Differentialbroms (LSD)

En differentialbroms, allmänt förkortad LSD efter engelskans limited-slip differential, är en typ av differential som är konstruerad för att begränsa hastighetsskillnaden mellan de två hjulen på en axel. En vanlig öppen differential låter dessa hjul rotera med olika hastighet, vilket behövs i kurvor, men den har en avgörande svaghet: den fördelar alltid lika stort vridmoment till båda sidor, så om ett hjul tappar grepp spinner det verkningslöst medan det andra knappt får någon drivkraft alls. LSD:n löser detta genom att begränsa hur mycket snabbare det ena hjulet får rotera än det andra och styra vridmomentet mot det hjul som fortfarande har fäste.

Nyttan blir tydlig så snart greppet är ojämnt eller kraven höga. Vid hård acceleration ut ur en kurva är det inre hjulet lätt belastat och benäget att spinna; på vått, isigt eller löst underlag kan ett hjul hamna på en fläck med nästan inget grepp. I dessa situationer slösar en öppen differential bort motorns vridmoment, medan en LSD håller kraften flödande till det hjul som kan använda den och förbättrar grepp, stabilitet och förmågan att lägga ut kraften rent. Därför är differentialbromsar standard på prestandabilar, många sportsedaner och kapabla terrängfordon.

Flera mekanismer åstadkommer denna verkan, och den typ som monteras formar bilens beteende. En LSD med lamellpaket använder staplar av friktionslameller som förspänns av fjädrar; när differentialen försöker tillåta en hastighetsskillnad klämmer lamellerna ihop och överför vridmoment. En LSD av kuggtyp, ofta kallad helisk, där Torsen är det mest kända exemplet, använder kraftpåverkan från snäck- och kugghjul för att fördela vridmomentet automatiskt och progressivt, utan lameller som slits. En viskös LSD bygger på en sluten enhet med lameller i tjock silikonvätska, som styvnar när lamellerna skjuvas vid olika hastighet.

Varje lösning har sina karakteristiska styrkor. Enheter med lamellpaket kan ställas in för aggressiv spärrverkan och är populära inom motorsport, men deras lameller slits och de kräver ofta en särskild friktionsmodifierad olja. Heliska enheter är mjuka, underhållsfria och väl lämpade för vägbilar, men de kan inte överföra vridmoment om ett hjul är helt i luften, eftersom de förutsätter åtminstone visst grepp vid båda hjulen. Viskösa enheter är enkla och progressiva men reagerar långsamt och tappar verkan när de blir varma.

Differentialbromsen intar en mellanställning mellan en öppen differential och en helt spärrad. Den ger mycket av greppfördelen från en spärrad axel samtidigt som den behåller ett mjukt och förutsägbart beteende på väg, där en spärrad axel skulle ge däckslitage i varje sväng. I allt högre grad kompletteras eller ersätts den av elektroniska system som bromsbaserad antispinn och elektroniska differentialspärrar, samt av momentvektorenheter som aktivt fördelar drivkraften, även om en mekanisk LSD fortfarande uppskattas för sin direkthet och tillförlitlighet.