경주용 자동차를 준비할 때 가장 중요한 요소 중 하나는 필요에 가장 잘 맞는 차동 장치 유형을 올바르게 선택하는 것입니다. 자동차 역학에 대한 기본 지식이 이미 있다면 차동 장치가 무엇이고 작동 방식에 대해 이미 잘 알고 있을 것입니다. 동력은 엔진에서 나오고 변속기를 통과한 다음 구동 휠 간에 공유되는 차동 장치입니다. 좋은 시작입니다. 그러나 사용 가능한 모든 유형의 차동 장치와 각각의 장단점을 알고 있습니까?
차동 장치에는 여러 유형이 있으며 모두가 자동차의 동작에 동일한 영향을 미치는 것은 아닙니다. 드리프트용으로 제작된 Nissan 240SX를 살펴보겠습니다. 이상적인 차등 선택은 Kaaz 2.0 방식과 같습니다. , 일상적인 사용에는 적합하지 않은 디퍼렌셜. 그러나 자동차는 트랙 사용을 염두에 두고 제작되었기 때문에 이와 같은 차동 장치는 필수가 됩니다.
그런데 왜 그런 희생을 합니까? 차동 장치는 어떻게 작동합니까? 차이점은 무엇입니까? 그리고 귀하의 필요에 맞는 적절한 차동 장치를 어떻게 선택할 수 있습니까? 다음은 이 기사에서 답하고자 하는 몇 가지 질문입니다.
개방형 차동 장치는 대중 시장 차량에 가장 일반적으로 사용됩니다. 차량에 어떤 유형의 차동 장치가 장착되어 있는지 잘 모르는 경우 알아낼 수 있는 빠른 테스트가 있습니다. 구동 바퀴가 지면에 닿지 않도록 차를 들어올리고 구동 바퀴 중 하나를 손으로 돌리십시오. 반대쪽 바퀴가 반대 방향으로 회전하면 차량에 개방형 차동 장치가 장착되어 있습니다. 양쪽 바퀴의 방향이 같으면 슬립 리미티드 디퍼렌셜(Torsen형 디퍼렌셜은 예외)이 됩니다.
개방형 차동장치는 구동 바퀴가 서로 다른 속도로 회전할 수 있도록 하는 데 사용됩니다. 차량이 직선으로 이동할 때 회전 속도는 두 바퀴 모두 동일합니다. 그러나 회전을 시작할 때 바깥쪽 바퀴가 안쪽 바퀴보다 더 빨리 회전해야 합니다. 원리는 아주 간단합니다. 원의 둘레를 다음과 같이 계산하면 (반지름 X 2) X π, 필연적으로 안쪽 바퀴의 반지름이 바깥쪽 바퀴의 반지름보다 작아집니다.
이제 구동 바퀴가 직접 연결되면 회전 속도는 항상 동일합니다. 코너링 상황에서 바깥쪽 바퀴는 안쪽 바퀴보다 더 빠른 속도로 회전할 수 없습니다. 실제로 이것은 방향 전환을 시작하는 데 어려움과 언더스티어 경향으로 해석됩니다.
따라서 동일한 차축의 바퀴의 다른 회전 속도를 허용하도록 개방형 차동 장치가 설치됩니다. 이를 달성하기 위해 차동 장치는 스파이더 기어를 사용합니다. 이 기어는 링 기어와 함께 회전하는 외부 하우징에 직접 연결됩니다. 직선에서 스파이더 기어는 하우징의 움직임을 따르지만 수직 회전 축에서 움직이지 않고 바퀴가 같은 속도로 회전합니다. 커브에서 스파이더 기어는 측면 기어를 중심으로 수직축을 회전하므로 외부 휠이 내부 휠과 독립적으로 회전할 수 있습니다.
