ال اس دی و مزایای آن

اگر با خودرو های اسپرت، مسابقه ای یا حتی آفرودی سر و کار داشته باشید، احیانا بارها شنیده اید که از وجود یا نبود LSD در یک خودرو صحبت می شود. دلیل این توجه ویژه نیز ساده است؛ این قطعه اهمیت بالای ی در انتقال بهتر نیرو به چرخ ها، افزایش چسبندگی و حفظ کنترل خودرو در وضعیت دشوار ایفا می کند. اما برای درک عملکرد دیفرانسیل لغزش محدود، ابتدا باید بدانیم دیفرانسیل معمولی دقیقا چه کاری انجام می دهد و چرا مهندسان به فکر توسعه نسخه پیشرفته تر آن افتادند.

دیفرانسیل؛ قطعه ای که پیچیدن خودرو را ممکن می کند برپایه گزارش motor۱، شاید در نگاه اول تصور نماییم که هر دو چرخ یک محور باید همیشه با سرعت یکسان بچرخند، اما حقیقت اینست که هنگام عبور از پیچ ها شرایط کاملا متفاوت می باشد. زمانی که خودرو وارد یک پیچ می شود، چرخ های بیرونی مسیر طولانی تری نسبت به چرخ های داخلی طی می کنند و به این علت باید سرعت چرخش بیشتری داشته باشند.

اینجاست که دیفرانسیل وارد عمل می شود. این قطعه که در راه انتقال قدرت میان موتور و چرخ های محرک قرار دارد، اجازه می دهد هر چرخ با سرعت متناسب با مسیر خود بچرخد. بدون وجود دیفرانسیل، خودرو هنگام پیچیدن با تنش شدید در سیستم انتقال قدرت مواجه می شد و کنترل آن نیز خیلی دشوارتر بود.
به زبان ساده، دیفرانسیل یک چاره مهندسی هوشمندانه برای تقسیم نیرو بین دو چرخ است تا خودرو بتواند به نرمی و بدون فشار اضافی پیچ ها را پشت سر بگذارد.

مشکل عظیم دیفرانسیل های معمولی با وجود مزایای فراوان، دیفرانسیل های معمولی یا «باز» یک ضعف مهم دارند. این ضعف زمانی خویش را نشان داده است که یکی از چرخ های محرک چسبندگی خویش را از دست می دهد.

فرض کنید یکی از چرخ ها روی یخ، گل یا سطحی لغزنده قرار گرفته باشد. در چنین شرایطی، دیفرانسیل باز بخش عمده نیرو را به همان چرخی منتقل می کند که کمترین مقاومت را دارد؛ یعنی همان چرخی که درحال هرزگردی است. نتیجه این اتفاق چیزی جز چرخیدن بی هدف یک لاستیک و ناتوانی خودرو در حرکت موثر نیست.
خیلی از رانندگان خودرو های قدیمی دیفرانسیل عقب این پدیده را با اصطلاح «تک چرخ زدن» یا «تیک آف تک چرخ» می شناسند؛ وضعیتی که یک چرخ با سرعت هرز می چرخد و چرخ دیگر حدودا نقشی در حرکت خودرو ندارد.

دیفرانسیل لغزش محدود چه طور این مشکل را حل می کند؟ مهندسان برای رفع همین ضعف، دیفرانسیل لغزش محدود یا Limited-Slip Differential را توسعه دادند. هدف اصلی این فناوری خیلی ساده است: پیشگیری از هدر رفتن نیرو در چرخی که چسبندگی خویش را از دست داده است.
در یک سیستم LSD، زمانی که یکی از چرخ ها آغاز به لغزش می کند، بخشی از گشتاور به چرخی منتقل می شود که هنوز چسبندگی مناسبی با سطح جاده دارد. بدین سان خودرو می تواند حرکت خویش را حفظ کند و کنترل راننده نیز از بین نرود.

در حقیقت، LSD تلاش می کند نیرو را به جایی بفرستد که بیشترین فایده را دارد؛ یعنی به چرخی که هنوز قادر می باشد خودرو را به جلو هدایت کند.

