차동 제한 장치(LSD : Limited Slip Differential) ----(3)
차동장치에서는 좌,우 구동바퀴에 항상 동일한 구동력이 전달되기 때문에 노면 마찰계수가 낮은 눈길, 빙결도로, 진흙탕 길 등을 주행할 때, 구동바퀴의 어느 한 쪽에서 공전(Slip)이 발생하면 반대측 바퀴도 공전하는 바퀴와 동일한 토오크가 전달된다고 하였습니다. 그 결과는 전 회에서 이야기된대로 전체 구동력이 현저하게 감소하게 되며, 바로 이 점이 차동장치의 결점이라고 하였습니다.
차동 제한 장치는 장치 내에 설치된 차동 제한 기구의 작동에 의해 저속 회전 바퀴측의 전달 토오크를 증대시키고, 유효하게 노면에 구동력을 전달할 수 있게 하는 장치입니다. 이 차동 제한 장치가 마찰계수가 낮은 도로에서의 바퀴의 공전(Slip)을 방지해주며, 선회시에 하중 이동에 따라 선회 안쪽 구동 바퀴의 구동력이 저하하더라도 선회 바깥쪽 구동 바퀴의 구동력을 확보할 수 있게 하기 때문에 차량의 선회성능을 향상시키는 장점도 가지고 있습니다.
차동 제한 장치의 차동 제한 방식에는 대표적으로 2가지가 있습니다. 2가지는 '토오크 감응형'과 '회전 속도차 감응형'입니다. 가장 일반적인 토오크 감응형 多板방식 차동 제한 장치에서는 차동장치 피니언샤프트의 캠기구가 다판 클러치를 압박하게 되어 마찰 토오크를 발생시키는데, 이때 발생되는 마찰 토오크가 바로 차동 제한 토오크가 됩니다. 한편, 압박하는 힘은 디퍼렌셜케이스에 입력되는 토오크에 대응하여 변화합니다. 이런 이유로 이런 방식을 토오크 감응형이라고 합니다. 만약 차량이 선회주행을 하여 좌우 바퀴의 회전속도가 다를 경우, 발생된 마찰토오크의 전달 경로는 고속측 사이드 기어 -> 클러치 -> 디퍼렌셜케이스 -> 클러치 -> 저속측 사이드 기어입니다. 이 방식은 마찰계수가 낮은 노면에서 차동 제한 장치가 없는 차량에 비하여 매우 큰 구동력이 얻어져서 RV나 경기용 차량에서 많이 채용되고 있습니다.
차축의 구동토오크를 T라고 하며, 발생되는 마찰토오크를 Tc라고 한다면, 저속측 바퀴의 구동토오크는 T+Tc가 되고, 고속측 바퀴의 구동토오크는 T-Tc가 됩니다. 이때 고,저속 차축의 토오크의 비를 Rt라고 한다면,
Rt = ( T + Tc )/( T - Tc )
로 표현되며, 보통 Rt는 2~3정도의 값을 가집니다.
이 방식은 클러치인 금속판 사이의 마찰에 의해 토오크가 전달되므로 토오크 전달이 불안정하거나 진동 또는 소음을 유발할 수 있습니다. 그래서 안정된 토오크 전달을 위해서는 특수LSD오일을 사용해야 하며, 정기 점검이 필요합니다.