개방형 차동장치는 항상 왼쪽 바퀴와 오른쪽 바퀴 사이의 토크 균형을 유지하려고 합니다. 이 원리를 상상하는 가장 좋은 방법은 눈길에서 운전할 때 어떤 일이 일어나는지 생각하는 것입니다. 한쪽 타이어만 포장 도로에 있고 다른 쪽 바퀴는 눈 덮인 노면에서 주행할 때 측면 기어 중 하나는 아스팔트에서 바퀴 측면에서 많은 저항을 받고 다른 바퀴에서는 거의 저항을 받지 않습니다. 이 경우, 차동 장치는 균형을 유지하려고 시도하고 모든 토크는 견인력이 가장 적은 쪽으로 보내집니다. 간단히 말해서, 눈 위에서 미끄러지는 바퀴는 매우 빠르게 회전하기 시작하고 다른 바퀴는 거의 가만히 있을 것입니다. 미끄러운 노면에서 타이어를 회전시키는 데 토크가 거의 또는 전혀 필요하지 않으면 토크가 반대쪽으로 거의 전달되지 않습니다.
모든 문제에는 해결책이 있으며, 갖는 문제와 개방형 차동 문제에도 동일하게 적용됩니다. 여기서의 솔루션을 슬립 제한 차동장치라고 합니다. 여러 유형의 LSD가 있지만 모두 동일한 목표를 가지고 있습니다. 더 나은 그립을 가진 휠에 더 많은 토크를 할당하는 것입니다.
점성식 차동장치는 주로 사륜구동 차량의 앞 차축과 뒤 차축 사이의 트랙션 차이를 관리하는 데 사용됩니다. 이러한 유형의 자동차에서 차동장치는 3개가 아닌 2개의 샤프트, 입력 샤프트 및 출력 샤프트로 구성됩니다. 입력 샤프트는 일련의 프로펠러 모양의 판으로 만들어지고 출력 샤프트는 일련의 구멍이 뚫린 판으로 입력 샤프트의 판을 둘러싸는 원통형 상자로 설계됩니다. 두 가지 유형의 플레이트는 열을 가하면 두꺼워지는 특성이 있는 실리콘 기반 점성 유체를 사용하여 연결됩니다.
두 축이 동일한 견인력을 가질 때 두 축은 유체와 함께 회전합니다. 두 차축 중 하나가 견인력을 잃고 다른 차축보다 빠르게 회전하면 마찰이 발생합니다. 이것은 온도와 유체의 점도를 증가시켜 플레이트를 함께 잠그고 토크의 일부를 가장 견인력이 높은 액슬로 전달합니다.
이 유형의 LSD에서 측면 기어, 피니언 및 피니언 기어는 두 개의 압력 링 뒤에 있습니다. 이 특성은 Kaaz LSD 모델에만 해당됩니다. 각 링 뒤에는 일련의 클러치 플레이트가 있습니다. 플레이트의 절반은 케이지에 연결되고 나머지 절반은 왼쪽 및 오른쪽 샤프트에 연결됩니다.
가속 페달을 밟으면 차동 케이지가 수평 축에서 회전합니다. 이런 일이 발생하면 피니언이 두 개의 압력 링 사이에 가라앉아 바깥쪽으로 밀어내고 서로 다른 클러치 플레이트를 부수게 됩니다. 플레이트가 함께 잠기므로 구동축이 케이지와 동일한 속도로 회전하여 양측 간에 토크를 균등하게 공유할 수 있습니다.
이것은 LSD 시장에서 유명한 KaazLSD 장치에만 적용되는 원칙이라는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 대부분의 기존 클러치 유형 차동장치는 사이드 기어 사이에 스프링 팩을 사용합니다. 스파이더 기어가 움직일 때 스프링은 사이드 기어를 플레이트에 부수는 압력을 가하여 플레이트를 잠그는 대신 두 바퀴 사이에서 공평하게 토크를 전달합니다.
