자동차 디퍼렌셜 락에 대해 3분 만에 이해할 수 있도록 요약했습니다.
디퍼렌셜 락은 자동차의 주행과 안전성을 높여주는 중요한 부품입니다.
주로 모든 휠 드라이브 자동차와 4X4(SUV 및 트럭)와 같은 고르지 않은 지형에서 사용되고 있습니다.
바퀴 간의 회전 속도 차이를 조절하면서 미끄럼 방지와 트랙션을 향상하는 역할을 하고 있습니다.
디퍼렌셜 기어는 단순한 구조로 기능을 발휘 하지만 약점도 있습니다.
한쪽 구동 바퀴가 질퍽한 곳에 빠지면 반대쪽 바퀴가 접지되었어도 주행 불능 상태로 빠지게 됩니다.
험한 길을 주행하거나 스포티한 주행에서 이런 경우가 발생할 수 있습니다.
필요에 따라 완전히 정지할 수 있는 장치를 디퍼렌셜 락, 락킹 디퍼렌셜, LSD(리미티드 슬립 디퍼렌셜)라고 합니다.
LSD는 크게 토크 감응형과 회전 차 감응형으로 나누며, 토크 감응형 LSD는 다판 클러치 LSD, 슈퍼 LSD, 토르센 LSD, 헬리커 LSD 등이 있습니다
LSD는 표준적인 베벨기어 식 베이스로 하는 것 이외에 플래니터리 기어식 베이스로 하는 것과 다른 톱니바퀴 기구를 이용하는 것도 있습니다.
디퍼렌셜 락 종류
디퍼렌셜 락
- 다양한 구조가 있으며, 디퍼렌셜 케이스와 한쪽의 디퍼렌셜 기어에 도그 클러치를 설치하여 개방하는 경우도 많이 있습니다.
- 도그 클러치를 체결하면 좌우의 디퍼렌셜 사이드 기어가 하나로 회전하면서 정지됩니다.
- 과거에는 공기압으로 클러치를 작동하는 방법도 있었지만, 현재는 전자석에 의해 작동 응답성이 높은 전자 액추에이터를 사용합니다.
다판 클러치식 LSD
- 다판 클러치에 의해 제한하며, 디퍼렌셜 케이스와 함께 회전하는 프리쿠션 디스크가 다판 클러치로 기능을 하고 있습니다.
- 이것을 반 클러치 상태로 하면 마찰이 생겨서, 회전이 빠른 쪽의 디퍼렌셜 사이드 기어의 회전 속도를 줄여주고 회전이 느린 쪽의 회전을 빠르게 하는 역할을 하고 있습니다.
- 디퍼렌셜 케이스 안쪽에는 디퍼렌셜 사이드를 감싸는 프레셔 링이라는 틀이 있고, 그 홈에 디퍼렌셜 피니온 샤프트가 있습니다.
- 회전차가 커지면 피니언 샤프트가 홈을 밀어 프레셔 링이 바깥쪽을 이동합니다.
슈퍼 LSD
- 테이퍼 링식 LSD라고 하지만 일반적으로 통용되고 있습니다.
- 베벨 기어식 바탕으로 약간의 부품 추가와 변경으로 실현한 LSD 입니다.
- 디퍼렌셜 사이드 기어아 테이퍼 링이 설치되어 디퍼렌셜 피니언 자전에 의해 회전축 방향으로 에너지가 발생합니다.
- 이 에너지를 바탕으로 테이퍼 링과 디퍼렌셜 케이스의 마찰로 움직임 제한이 이루어집니다.
토르 센LSD
- 토크센싱이라는 부품명이 있지만 전반적으로 토르 센LSD로 불리는 경우가 많이 있습니다.
- 웜기어식 LSD로 디퍼렌션 사이드 기어에 웜휠 그리고 회전을 전달하는 디퍼렌셜 엘리먼트 기어에 웜기어가 사용되는 A타입이 있습니다.
- B타입에는 엘리먼트 기어의 회전축 방향이 사이드 기어와 평행이 되는 헬리커 기어가 사용되고 있습니다.
헬리커 기어식LSD
- 엘리먼트 기어 자전에 의해 차동이 발생하면 기어 사이 저항에 의해 사이드 기어가 눌려서 발행하는 마찰을 차동 제한력으로 사용됩니다.
- 한쪽의 엘리먼트 기어에 톱니가 없는 부분과 다른 한쪽의 엘리먼트 기어의 짧은 것이 사용되어 좌우 끝에서만 맞물리면서 작동합니다
비스커스LSD
- 비스커스 커플링식LSD, 베벨기어식 디퍼렌셜, 플래니터리 기어식 디퍼렌셜에 회전차동 감응형 토크 전달장치인 비스커스 커플링을 넣은 것입니다.
- 회전차에 따라 차동제한을 하기 때문에 스포티한 주행에는 대응이 불충분하지만 반응이 완만해서 일반 운전자도 다루기가 쉽습니다.
- 코너링 안정성을 높일 수 있어 스포츠타입이 아닌 일반 승용차에 많이 사용됩니다.
비스커스 커플링
- 회전차 감응형 토크전달 장치의 종류로 입출력 회전축의 회전수가 같은 경우는 토그 전달을 하지 않습니다.
- 회전수에 차이가 발행하면 빠른 쪽에서 느린 쪽으로 토크를 전달합니다
- 이런 기능이 LSD와 4WD에 사용되고 있습니다.
- 비스커스 커플링은 샤프트와 케이스가 입출력의 회전축이 됩니다.
- 원판모양의 이너 플레이트와 케이스에는 아우터 플레이트가 있고 약간의 틈을 두고 배치되어 있습니다.
- 양쪽 플레이트는 각각의 회전축와 함께 회전하지만 이너 플레이트는 회전축과 방향으로 이동이 가능합니다.
- 케이스 내부에는 점도가 높고 온도변화에 따라 체적변화가 있는 실리콘 오일과 조금의 공기가 있습니다.
- 입출력의 회전수가 같은 상황에서 양 플레이트와 오일이 하나가 되어 회전하면서 토크 전달이 이루어지지 않습니다.
- 회전차가 발생하면 점성에 의해 오일이 회전속도가 느린 플랜이트를 당겨서 증속하고 빠른 플레이트를 당겨서 감속해서 토크 전달이 이루어집니다.
디퍼렌셜 락의 역할
- 미끄럼 방지: 주행 중에 발생되는 미끄럼 방지를 위해 바퀴 간 토크를 분배해서 안정성을 유지할 수 있도록 합니다.
- 트랙션 개선: 모래, 언덕, 눈 덮인 도로와 같이 고르지 않는 지형에서 자동차의 트랙션을 향상시켜 주행을 안전하게 할 수 있도록 도와 줍니다.
- 회전성 개선: 미끄럼 방지와 차량의 회전성을 높여줘 복작합 주행 조건에서 운전이 더 쉬워질 수 있게 합니다.
결론
- 시장에는 기계식, 전자식, 고정식과 같은 각각의 유형에 맞춰 차량의 용도와 주행 조건에 따라 선택할 수 있습니다.
- 정기적인 유지와 점검이 차량의 안전과 성능을 유지할 수 있습니다.
- 안전성과 성능을 높여주는 핵심 기술로 운전자에게 아주 중요한 역할을 하고 있습니다.
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