Objevil jsem ve svých materialéch jeden starý, ale podle mě docela dobrý článek, tak ho přidám k lepšímu. Aby stále někdo netvrdil, že Quaife je LSD ...
Začneme jednoduchým otevřeným diferenciálem. Jedeme-li s autem rovně, obě hnaná kola se otáčí stejně rychle, točivý moment se přenáší přes vstupní pastorek a centrální kola mají stejné otáčky jako klec diferenciálu a tím zůstávají boční satelity v klidu. Při zatočení se kola otáčí různě rychle a to tak, že vnitřní pomaleji než je vstupní rychlost do diferenciálu, kdežto vnější rychleji a zároveň síla, která je potřebná k zatáčení vnitřního kola, je menší než vstupní a tudíž je nevyužitá síla přenesena z vnitřního kola na vnější. V takové situaci dochází k pohybu satelitů. Ty obíhají a zároveň se i točí na svých čepech. Jak jsme si už říkali, jedou-li obě hnaná kola auta po silnici, nebo jiném povrchu se stejnou adhezí, tak diferenciál dávkuje točivý moment rovnoměrně na obě kola. Ale jakmile dojde u jednoho z kol ke snížení adheze, problém je na světě. Diferenciál přivádí větší točivý moment na prokluzující kolo a menší na kolo, které je v záběru na pevném povrchu a auto se přestane pohybovat kupředu. Pokud přidáte více plynu, kolo se otáčí rychleji, ale auto zrychlí jen velmi minimálně anebo vůbec. Proto je lepší například na sněhu, či ledu použít na rozjezd dvojku, nebo trojku, aby kola měla k dispozici malý točivý moment a neproklouzla.
Dalším typem diferenciálů, které používáme, jsou samosvorné diferenciály, které se dále dělí na klasické samosvorné, diferenciály s omezenou svorností (tzv. LSD ), diferenciál typu Torsen a samosvorný diferenciál s viskózní spojkou.
Klasický samosvorný diferenciál s kuželovými nebo čelními koly a přímými zuby má poměrně vysokou účinnost a může proto dělit točivý moment v poměru jen málo se lišícím od jedna ku jedné. Používá se například pokud je auto, ve kterém je diferenciál namontovaný, postaveno např. pro závodní účely. Aby mohl na jednu stranu přenášet výrazně víc než 50% přiváděného momentu, musí mít nižší účinnost resp. vyšší svornost a toho se docílí jinými konstrukcemi diferenciálů, např. se šroubovými koly (Torsen ), ke kterému se později dostaneme.
Samosvorné diferenciály mají také různý poměr, od kterého se pak odvíjí maximální rychlost auta nebo zrychlení (bavíme-li se o automobilech se zadním náhonem, kde je výkon přenesen i použitím kardanu).
Např. poměr samosvoru je 4, takže se kardan musí otočit 4x, aby se 1x otočilo kolo, takže oproti třeba samosvoru s poměrem 3.64 kolu více ulehčuje práci kardan a tím pádem se kolo rychleji rozjede.
Nyní následuje skupina samosvoru s omezenou svorností – LSD. Kontrukčně vlastně vychází z otevřeného diferenciálu, ale navíc ještě obsahuje další, přídavné, uzavírací zařízená např. sada pružin a spojek. Takže teď když se kola otočí stejnou rychlostí, tak oba boční převody se otáčejí. Spojky nastupují až když se jedno kolo otáčí pomaleji než druhé a snaží se docílit toho, aby se kola otáčela stejně. Chce-li se jedno kolo otáčet rychleji než druhé, musí překonat odpor pružin a spojky. Tuhost pružin v kombinaci s třením spojky určuje, kolik točivého momentu je třeba, aby se tato snaha překonala.
Tímto jsme si v rychlosti představili LSD diferenciály a vrhneme se na poměrně často využívaný typ diferenciálu a tím je Torsen. Jako první funkce tohoto diferenciálu použila automobilka Audi a to počátkem 90. let u modelu Quattro, později tento diferenciál využívala i automobilka Rover u modelu 220Turbo, využívala tak vlastností šnekového převodu, jenž může přenášet točivý moment ze šneku na šnekové kolo, ale nikoli naopak.
Při přímé jízdě a stejné adhezi kol se otáčí diferenciál jako celek, otáčky klece a obou planetových kol jsou stejné a na každé kolo se přenáší stejný točivý moment. Zhorší-li se adheze jednoho kola (např. vlivem menšího zatížení nebo nižšího, nemůže se protáčet, protože není možný přenos otáčivého pohybu ze satelitů na planetové kolo jako u čelního nebo kuželového diferenciálu. Díky svornému účinku se ale zvětší podíl točivého momentu připadající na kolo s lepší adhezí. Naopak v zatáčce ani zvýšená svornost neomezuje vyrovnávací činnost diferenciálu a obě kola se valí po vozovce otáčkami odpovídajícími jejich dráze. Svornost, resp. mechanická účinnost diferenciálu závisí na geometrii ozubení šnekového soukolí a může dosáhnout až 90% (tedy mechanická účinnost 10%). Diferenciál Torsen se užívá nejen jako nápravový, ale i jako mezinápravový. Samosvorný diferenciál Torsen se používá buď jako mezinápravový, nebo pro zadní nápravu .