Torsen

Torsen (englannin kielen sanoista Torque Sensing)[1] on täysin mekaaninen luistonrajoitusominaisuuden sisältävä tasauspyörästö. Toisin kuin tavanomaisessa tasauspyörästössä, torsen-tasauspyörästössä vetoakselien tasoitusta ei hoideta kartiohammaspyörillä vaan hammaspyörien ja ruuvipyörien asetelmilla. Toiminta perustuu siihen, että ruuvipyörä voi helposti pyörittää hammaspyörää, mutta toisinpäin huomattavasti vaikeammin.[2] Normaalisti, kun tasauspyörästöllä tasatut vetoakselit ovat lähes yhtä paljon kuormitettuja, esimerkiksi moottoriajoneuvossa vetävien pyörien ollessa pitävällä ajoradan pinnalla, torsen-tasauspyörästö toimii kuten tavanomainen tasauspyörästö, antaen kaarteissa pyörien pyöriä eri nopeuksilla. Jos yhden vetävän pyörän pito oleellisesti vähenee, torsen-tasauspyörästö kykenee välittömästi jakamaan vääntömomentin uudelleen ja siirtämään tehon sille pyörälle, joka yhä on pitävällä pinnalla.[3]

Audi Quattron torsen-tasauspyörästö

Historia

Tasauspyörästön tarve moottorikäyttöisissä ajoneuvoissa havaittiin jo varhain. Mahdollisia vaihtoehtoja ei kuitenkaan ollut useita, ja niissä oli kaikissa omat vaikeutensa.[4]

  1. Yksinkertainen tasauspyörästö toimii hyvin, jos tien pinta on kauttaaltaan hyvä, eikä vetävien pyörien lipsumista esiinny. Jos kuitenkin yhden vetävän pyörän pito häviää, veto häviää kokonaan.
  2. Luistonrajoittimella varustettu tasauspyörästö siirtää yhden pyörän lipsumisen aikana vähintään osan tehosta myös toiselle pyörälle. Tämä kuitenkin lisää vetävien pyörien kulumista kaarteissa. Tällaisia tasauspyörästöjä pidetään myös soveltumattomina ja vaarallisina etuvedon toteutuksissa.
  3. Automaattisesti lukkiutuva tasauspyörästö voi lukittua väärään aikaan ja kaarteessa se on ongelmallinen.
  4. Jo 1960-luvulla ounasteltiin, että tasauspyörästön ongelma ratkeaisi vain tietokoneohjatulla luistonrajoituksella.

Ohiolainen Vernon Gleasman kehitti erilaisen tasauspyörästön, jonka toiminnan ennustamiseen ei ollut valmiita laskukaavoja eikä sen valmistamiseen työkaluja. Gleasmanin täytyi kehittää myös nämä itse.[5] Ensimmäinen torsen-patentti myönnettiin Gleasmanille 1958.[6][7] Tähän liittyviä myöhempiä patentteja on sittemmin julkaistu useita kymmeniä.[8] Torsen-tasauspyörästön toimivuus osoitettiin kokeellisesti ja kisakäytössä, mutta laajempaan sarjatuotantoon ja uusien ajoneuvojen vakio-osaksi se tuli vasta 1980-luvulla.[9]

Käyttökohteet

Torsen-tasauspyörästöt ovat suosittuja varsinkin nelivetoisten autojen keskitasauspyörästöissä, mutta niitä käytetään myös sekä nelivetoisten että takavetoisten autojen takatasauspyörästöissä.[10][11]

Torsen-tasauspyörästöistä on olemassa eri versioita:

  • T-1 on alkuperäistä Gleasmanin patenttia vastaava malli.[12]
  • T-2 poikkeaa alkuperäisestä mallista siten, että kaikkien hammaspyörien ja ruuvipyörien akselit ovat samansuuntaiset.[13][14]
  • T-2R (Racemaster) on muuten kuten T-2, mutta lisänä on jousikuormitettu kitka.[15]
  • T-3 muistuttaa toimintaperiaatteeltaan T-2 mallia, mutta on tarkoitettu nelivetoisen ajoneuvon keskitasauspyörästöksi.[16]
  • IsoTorque muistuttaa rakenteeltaan ja periaatteeltaan alkuperäistä T-1 torsen tasauspyörästöä, mutta sisältää parannuksia edeltäjäänsä verrattuna.[17][18][19]
  • Quaife LSD tasauspyörästö muistuttaa toimintaperiaatteeltaan suuresti torsen T-2 tasauspyörästöä, mutta Quaifella on tähän kuitenkin oma patentti.[20][21]
  • Eaton Detroit Truetrac muistuttaa toimintaperiaatteeltaan Quaifen tasauspyörästöä.[22]

Lähteet
  • Ahonen, Hannu & Honkanen, Velimatti & Krohn, Hannu & Kurki-Suonio, Ilmo & Kurki-Suonio, Tuomo & Lindell, Hannu & Merilinna, Martti & Pitkäjärvi, Martti & Pynnä, Kari & Ylönen, Raimo: TM-autosanasto. Helsinki: Yhtyneet Kuvalehdet, 1998. ISBN 951-9435-88-3.
  • Bargo, Mike: The strange geometry of Gleason's impossible differential. Popular Science, February 1984, s. 58–61. New York, New York: Times Mirror Magazines. ISSN 0161-7370. Artikkeli Google-kirjat verkkopalvelussa. Viitattu 24.2.2015. (englanniksi)

