タツゥのブログ一覧

オーバーホール後のＬＳＤの差動制限トルクがいまいちな原因を探るべく、差動制限トルクを計算してみました。

多板式ＬＳＤの差動制限トルクはフリクションプレート間の摩擦によるものなので、この摩擦トルクを計算すれば、よいと思われます。

押し付け力をＰ（Ｎ）、プレートの有効摩擦半径をＲμ（ｍ）、プレート間の摩擦係数をμ、プレートのしゅう動面の数をＮ（箇所）とすると、全てのプレート間の摩擦トルクＴ（Ｎｍ）は次式で求めることができます。

　Ｔ＝Ｐ×μ×Ｒμ×Ｎ

ここで有効摩擦半径Ｒμは、しゅう動面が均一に当たっていると仮定し、プレート外径の半径をＲ１（ｍ）、内径半径をＲ２（ｍ）とすると
　
　Ｒμ＝２／３×（Ｒ１＾３－Ｒ２＾３）／（Ｒ１＾２－Ｒ２＾２）

また、押しつけ力Ｐは駆動トルクがかかっていない状態では、コーンプレートの反力のみで、コーンプレート反力は、コーンプレートの初期たわみを平らにつぶした状態の反力と考えられます。
計算式はやたらと長くて難解なので割愛します。（僕も理解してません）
お勉強したい人はバネの本を読んでください。

以上の計算式で算出できるので、僕の使っているＳ２０００用ＬＳＤについて計算してみました。
クスクのＬＳＤの諸元は
１、フリクションプレート外径：８３ｍｍ
２、フリクションプレート内径：５０ｍｍ
３、コーンプレート外径：７６ｍｍ
４、コーンプレート内径：５０ｍｍ
５、コーンプレート板厚：１．８ｍｍ
６、コーンプレート初期撓み量：２ｍｍ
７、プレートしゅう動面数：１０箇所（片側）

まずは有効摩擦半径
　Ｒμ＝２／３×（４１．５＾３－２５＾３）／（４１．５＾２－２５＾２）＝３３．９ｍｍ
次にコーンプレート反力は計算式を割愛して結果だけ
　Ｐ＝３４１５Ｎ
摩擦係数μはオイルで潤滑されている場合で、かつプレート同士が接触している場合は大よそ０．１前後なので、これらの数値を摩擦トルクの式に代入すると
　Ｔ＝３４１５×３３．９／１０００×０．１×１０＝１１５．８Ｎｍ（１１．８ｋｇｆ・ｍ）
Ｓ２０００用のクスコＬＳＤイニシャルトルクの設定は１２～１４ｋｇｆ・ｍなので、ほぼ合っています。

で、何がわかるかと言うと、計算式の中で、新品状態と今の状態で差があると思われるところを考えればトルクが低い原因がわかるわけです。
そこで差動制限トルクの式に出てくる各項目について考えてみます。
１、プレート有効摩擦半径：Ｒμ
　→片当たりしている（内側だけ当たっている）状態は考えにくいので、これは原因ではない。
２、プレート間摩擦係数：μ
　→馴らし終了前は、どちらかと言うとμは高いはずなので、原因とは考えにくい。
３、プレート押し付け力：Ｐ
　→コーンプレートが完全に撓んでいるかどうか不明なので原因の可能性あり。
４、プレートしゅう動面数
　→プレートは間違いなく片側１１枚入れたので原因とは考えにくい。

コーンプレートの反力計算式は割愛していますが、外径、内径、板厚、初期撓み、荷重による撓みで計算できて、外径、内径、板厚、初期撓みは実測値なので、荷重による撓み量が足りないと推定できます。
ということで、やっぱりケース寸法に対してプレート＋プレッシャリング＋ギアの寸法が小さすぎたのが原因の可能性大です。
あ～っ、やっぱり、もう一度組みなおしが必要だ・・・。