Differensialbrems

En differensialbrems er en mekanisme på noen differensialer som gjør det mulig for de to utgående akslingene å rotere med forskjellige hastigheter (i likhetmed en åpen differensial), men som samtidig begrenser hastighetsforskjellen mellom de to utgående akslingene. Differensialbremser brukes noen ganger i biler istedet for en konvensjonell åpen differensial, og kan gi bedre kjøreegenskaper på bekostning av større kompleksitet.

Snittmodell av en differensialbrems

Til sammenligning vil en åpen differensial overføre like mye dreiemoment til begge hjulene. Et problem med dette er at når det ene hjulet mister grep på grunn av dårlig traksjon vil dette også redusere dreiemomentet som går til det andre hjulet som har grep.

Bruk

Økt traksjon

Eksempler på hvor en differensialbrems kan være nyttig er ved kjøring på glatt underlag som is og snø, offroad-racing eller ved rask kjøring i svinger.

Minsket dekkslitasje

Fordelen med differensialbrems i høyytelses gatebiler ble demonstrert med amerikanske muskelbiler fra midten av 1960-årene til begynnelsen av 1970-årene. Bilene fra denne epoken hadde vanligvis bakhjulsdrift med stiv bakaksling (istedet for uavhengig hjuloppheng). Med stiv bakaksling og høyt dreiemoment vil man få større trekkraft på det ene hjulet (som regel på høyre bakhjul). Fenomenet oppstår på grunn av at drivakslingen ønsker å vri seg sammen med mellomakslingens torsjon, drivakslingen holdes på plass ved å være montert i kjøretøyets ramme. Det økte dreiemomentet på høyre bakhjul gav opphav til begrepene "one wheel peel" og "one tire fire". Til sammenligning fikk dermed muskelbiler som hadde differensialbrems en merkbar fordel over konkurrentene med åpen differensial som opplevde ujevn dekkslitasje på bakhjulene.

Typer

Differensialbremser kan deles inn i noen hovedtyper:

• Fastverdi
• Dreiemomentstyrt
• Hastighetstyrt
• Elektronisk styrt

Fastverdi

For denne varianten begrenses den maksimale forskjellen i dreiemoment mellom de to utgangsakslingene til en fast verdi til enhver tid, uavhengig av dreiemomentet på inngangsakslingen eller hastighetsforskjellen på de to utgangsakslingene. Slike differensialer bruker typisk en fjærbelastet kløtsjkobling.

Dreiemomentstyrt

Disse variantene har spiralformede gir og kløtsjer eller kjegler hvor inngrepskraften til girene eller kløtsjen er en funksjon av dreiemomentet på differensialens inngangsaksling. Etterhvert som motoren avgir mer dreiemoment vil giret eller kløtsjen gripe hardere, og dreiemomentet på de to utgangsakslingene vil bli likere.

Det finnes flere varianter av dreiemomentstyrte differensialbremser, deriblant:

• Med kløtsj, kjegle eller plate
• 1-veis, 1.5-veis og 2-veis
• Girede varianter med snekkedrev og rettskårne drev

• 
  ZF-differensial med kløtsjbasert brems
• 
  ZF-differensial med brems
• 
  Torsen-differensial fra en Audi Quattro

Hastighetstyrt

En hastighetstyrt differensialbrems begrenser forskjellen i dreiemomentet basert på forskjellen i hastighet mellom de to utgående akslingene. Dermed kan differensialen fungere svært likt som en åpen differensial når det er liten forskjell i utgangshastighetene. Etterhvert som hastighetsforskjellen øker vil det begrensende momentet øke. Dette resulterer i ulik dynamisk oppførsel sammenlignet med en dreiemomentstyrt differensial.

Det finnes flere varianter av hastighetsstyrte differensialbremser, deriblant:

• Viskøse, avhenger av hydrodynamisk friksjon fra væsker med høy viskositet. Slites ofte noe raskere enn de andre typene, og det har vært eksempler på at de i praksis fungerer som åpen differensial etter 100 000 km.
• Gerotorpumpe, fungerer ved å bruke en gerotorpumpe for å komprimere en hydraulisk kløtsjoverføring av dreiemoment til hjul som roterer saktere.

• 
  Nissan 240SX viskøs differensial med brems

Elektronisk styrt

Elektronisk styrte differensialbremser styres av en datamaskin, og er typisk enten styrt via kløtsj (dreiemoment) eller gerotorpumpe (hastighet).

Elektroniske systemer basert på bruk av bremser

Disse systemene skiller seg fra tradisjonelle differensialsperrer ved at man bruker bilens bremser for å fungere som en pseudo-differensialsperre. Bilen avhenger da ofte av ulike sensorer som for eksempel hastighetsensorer, ABS-sensorer, akselerometre og en datamaskin for å overvåke hjulspinn og kjøretøyets bevegelse. Når et hjul begynner å spinne vil systemet aktivere bremsene på det hjulet. En vesentlig forskjell mellom de andre systemene for differensialsperre er at bremsebaserte systemer ikke sender større dreiemoment til hjulet som beveger seg langsomt, og at man dermed får mindre ytelse, samt at den ekstra bremsingen kan raskere slite ut bremsene dersom systemet aktiveres ofte.

Differensialsperre

Differensialsperre er en kobling som setter differensialen helt ut av funksjon slik at det ikke er forskjell på vinkelhastigheten til høyre og venstre hjul. De kan finnes på enkelte terrengkjøretøy. I drifting er det vanlig med differensialsperre, og det gjøres noen ganger ved å sveise differensialen.

En bil med differensialsperre vil lett få sladd i svinger (enten tilsiktet eller utilsiktet), og kan særlig bli uhåndterbar i snø eller vått føre. Differensialsperre brukes vanligvis bare på terreng- eller konkurransebiler som ikke kjøres på offentlige veier.

Se også

• Kjøretøyoppsett