Torsen- Torsen

Torsen-Differential aus einem Audi quattro

Torsen Torque-Sensing (vollständiger Name Torsen Traction ) ist eine Art Sperrdifferenzial, das in Automobilen verwendet wird .

Es wurde von dem Amerikaner Vernon Gleasman erfunden und von der Gleason Corporation hergestellt . Torsen ist ein Portmanteau der Torque-Sensing . TORSEN und TORSEN Traction sind eingetragene Marken von JTEKT Torsen North America Inc (ehemals Zexel Corporation, ehemals Gleason Power Systems). Alle Torsen- Differentiale haben ihren Ursprung im Dual-Drive-Differential, das 1958 von Gleasman erfunden und patentiert wurde.

Verwenden

Torsen-Differentiale können an einer oder mehreren Positionen an einem Kraftfahrzeug verwendet werden :

  • center – wird verwendet, um das Drehmoment bei einem Allradfahrzeug angemessen zwischen Vorder- und Hinterachse zu verteilen .
  • hinten – wird verwendet, um das Drehmoment angemessen zwischen der linken und rechten Seite der Hinterachsen zu verteilen. Dies kann entweder bei einem Fahrzeug mit Heckantrieb oder einem Fahrzeug mit Allradantrieb der Fall sein .
  • vorne – wird verwendet, um das Drehmoment an den Vorderachsen angemessen zwischen der linken und rechten Seite zu verteilen. Dies kann entweder bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb oder einem Fahrzeug mit Allradantrieb der Fall sein .

Ein Fahrzeug mit Allradantrieb kann beispielsweise ein, zwei oder drei Torsen-Differentiale verwenden.

Typen

Ab 2008 gibt es drei Arten von Torsen-Differentialen.

  1. Die ursprüngliche Torsen T-1 (Typ A) verwendet Achsenrenderern gekreuzten Schraubenräder zu begrenzen Drehmomentaufteilung. Der Typ I kann für höhere Drehmomentvorspannungsverhältnisse als der Typ II ausgelegt werden, weist jedoch typischerweise ein höheres Spiel und das Potenzial für Geräusch-, Vibrations- und Rauhigkeitsprobleme (NVH) auf und erfordert eine präzise Einrichtung/Installation.
  2. Der spätere Torsen T-2 (Typ B) verwendet eine Parallelgetriebeanordnung , um einen ähnlichen Effekt zu erzielen. Es gibt auch eine spezielle Anwendung des T-2, die als T-2R (RaceMaster) bekannt ist .
  3. Der neueste Torsen T-3 (Typ C) ist ein Planetendifferenzial , bei dem die Nenndrehmomentaufteilung nicht 50:50 beträgt. Der Typ C ist als Single- oder Twin-Version erhältlich; Das Torsen Twin-C-Differential hat Vorder- und Mitteldifferenzial in derselben Einheit.

Der Torsen T-3 wird derzeit als Mittendifferenzial in allen Nicht- Haldex Traction Audi- Modellen mit einem von ZF stammenden Automatikgetriebe Quattro -Allradantrieb eingesetzt , wie zum Beispiel: Audi A6 , Audi A7 und Audi Q7 . Audi setzt bei allen Längsausführungen mit Doppelkupplungsgetrieben wie dem 2013/14 S4/RS4 ein mechanisches „Kronenrad“-Mittendifferenzial ein. Alfa Romeo verwendete im Alfa Romeo 156 Crosswagon Q4 und auch in den Modellen 159 , Alfa Romeo Brera und Spider Q4 ein Torsen C Doppeldifferenzial . Außerdem verwendet Toyota einen Torsen T-3 im Mitteldifferential des 4Runner Limited, FJ Cruiser 6-Gang-Schaltgetriebe, Land Cruiser , Land Cruiser Prado und Lexus GX470 mit manueller Sperrfunktion , und General Motors verwendet einen Torsen T-3 Center Differenzial im Verteilergetriebe des Chevrolet TrailBlazer SS und Saab 9-7X (nur Aero-Modell).

