此推力的摩擦扭矩以進行動力分配. 
 
備註 
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此種差速器也常應用在中央差速器,因為其元件都是齒輪,比較沒有磨損的問題. 
 
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速度感應型差速器(黏性偶合式) 
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原理 !F:j!d3U9Tn)W
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此種差速器在其中一側的側邊齒輪與差速器機殼間放置摩擦片,摩擦片間充入高黏度矽油.當差速發生時,摩擦片對矽油產生剪斷作用,矽油因溫度升高而膨脹.產生瞬間壓力上升,壓迫摩擦片使摩擦片接合在一起.則側邊齒輪與差速器機殼鎖死,解除差速作用. 
 
備註 Aqg?b2u i{-T
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此種差速器要在發生差速後才開始作動,限滑的效果與差速大小有關.此種差速器也常應用在中央差速器,無震動與噪音的問題. 
 
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動力鎖定式差速器 Dx/jV2kU(t
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原理 4_!kS]R~7hj8oj
 
此種差速器是利用外界的動力,將兩側之側邊齒輪鎖死以解除差速作用.最為人所知的就是ARB的Air Locker.還有利用電磁鐵之磁力將側邊齒輪鎖死的設計.圖中這種EMCD式差速器應該就是利用磁力鎖死的差速器. !]J*HuF4j1lUl:t
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備註 
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由於此類型之差速器必須外接動力源而差速器又為動件,其設計較複雜且元件較多,因此在保養上比較麻煩. "n/T[AyFfr u9k
<IMG onmouseover="javascript:if(this.width>520)this.width=520;" src="upload/forum/20041111154407.gif" onload="javascript:if(this.width>520)this.width=520;" align=absmiddle border=0> "y(f%iMki%qR
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AIR LOCKER 動作原理講解 
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前言: 
 
由於車車在轉彎時,四個輪子走過的軌跡不同(轉速不同),因此需要前後輪及中央差速器來提供差速作用(四輪傳動車).但在惡地要脫困時,卻會因為差速器提供差速作用使得動力輸出至負荷輕的輪子上,使動力無法輸出在與地面還有抓地力的輪子上.因此發展出LSD與AIR LOCKER的機構,目的在需要時,適時停止差速器的差速作用. 
 
作用原理(請配合下方動畫, 307K): %]%@x(P,T@^J
<IMG onmouseover="javascript:if(this.width>520)this.width=520;" src="http://jimny.club.tw/misc/betaLocker.gif" onload="javascript:if(this.width>520)this.width=520;" align=absmiddle border=0> j!ec(GE$j_$@
 
當AIR LOCKER開關打開時,高壓空氣由左邊的管子(黃色)進入差速器的housing(藍色)的氣道中,推動piston(褐色),環(紅色)及clutch(黑色)向右靠,讓clutch與housing與右邊的大齒輪(黃色)接合.此時差速器中的所有齒輪皆與housing接合在一起,無法自由轉動.引擎動力則由傳動軸直接經由小傘齒輪(鳳梨頭),大傘齒輪(大盤),差速器,圖中左右大齒輪,左右輪軸傳至車輪,沒有差速的情形發生.當AIR LOCKER開關關掉時,高壓空氣釋放,彈簧(灰色)的彈力讓clutch復位,解除LOCK的狀態,差速器恢復提供差速作用. 
 
 
 
[em4][em4]感謝 Ethan 收集資料[em4][em4]

野梁 2004-11-12 19:08

Re:

好文章,收藏了,谢谢 
 XZV+m9y,a
 
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A 2004-11-13 16:05

Re:

好久不見,Bandit!

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