CLSD nebo Open

[adner]

Když člověk začne uvažovat nad upgrade té těžké litinové krabice na zadní nápravě, měl by si nejdřív ujasnit k čemu ji chce používat, co od ní očekává a jestli to opravdu potřebuje (není to levná sranda). Většina lidí je přesvědčena, že bez výměny Open diffu za LSD nedosáhne vozidlo potřebné performance, což je sice pravda ale ne ve všech případech. Budu se zabývat popisem funkce CLSD (Clutch LSD) vs klasik Open. Na stránkách výrobců se dočteme o množství výhod přechodu na CLSD oproti obyčejnému ale to je pouze jedna strana mince. Pak je tu ještě druhá, ta negativní. Napříč netem je k mání spousta osvětlení principu jeho činnosti ale dosti obecných a většinou jako přes kopírák, občas vzoreček rozdělení momentů, sem tam nic neříkající graf. Publikum je přesvědčeno, že svoru rozumí ale to se ve finále omezuje jen na konstatování o jeho uzamknutí při prokluzu kola. Není se moc čemu divit. Je to dynamické soustrojí a představit si ve 3D všechny síly a momenty, které se v něm za provozu odehrávají, je velmi těžké. Ale bez toho pochopit nelze. Nabízím zde popis činnosti v různých situacích z pohledu mých zkušeností, budiž to někomu ku prospěchu.
Nejdřív pár obrázků...

planety které rozdělují a převádějí moment na poloosy

srdce CLSD, planety jsou uloženy ve vnitřní kleci složené ze dvou třecích segmentů, které jsou i s lamelami a plechy uloženy v kleci vnější a jsou axiálně pohyblivé...

vnější klec, na ni je přišroubován ozubený věnec a přiveden moment z převodovky...

[adner]

ten kroužek nahoře je talířová pružina nastavující základní předpětí sestavy lamel (důvod, proč se obě kola naprázdno točí stejným směrem), která v závislosti na jejich počtu a průměru ale hlavně na úhlu náběhu uložení čepů planet spolurozhoduje o okamžiku a průběhu uzamknutí.
CLSD je torque sensitive diff, což znamená, že jeho činnost závisí na momentu mezi planetami vzniklém rozdílnou rychlostí otáčení levého a pravého kola ale také, a to především, na hodnotě kroutícího momentu přivedeného od převodovky. A to je někdy kámen úrazu. Pokusím se to nějak jednoduše vysvětlit. Svornost diferenciálu se udává v procentech. 0% je open, což znamená, že když se jedno kolo protáčí, je na něm plný moment a na druhém stojícím nula. 100% je jako svarosvor, na obou kolech je vždy 50%, dohromady tedy 100. 20%-ní svornost je hodnota znamenající, že i v nejhorším možném případě je na kterémkoliv kole minimálně 20% torque (po uzamknutí) a na druhém zbytek. Hodnota svornosti je tedy v podstatě okamžik, kdy už lamely při daném přítlaku nepřenesou sílu mezi jednotlivými koly a proklouznou. Je jasné, že větší počet lamel přenese větší krouťák při dané hodnotě přítlaku mezi nimi, tzn když jich 10 přenese 100% TQ, tak 3 jenom 30%. Bohužel ale TQ přivedený od převodovky (a dominantně určující velikost přítlaku lamel) se pochopitelně mění a s ním taktéž svornost a to je ten problém. Jinak - auto s třílamelovým diffem při jeho maximálním TQ bude mít svornost 30%, pokud diff dáme do vozidla s dvojnásobným TQ, bude svornost dvojnásobná. (Ta čísla jsou primárně pro představu, má na to vliv přilnavost pneu, váha vozidla, rychlost nárůstu kroutícího momentu, olej v diffu a jeho teplota a pár dalších věcí.)