راز عملکرد LSD در چیست؟ رایج ترین نوع دیفرانسیل لغزش محدود از مجموعه ای از صفحات کلاچ در داخل دیفرانسیل استفاده می نماید. در وضعیت عادی، این صفحات اجازه می دهند تا چرخ ها هنگام پیچیدن با اختلاف سرعت کمی نسبت به یکدیگر بچرخند.
اما زمانی که یکی از چرخ ها آغاز به هرزگردی می کند، ساز و کار داخلی دیفرانسیل صفحات کلاچ را به یکدیگر فشرده می کند. این درگیری موجب می شود اختلاف سرعت میان دو چرخ کاهش پیدا کند و گشتاور بیشتری به چرخی برسد که همچنان چسبندگی خویش را حفظ نموده است.
نتیجه نهایی، کاهش لغزش، افزایش کشش و حفظ پایداری خودرو است؛ اتفاقی که بخصوص هنگام رانندگی اسپرت یا عبور از سطوح لغزنده اهمیت فراوانی دارد.
انواع مختلف LSD بااینکه همه دیفرانسیل های لغزش محدود یک ماموریت دارند، اما برای رسیدن به این هدف از شیوه های مختلفی استفاده می نمایند.
نوع کلاچی رایج ترین نمونه است، اما برخی خودرو ها از دیفرانسیل های تورسن بهره می برند. در این سیستم ها به جای صفحات کلاچ، مجموعه ای از دنده های مارپیچی وظیفه توزیع هوشمند گشتاور را بر عهده دارند.
نوع دیگری نیز با نام LSD ویسکوز شناخته می شود که از یک محفظه پر از مایع سیلیکونی غلیظ استفاده می نماید تا اختلاف سرعت میان چرخ ها را کنترل کند.
در خودرو های آفرود نیز معمولاً سامانه ای به نام قفل دیفرانسیل دیده می شود. این سیستم به راننده اجازه می دهد تا در وضعیت خاص، مانند گیر افتادن در گِل یا عبور از موانع سنگین، دو چرخ را کاملا به یکدیگر قفل کند که با سرعتی برابر بچرخند.
وقتی کامپیوترها جای LSD را می گیرند خیلی از خودرو های امروزی دیگر از LSD مکانیکی استفاده نمی کنند، اما به کمک سیستم های الکترونیکی عملکردی مشابه آنرا ارایه می دهند.
در این خودرو ها، سنسورهای مختلف دائما سرعت چرخش چرخ ها را زیر نظر دارند. اگر سیستم تشخیص دهد که یکی از چرخ ها درحال لغزش است، واحد کنترل خودرو به شکل خودکار ترمز همان چرخ را فعال می کند. این کار موجب می شود تا بخشی از نیرو به چرخ دیگر منتقل شود و خودرو کشش بیشتری پیدا کند.
هرچند این فناوری برای رانندگی روزمره خیلی کارآمد است، اما همچنان خیلی از رانندگان حرفه ای و علاقمندان به رانندگی اسپرت، LSD مکانیکی را به سبب عملکرد سریع تر و طبیعی تر ترجیح می دهند.
از کجا بفهمیم خودرو LSD ندارد؟ نبود دیفرانسیل لغزش محدود معمولاً در تعدادی شرایط خویش را به وضوح نشان داده است. هرزگردی یک چرخ هنگام شتاب گیری شدید، دشواری حرکت روی برف و یخ، کاهش چسبندگی هنگام خارج شدن از پیچ ها و از دست رفتن کشش روی سطوح ناهموار از مهم ترین نشانه های خودرو های بدون LSD هستند.
در چنین شرایطی راننده احساس می کند که خودرو نمی تواند از همه ظرفیت قدرت موتور برای حرکت استفاده نماید و بخشی از نیرو به آسانی هدر می رود.
چرا خودرو های اسپرت به LSD وابسته اند؟ شاید مهم ترین دلیل محبوبیت LSD در خودرو های اسپرت این باشد که راننده حدودا متوجه حضور آن نمی گردد. یک دیفرانسیل لغزش محدود خوب بدون جلب توجه، دائما درحال مدیریت نیرو میان چرخ هاست تا خودرو دقیقا همان کاری را انجام دهد که راننده از آن می خواهد.
به این علت خودروهایی مانند فورد موستانگ GT، هوندا سیویک تایپ R یا مدلهای پرفورمنس خانواده بی ام و سری M از انواع پیشرفته LSD بهره می برند. این سیستم ها هنگام خارج شدن از پیچ ها، شتاب گیری های سنگین و رانندگی در وضعیت کم چسبندگی، نقش تعیین کننده ای در حفظ تعادل خودرو دارند.
برگ برنده ای که معجزه نمی کند با تمام مزایایی که برای دیفرانسیل لغزش محدود برشمرده می شود، نباید آنرا یک ابزار جادویی تصور کرد. LSD می تواند چسبندگی را افزایش دهد، کنترل خودرو را بهبود ببخشد و رانندگی اسپرت را آسان تر کند، اما جایگزین مهارت راننده نیست.
در دنیای مسابقات، بخصوص در رشته هایی مانند دریفت، وجود یک دیفرانسیل مناسب حدودا لازمست، اما حتی بهترین سیستم های LSD هم نمی توانند یک راننده معمولی را یک شبه به قهرمان مسابقات تبدیل کنند.
با این وجود، اگر به رانندگی اسپرت، جاده های پرپیچ و خم، پیست یا حتی رانندگی در برف و یخبندان علاقه دارید، وجود یک دیفرانسیل لغزش محدود می تواند یکی از ارزشمندترین خصوصیت های فنی خودروی شما باشد؛ قطعه ای که شاید هیچ گاه آنرا نبینید، اما تاثیرش را در هر پیچ و هر شتاب گیری احساس خواهید کرد.

به طور خلاصه در چنین شرایطی، دیفرانسیل باز بخش عمده نیرو را به همان چرخی منتقل می کند که کمترین مقاومت را دارد؛ یعنی همان چرخی که در حال هرزگردی است. هرچند این فناوری برای رانندگی روزمره خیلی کارآمد است، اما همچنان بسیاری از رانندگان حرفه ای و علاقه مندان به رانندگی اسپرت، LSD مکانیکی را به جهت عملکرد سریع تر و طبیعی تر ترجیح می دهند. در دنیای مسابقات، بویژه در رشته هایی مانند دریفت، وجود یک دیفرانسیل مناسب حدوداً لازمست، اما حتی بهترین سیستم های LSD هم نمی توانند یک راننده معمولی را یک شبه به قهرمان مسابقات تبدیل کنند.