클러치식 디퍼렌셜은 1way, 2way, 1.5way의 3가지로 나뉩니다. 클러치 LSD는 가속 또는 감속 중에 잠그는 능력과 두 바퀴에 동력을 전달하는 능력에 따라 분류됩니다. 구체적으로, 1방향 장치는 가속 상태에서만 작동합니다. 양방향으로 시스템은 가속 및 감속 중에 작동합니다. 마지막으로 1.5-방향 LSD는 디퍼렌셜이 감속할 때 부분적으로만 잠기고 가속 중에는 완전히 잠기는 것을 의미합니다. Kaazunit에서 이 특성은 피니언의 디자인과 링에 가하는 압력에 따라 결정됩니다.
차량을 매일 사용하는 경우 양방향 차동 장치를 사용하지 않는 것이 좋습니다. 드래그 레이싱과 드리프팅에 주로 사용됩니다. . 제동 시 뒷바퀴 양쪽을 모두 잠그면 차량이 미끄러지기 쉽습니다. 대부분의 자동차 소유자에게 1.5-way 시스템은 특히 자동차를 매일 사용하려는 경우 좋은 절충안입니다.
Torsen 유형 차동 장치는 완전히 기계적 응용 프로그램입니다. 타이어 미끄러짐을 제한하는 능력은 한 쌍의 나선형 휠과 기어에서 비롯됩니다. 일반적인 코너링 상황에서 미끄러짐이 발생하지 않으면 Torsen 디퍼렌셜이 표준 개방형 디퍼렌셜인 것처럼 작동합니다.
예를 들어 오른쪽 바퀴 중 하나가 주행 중인 도로 상태로 인해 견인력을 잃으면 한 쌍의 나선형 바퀴와 기어가 작용합니다. 열린 차동 장치가 있으면 토크가 왼쪽으로 향하지 않습니다. Torsen 차동 장치의 경우 토크가 오른쪽 헬리컬 휠 덕분에 다시 경로가 지정되어 에너지를 기어 쌍으로 전달하여 왼쪽 동기화 기어가 토크를 전달합니다. 왼쪽 바퀴.
위에서 설명한 바와 같이 오른쪽을 왼쪽으로 잠그고 토크의 일부를 가장 견인력이 있는 바퀴에 보내는 효과가 있습니다. 전달되는 토크의 양은 공유 토크의 비율을 직접 결정하기 때문에 기어 디자인에 따라 다릅니다. 예를 들어 비율이 5:1인 Torsen 디퍼렌셜은 최고의 트랙션을 가진 휠에 5배 더 많은 동력을 할당합니다.
Torsen 디퍼렌셜은 원활하게 작동한다는 장점이 있습니다. 악명 높은 단 하나의 단점이 있는 진정으로 효과적인 메커니즘입니다. 다른 쪽의 토크를 전달하는 배율에 기반하기 때문에 바퀴 중 하나가 지면을 떠나더라도 토크를 전혀 전달하지 않습니다. 요인에 0을 곱하면 결과는 항상 0으로 유지됩니다. 간단합니다. 또 다른 주요 문제는 가격입니다. 가격이 $1,000 이상인 경우가 많으며 실제로는 예산 친화적이지 않은 옵션입니다.
슬립 제한 디퍼렌셜은 차량 성능에 실질적인 이점을 제공합니다. 그 예는 자동차 제조사들 사이에서 무수히 많습니다. 예를 들어, Nissan은 LSD가 없는 Sentra SE-R Spec V를 제공한 후 곧 2.5리터에서 180lb-ft의 토크를 생성하므로 LSD가 엔진의 동력을 앞바퀴에 효율적으로 전달하는 데 필요한 것 이상이라는 것을 깨달았습니다. 사실 SE-R은 나중에 Torsen-type LSD와 함께 제공되었습니다. 적절한 LSD가 없으면 FWD 자동차는 한계에 도달할 수 없습니다. 당신의 필요에 맞는 리미티드 슬립 디퍼렌셜을 찾는 것에 관해서는 항상 당신이 원하는 자동차 용도와 예산에 따라 선택하는 것이 좋습니다. 반면에 한 가지는 확실합니다. LSD가 없으면 세상에서 가장 강력한 자동차라도 타이어가 없는 자동차만큼 쓸모가 없게 된다는 것입니다.