Verhalten von Torsen-Differentialen

Das Torsen-Differential funktioniert wie ein konventionelles Differential , kann jedoch bei einer Drehmomentunwucht blockieren, wobei das maximale Verhältnis der Drehmomentunwucht durch das Torque Bias Ratio (TBR) definiert wird. Wenn ein Torsen hat einen 3: 1 - TBR, das bedeutet , dass eine Seite des Differentials verarbeiten kann 3 / 4 , während die andere Seite nur hätte handhaben 1 / 4 des angelegten Drehmoments. Während der Beschleunigung unter asymmetrischen Traktionsbedingungen tritt kein relativer Raddurchdrehen auf , solange die Seite mit der höheren Traktion das höhere aufgebrachte Drehmoment bewältigen kann. Wenn die Traktionsdifferenz die TBR überschreitet, erhält die langsamere Ausgangsseite des Differentials das Traktionsdrehmoment des schnelleren Rads multipliziert mit der TBR; jedes vom aufgebrachten Drehmoment verbleibende zusätzliche Drehmoment trägt zur Winkelbeschleunigung der schnelleren Ausgangsseite des Differentials bei.

Der TBR sollte nicht mit der ungleichmäßigen Drehmomentaufteilung des Planeten-Torsen III verwechselt werden. Der Planetenradsatz ermöglicht einem Torsen-III-Mittendifferenzial eine ungleichmäßige Drehmomentverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse im normalen Betrieb (Volltraktion), ohne dass der Antriebsstrang aufgedreht wird. Dieses Merkmal ist unabhängig vom Drehmomentvorspannungsverhältnis.

Torsens in Vorder- und/oder Hinterachse

Wenn sich ein Fahrzeug in einer Kurve befindet, dreht sich das äußere Rad schneller als das innere Rad. Reibung im Differential wirkt der Bewegung entgegen, und das wird dazu beitragen, die schnellere Seite zu verlangsamen und die langsamere / innere Seite zu beschleunigen . Dies führt zu asymmetrischen Momentenverteilungen in Antriebsrädern, passend zum TBR. Eine Kurvenfahrt auf diese Weise verringert das auf den äußeren Reifen ausgeübte Drehmoment, was möglicherweise zu einer höheren Kurvenleistung führt, es sei denn, das innere Rad wird überlastet (was einfacher zu bewerkstelligen ist als mit einem offenen Differential). Wenn der innere Reifen (der aufgrund der Gewichtsverlagerung durch die Querbeschleunigung weniger Traktion hat) übermotorisiert wird, beschleunigt er winkelig bis zur äußeren Raddrehzahl (kleiner Radspin in Prozent) und das Differential sperrt, und wenn die Traktionsdifferenz die TBR . nicht überschreitet , wird das äußere Rad dann mit einem höheren Drehmoment beaufschlagt. Wenn die Traktionsdifferenz die TBR überschreitet, erhält der äußere Reifen das Traktionsdrehmoment des inneren Rads multipliziert mit der TBR, und das verbleibende auf das Differential aufgebrachte Drehmoment trägt zum Durchdrehen der Räder bei.

Bei Verwendung eines Torsen-Differentials erhält das langsamere Rad immer mehr Drehmoment als das schnellere Rad. Die Torsen - T-2R race ist die einzige Torsen eine Vorspannung haben Kupplung . Selbst wenn ein Rad in der Luft ist, wird Drehmoment auf die andere Seite aufgebracht. Wenn ein Rad in die Luft gehoben würde, würden die regulären Torsen-Einheiten wie ein offenes Differential wirken und kein Drehmoment würde auf das andere Rad übertragen. Hier kann der „Trick“ der Feststellbremse Abhilfe schaffen. Wenn die Feststellbremse angezogen wird, wird unter der Annahme, dass die Feststellbremse auf jeder Seite einen gleichmäßigen Widerstand ausübt, der Widerstand zur Luftseite durch das Differential "multipliziert", und das TBR-fache des Schleppmoments wird auf die andere Seite aufgebracht. Die Bodenseite würde also (TBR X Schleppmoment) minus Schleppmoment sehen, und das kann die Bewegung entweder vorwärts oder rückwärts wiederherstellen. Bei Hummer/ HMMWV- Anwendungen gibt es sowohl vordere als auch hintere Torsen-Differentiale, so dass die Verwendung der Hauptbremsen diesen "Trick" an beiden Achsen gleichzeitig auslöst.