na tomto obrázku je vidět uložení osy planet mezi vnitřními segmenty lamelové sestavy... přesně takto to vypadá, když je na ně přiveden moment, který má snahu segmenty rozevírat od sebe, čímž vlastně tlačí na lamely, které díky tomu, že jsou uzavřeny ve vnějším obalu, brzdí to vnitřní jádro spojené s poloosami a tím srovnává jejich otáčky = uzamyká/svoruje = snižuje rozdíl momentů na jednotlivých kolech. Svorná síla je tím větší, čím menší je úhel náběhu těch vybrání v segmentech a osa se může snáze pohybovat dopředu/dozadu (2 way diff) při přidání/ubrání plynu. Teď, když víme, že svornost je závislá především na TQ z převodovky, pochopíme i proč se špatně nastavený CLSD nehodí na okruhy. Pokud někdo z vás někdy jel v autě s mechanickou uzávěrkou (100% svornost) na sněhu, dobře ví, že může kroutit volantem jak chce, auto jede pořád rovně. Toto nemůže nastat ve vozidle s CLSD, které je už z fabriky vybaveno diffem nastaveným na max TQ vozu, kde je zkouškami ověřeno, že svornost nikdy nepřesáhne určenou hranici. Takové auto bude zatáčet i při uzamčeném diffu, protože max svornost není nijak zásadní tzn adheze pneumatik je podstatně větší, než adheze lamel i při velkém rozdílu poloměrů otáčení L a P kola.
Jinak je tomu ovšem u vozidla, kterému zdvoj/trojnásobíme výkon/kroutící moment. Představme si auto s takto zvětšeným výkonem, kde původní CLSD měl svornost cca 30%. Pojedeme např. v Mostě pod depem, levá táhlá, jede se na plný plyn 180 - 200 km/h, roztočená čtyřka. Uprostřed je mírně ostřejší apex, takže v téhle rychlosti se musí hodně zatáčet - velké přetížení, na hranici smyku. Auto vyjíždí z předchozí pravé, překlopí do oné levé a následně full gas. Zrovna v apexu se dostává do oblasti největšího TQ motoru, nejnižšího gripu + přidá se moment rozdílů rychlostí kol a CLSD uzamkne natolik, že překoná míru adheze pneumatik = vnější kolo zpomalí, vnitřní zrychlí . Auto jde okamžitě bez varování do smyku. Je to velmi nepříjemné a ve finále nás to donutí tento úsek jezdit na půl plynu. Pokud se to stane v pomalejší zatáčce s malým poloměrem, při nájezdu a v apexu auto zatáčí normálně, jakmile však přidáme plyn, už se mu nechce. V praxi odjedu tři kola bez velkých problémů, dokud se nezahřeje olej v diferenciálu, načež se zvětší adheze mezi lamelami a je finito. V zeleném GTM mám obyčejný diff. Jezdím celou dobu bez těchto negativ.
Teď k Open.
Možná se to mnohým nebude zdát, ale open diff, pokud vozidlo udržíme v mantinelech odpovídajícího způsobu jízdy, funguje na jedničku. Z předešlého víme, že má nulovou svornost, tzn rozděluje moment z převodovky na jednotlivá kola proporcionálně podle rychlosti jejich otáčení a to jest, že na každém kole je přesně tolik momentu, kolik potřebuje aniž by vznikal rozdíl rychlostí mezi pneu a vozovkou = nejlepší grip. Jinak řečeno, zabírají vždy obě kola, kde moment na každém je přizpůsoben poloměru zatáčení. Ideální rozložení. Na hranice svých možností se dostane v okamžiku, kdy se jedno z poháněných kol dostane do vzduchu nebo jeho adheze poklesne pod kritickou mez, kdy se kolo protáčí takovým způsobem, že se povrch pneu roztaví. Když tato situace nastane, volné kolo prokluzuje a na stojícím není žádný moment = auto nezrychluje. Pokud to převedeme do praxe, trpí tímto především vozy s poháněnou zadní pevnou nápravou, vozy s vysokým těžištěm a měkkým podvozkem, předokolky, prostě vše, co v ostré zatáčce zvedne kolo nad zem. U auta s nezávislým zavěšením kol, motorem a náhonem vzadu je to v podstatě neexistující situace, u motoru vepředu, náhonem vzadu + slušným stabilizátorem, vyjímečná. Open diff dokonce i ve smyku zabírá oběma koly (za podmínky obou kol na zemi) akorát že tzv na střídačku, tzn levé se střídá s pravým ve frekvenci dané mnoha faktory jako jsou adheze pneu, přivedený TQ, zatížení nápravy a mnoha dalších. Je to způsobeno tzv autoregulací smyku ale to teď nebudu rozebírat.
Resultat:
Pro jízdu na okruhu s RWD autem sáhnu raději po Open diffu, než po neznámém / nevhodném CLSD. Nemohu s ním sice příliš skákat přes obrubníky (kolo ve vzduchu) a v plném smyku se ovládá o něco hůře, ale vyhnu se problémům s nestabilitou a nedotáčivostí a je zadarmo. Dobře nastavit CLSD bez telemetrie tlumičů a úhlového zrychlení kol je velmi těžké. Nejlepší diff pro okruhy je HLSD a jemu podobné. Rozděluje moment stejně jako Open akorát že netrpí jeho neduhy. Najdete je v drtivé většině race kraksen. Ale to až jindy.
TQ = kroutící moment

[SilverFox]

Děkuji.