Viitteet
  1. TM-autosanasto, s. 186. "Nimitys tulee englannin kielen sanoista Torque Sensing = vääntömomentin tunnistava."
  2. TM-autosanasto, s. 186. "Torsen-tasauspyörästö toimii ikään kuin siinä olisi tasauspyörästönlukko – tämä perustuu siihen ruuvivaihteen ominaisuuteen, että ruuvipyörä voi pyörittää hammaspyörää mutta hammaspyörä ei pysty pyörittämään ruuvipyörää ollenkaan tai vain hyvin vähän."
  3. TM-autosanasto, s. 186. "Tasauspyörästötyyppi, joka "tunnistaa" vääntömomentin ja välittää sen mukaan hitaammin pyörivälle vetoakselille sitä suuremman osan voimasta, mitä suurempaa vääntömomenttia käytetään (mitä enemmän painetaan kaasua)."
  4. Bargo, s. 59.
  5. Bargo, s. 59–60.
  6. Bargo, s. 60.
  7. Patentti US 2859641. Vernon E Gleasman, 1958.
  8. US 2859641 viittaukset
  9. Bargo, s. 60–61.
  10. TM-autosanasto, s. 186. "Torsen-tasauspyörästöä käytetään yleisimmin nelivetoisten autojen keskitasauspyörästönä."
  11. Honkanen, Velimatti: Kohta täällä: Ford Mustang. ("Voimat on tarkoitus saada tiehen asti, joten nelisylinterisessäkin on tasauspyörästön luistonrajoitin ja V8:ssa käytetään torsen-tasauspyörästöä.") Tekniikan Maailma, 2.1.2014, nro 1/2014, s. 4–5. Helsinki: Otavamedia. ISSN 0355-4287. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 22.4.2014.
  12. Torsen® Traction Differential - T-1 (Type 1 or Type A) torsen.info. 2010. Rochester, New York: Torsen. Arkistoitu 24.2.2015. Viitattu 24.2.2015. (englanniksi) Lainaus: "Unlike conventional speed sensing, limited-slip differentials, TORSEN T-1 is a full-time torque-sensing, torque biasing system. Torque and differentiation are continuously managed between the two axles and biased instantaneously according to variable road conditions."
  13. Torsen® Traction Differential - T-2 (Type 2 or Type B) torsen.info. 2010. Rochester, New York: Torsen. Arkistoitu 24.2.2015. Viitattu 24.2.2015. (englanniksi) Lainaus: "The patented EQUVEX™ parallel axis gear configuration provides better management of gear mesh separation forces, resulting in low backlash and quiet operation."
  14. Patentti US 5122101. Gordon B. Tseng, 1992.
  15. Torsen® Traction Differential - T-2R (Racemaster) torsen.info. 2010. Rochester, New York: Torsen. Arkistoitu 24.2.2015. Viitattu 24.2.2015. (englanniksi) Lainaus: "The TORSEN T2-R takes the T-2's performance to the next level. By combining the patented Equvex gearing from the TORSEN T-2 with friction enhancing plates, the T-2R allows improved mobility an traction under the most extreme conditions."
  16. Torsen® Traction Differential - T-3 (Type 3 or Type C) torsen.info. 2004. Rochester, New York: Torsen. Arkistoitu 24.2.2015. Viitattu 24.2.2015. (englanniksi) Lainaus: "Torsen's new generation T-3 Traction Differential are ideally suited for center applications, dividing torque front to rear in all-wheel drive vehicles. Similar to the T-2 parallel axis differential, the T-3 uses helical planetary gears which pilot on their outside diameter. The T-3, however, uses an extremely compact planetary gear configuration capable of nominal torque splits other than 50/50. The planetary nature of the design allows for a forward or rearward biased torque split."
  17. IsoTorque® Differential Torvec Inc.. 2012. Viitattu 26.2.2015. (englanniksi) Lainaus: "Today, we’ve made major improvements to the original Torsen design, making it less expensive to manufacture and stronger, and delivering even greater performance. In fact, in 2004, Torvec obtained U.S. patents on the IsoTorque differential in 2004 and 2009, for significantly improved function, strength, wear, performance and manufacturability."
  18. Patentti US 6783476. Vernon E. Gleasman, Keith E. Gleasman, 2004.
  19. Patentti US 7540821. Keith E. Gleasman, James Y. Gleasman, Paul W. Suwijn, 2009.
  20. Patentti EP 0130806 A2. Rodney Trevor Quaife, 1985.
  21. Quaife Limited Slip Differential 2015. RT Quaife Engineering Ltd.. Viitattu 13.3.2015. (englanniksi)
  22. Detroit Truetrac www.eaton.com. Dublin, Ireland: Eaton Corporation. Viitattu 28.3.2015. (englanniksi) Lainaus: "The Detroit Truetrac is a helical-gear style performance differential that maximizes wheel traction and enhances driving and handling characteristics."

    Aiheesta muualla
    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.