Torsen-Benutzer

Torsen-Differentiale werden in vielen der verschiedenen Audi quattro- Modelle verwendet, mit Ausnahme des A3 und S3 und TT , die quer eingebaute Motoren haben und Haldex Traction 4WD-Systeme verwenden.

Es wird auch in der dritten und vierten Generation des Toyota Supra (optional) und der dritten Generation des Toyota Soarer verwendet , der B5-Plattformrevision des Volkswagen Passat 4motion (basierend auf dem Audi A4 ), Mazda MX-5/Miata 1994 bis 1995 haben einen Torsen Typ I und Modelle von Ende 1995 bis 2002 haben einen Torsen Typ II, das Modelljahr 2002-2003 des Nissan Maxima SE 6-Gang-Schaltgetriebes, den Honda S2000 und 1999-2002 S15 Nissan Silvia Spec R. Der Lancia Delta Integrale , der Peugeot 405 T16 sowie die Modelle Pontiac Firebird und Chevrolet Camaro von 1999-2002 hatten ein Torsen-Differential. Die Rover-Gruppe hat Torsen Typ 1 und später Typ 2 in ihre Reihe von Hochleistungs-Turbomodellen mit Frontantrieb (220, 420, 620ti und 800 Vitesse) eingebaut. Die Verwendung des Torsen-Differentials wurde von der Rover-Gruppe bevorzugt; es ist viel besser bei der Kontrolle des Durchdrehens der Räder bei Fahrzeugen mit Vorderradantrieb als elektronische Systeme, die die Motorleistung und damit die Leistung reduzieren.

Der Humvee verwendet zwei Torsens, vorne und hinten, mit einem normalen manuell sperrbaren Mittendifferenzial (NVG242HD AMG Verteilergetriebe) in der Mitte.

Andere Benutzer des Torsen-Sperrdifferenzials sind der Toyota 86 und der Subaru BRZ, die beide im Jahr 2012 veröffentlicht wurden.

Das erste Ford-Firmenfahrzeug, das ein Torsen-Differential verwendet, war der 2002 Ford Ranger FX4, der in den Jahren 2003+ in FX4 Level II umbenannt wurde und alle T-2R nur im hinteren Differential verwendet. Ab 2012 verwendet der Ford F-150 SVT Raptor ein vorderes Torsen-Differential und der Ford Mustang Boss 302 verwendet ein hinteres Torsen-Differential.

AMG bot Torsen-Differentiale bereits 1988 als Option für Neu- und Nachrüstungen für Mercedes-Benz-Pkw der Baureihen 107, 116, 123, 126 an.

Toyota Altezza (in Europa, den USA und Kanada als Lexus IS200 und IS300 verkauft) kam mit einem Torsen-Differential. Bei Lexus-Modellen war es bei allen IS300-Modellen mit Schaltgetriebe und beim IS200 Sport enthalten und wurde optional ab Werk mit Automatikgetriebe ausgestattet. Der Toyota Altezza war Standard bei allen SXE10-Modellen mit Schaltgetriebe (mit dem Beams 3S-GE-Motor der 5. Generation und dem 6-Gang-Schaltgetriebe J160).

Torsen-Anwendungen

Center

Mitte und hinten

Vorder- und Hinterachse

Nur Vorderachse

Nur Hinterachse

Verweise

Externe Links