[sejkora]

Krasne vysvetleno...

[Xcriss]

Moc pekne povidani... Co si myslis o vymene open za VLSD?

[ladin]

Tak za tenhle článeček jsem opravdu rád.

[mara_m]

Moc pekne povidani... Co si myslis o vymene open za VLSD?

jako svor to defakto funguje stejne
otazka stale zni naco to clovek ce

[Awatar]

Hezky napsáno, s tim že s tebou nesouhlasim ohledně open diffu. Radši budu mít CLSD, kde na svornosti uberu víc než open. Jak si psal to jestli se mi u openu roztočí jedno kolo je ovlivněno mnoha faktory. Když pominu obrubníky. Zahřátí pneu (většina okruhu je většinou víc na jednu stranu) tzn. jiná přilnavost pneumatik. Na spoustě okruhů jsou nerovnosti (různé poškození povrchu, rozdilna hrubost až po různé pásy s rozdílnou přilnavostí). Všechny tyto faktory mohou být fatální při použití open diffu. U auta s motorem vzadu/uprostřed to až takový problém nebude, protože už přirozeně má zvýšenou přilnavost (zase ho pak chytnout když se rozhodne kopnout je větší problém). U auta s motorem vpředu a nahonem na zadek (ješte když je třeba vzadu vykuchaný), je tento faktor daleko markantnější. Hlavním problémem open diffu je jeho nepředvídatelnost, jelikož (jak si psal) to jestli "otevře" ovlivňuje tolik faktorů, nedají se všechny předvídat. Nemůžu se tedy na auto plně spolehnout a to si myslim, že zpomaluje daleko víc než svor s o něco vyšší svorností.

Ještě jenom k tomu přirovnání 100% svornosti ke svarosvoru, neni tomu uplně tak. Stejně jako má diff (podle lamel) initial torque, tak je i krouťák maximalní, který jsou schopny lamely přenést a pak proklouznou. Takže pak v reálu se se 100% svornosti da jet (neni to nic co bych doporučoval), což se svarosvorem je dost nepříjemný a chová se to jako auto s uzávěrkou. Proto i na driftech se chova líp auto co má CLSD s nastavenou 100% svorností (i na drifty je to zbytečně moc), než auto se svarosvorem.

[Woyta]

Neni 100% spise locker? http://youtu.be/3oL6ElIVuDI
V zatacce prenasi vykon na pomalejsi kolo.
Je to primarne pro off roady ale obcas to nekdo pouzije na drift.

[sejkora]

Detroit Locker, jedine do terenu, na silnici bych s tim nechtel jet :-D

[Awatar]

Neni 100% spise locker? http://youtu.be/3oL6ElIVuDI
V zatacce prenasi vykon na pomalejsi kolo.
Je to primarne pro off roady ale obcas to nekdo pouzije na drift.

To neni právě to samý jako CLSD se 100% svorností. Locker je uzávěrka differenciálu. To maj akorat off-roady. Na drifty je to blbost, to uz je lepsi svarosvor, je levnejsi, o hodně lehčí a locker by si stejně na driftech hodně rychle lousknul.

[sejkora]

Jinak teda bych si chtel ujistit, 1.5 way funguje jen pri akceleraci a 2 way i pri deceleraci ok?

[DragonART]

Děkuji, krásný článek.

[Awatar]

Jinak teda bych si chtel ujistit, 1.5 way funguje jen pri akceleraci a 2 way i pri deceleraci ok?

[adner]

Moc pekne povidani... Co si myslis o vymene open za VLSD?

VLSD je speed sensitive, svorný účinek vzniká smykovým třením viskozní kapaliny mezi různě perforovanými lamelami na základě rozdílu rychlostí jednotlivých poloos, při jízdě je minimální a ve větší míře se projeví až se jedno kolo začne protáčet ...tzn na suchu se chová úplně stejně jako Open a teprve až některé kolo ztratí adhezi (mokro, sníh) a protočí se, začne zabírat i to druhé...míra svornosti také záleží na jeho stavu...VLSD se dává do sériových aut proto, že oproti CLSD nezasahuje do trakce, má podstatně jemnější nástup, není citlivý na velikost přivedeného momentu, přitom řeší problém Open diffu "kolo ve vzduchu" a vodní/zimní provoz - pro běžného řidiče mnohem víc friendly...
Zkušenosti s VLSD mám jen na Z32, nikdy jsem ho příliš nezkoumal, na okruhu párkrát byl ale je to už dávno....na suchu i mokru bez jakéhokoliv negativa....