Sperredifferensial (LSD)

En sperredifferensial, gjennomgående forkortet LSD (limited-slip differential), er en differensialtype laget for å begrense fartsforskjellen mellom de to hjulene på en aksel. En vanlig åpen differensial lar disse hjulene dreie med ulik fart, noe som er nødvendig i svinger, men den har en kritisk svakhet: den sender alltid likt dreiemoment til begge sider, slik at hvis det ene hjulet mister grepet, spinner det til ingen nytte mens det andre nesten ikke får kraft. LSD-en løser dette ved å begrense hvor mye fortere det ene hjulet får dreie enn det andre, og forskyver dreiemomentet mot hjulet som fortsatt har grep.

Fordelen viser seg hver gang grepet er ujevnt eller kravene er store. Ved hard akselerasjon ut av en sving er det indre hjulet lett belastet og spinner lett; på vått, isete eller løst underlag kan ett hjul stå på en flekk nesten uten grep. I disse situasjonene sløser en åpen differensial bort motorens dreiemoment, mens en LSD holder kraften flytende til hjulet som kan bruke den, og bedrer grep, stabilitet og evnen til å sette kraften rent ned i bakken. Derfor er sperredifferensialer standard på ytelsesbiler, mange sportssedaner og evnerike terrengbiler.

Flere mekanismer oppnår denne virkningen, og typen som er montert, former bilens oppførsel. En lamell-LSD bruker stabler av friksjonsplater forspent av fjærer; når differensialen prøver å tillate en fartsforskjell, klemmer platene sammen og overfører dreiemoment. En skrue- eller tannhjulstype LSD, der Torsen er det mest kjente eksempelet, bruker inngrepskreftene mellom snekke- og tannhjul til å fordele dreiemomentet automatisk og gradvis, uten lameller som slites. En viskøs LSD bygger på en forseglet enhet med plater i tykt silikonfett som stivner når platene skjærer mot hverandre med ulik fart.

Hver tilnærming har sine kjennetegn. Lamellenheter kan stilles inn for aggressiv sperre og foretrekkes i motorsport, men platene slites, og de krever ofte en bestemt friksjonsmodifisert olje. Skruetypene er jevne, vedlikeholdsfrie og godt egnet for veibiler, men de kan ikke overføre dreiemoment hvis det ene hjulet er helt i lufta, ettersom de er avhengige av i det minste litt grep på begge hjul. Viskøse enheter er enkle og gradvise, men trege til å reagere og utsatte for å falle av når de blir varme.

Sperredifferensialen ligger i en mellomstilling mellom en åpen differensial og en helsperret. Den gir mye av grepsfordelen ved å sperre akselen samtidig som den beholder jevn og forutsigbar oppførsel på vei, der en sperret aksel ville gitt dekkslitasje i hver sving. I økende grad suppleres eller erstattes den av elektroniske systemer som bremsebasert antispinn og elektroniske differensialsperrer, og av dreiemomentfordelende enheter som aktivt fordeler kraften, men en mekanisk LSD verdsettes fortsatt for sin direkthet og pålitelighet.