リミテッドスリップデフ

クラッチ式クラッチは、薄いクラッチディスクが積層されており、その半分が一方のドライブシャフトに、残りの半分がスパイダーギアキャリアに連結されています。クラッチスタックは両方のドライブシャフトに装着することも、片方のドライブシャフトにのみ装着することも可能です。片方のドライブシャフトにのみ装着されている場合は、残りのドライブシャフトはスパイダーギアを介してクラッチ付きのドライブシャフトに接続されます。コーン式クラッチでは、クラッチの代わりに一対のコーンが押し合わされて同じ効果を発揮します。

クランプ力を発生させる方法の一つとして、サルズベリー/ランプ式LSDで使用されるようなカムランプアセンブリを用いる方法がある。スパイダーギアはピニオンクロスシャフトに取り付けられ、このクロスシャフトはカムランプを形成する角度付き切り欠きに収まる。カムランプは必ずしも対称である必要はない。ランプが対称であれば、LSDは2ウェイとなる。ランプが鋸歯状（つまり、ランプの片側が垂直）であれば、LSDは1ウェイとなる。両側が傾斜しているが非対称であれば、LSDは1.5ウェイとなる。

別の方法としては、ギアの歯の自然な分離力を利用してクラッチに負荷をかける方法がある。2011年型アウディ・クワトロRS5のセンターデフがその一例である。^{[ 10 ]}

ドライブシャフトの入力トルクがディファレンシャルセンターを回転させようとすると、内部の圧力リング（クラッチスタックに隣接）が、ランプを登ろうとするピニオンクロスシャフトによって横方向に押し出され、クラッチスタックが圧縮されます。クラッチスタックの圧縮が大きいほど、ホイールの結合が強くなります。一方通行LSDでは、オーバーラン時に垂直ランプ面（実際にはチッピングを避けるために80～85°）が噛み合うことで、カム効果やそれに伴うクラッチスタックの圧縮は発生しません。

大まかに言うと、入力トルクの状態は、負荷時、無負荷時、オーバーラン時の3つに分けられます。前述のとおり、負荷状態では、カップリングは入力トルクに比例します。無負荷時には、カップリングは静的カップリングにまで低下します。オーバーラン時（特に急激なスロットル解除時）の挙動によって、LSDが1ウェイ、1.5ウェイ、または2ウェイのいずれであるかが決まります。

2ウェイディファレンシャルは、前進方向と後進方向の両方で同じ制限トルクTrq _{d を}持ちます。これは、ディファレンシャルがエンジンブレーキ時にある程度の制限作用を発揮することを意味します。初期のパッカード ツイン トラクション ユニットはこのように機能するように設計されており、別の利点があると宣伝されていました。ディファレンシャルに負荷がかかった状態で後輪駆動輪の 1 つが一時的に地面から離れた場合、空中に浮いた車輪は自由に回転せず、回転していた車輪が再び地面に接触したときに車両がトラクションを失うことはありません。^{[ 4 ]}

1ウェイディファレンシャルは、一方向のみに制限作用を発揮します。反対方向にトルクが加わると、オープンディファレンシャルのように動作します。FF車の場合、2ウェイディファレンシャルよりも安全であると主張されています。^{[ 11 ]} オーバーラン時に追加のカップリングがない場合、つまり、1ウェイLSDの場合、ドライバーがスロットルを離すとすぐにLSDがロック解除され、従来のオープンディファレンシャルのように動作します。これはFF車にも最適で、スロットルを離したときに車が前進するのではなく、旋回できるようになります。^{[ 11 ]}

1.5ウェイディファレンシャルとは、前進および後進の制限トルク（Trq _{d_fwd, d_rev}）が異なるものの、1ウェイLSDのようにどちらもゼロではないディファレンシャルを指します。このタイプのディファレンシャルは、強力な制限トルクがエンジンブレーキ時の安定性向上に役立つレーシングカーでよく用いられます。

ギア式トルク感応型メカニカルリミテッドスリップディファレンシャルは、ウォームギアとスパーギアを使用して、2つの駆動輪または前後車軸間で入力パワーを分配および差動します。これは、ほとんどの自動車用途で見られる最も一般的なベベルスパイダーギア設計とは全く異なる設計です。ギアにトルクが加わると、ギアはディファレンシャルハウジングの壁に押し付けられ、摩擦が発生します。この摩擦​​は出力の相対運動に抵抗し、制限トルクTrq _dを生成します。

他の摩擦式LSD設計は、一般的なスパイダーギア式の「オープン」ディファレンシャルと、差動を抑制するスプリング式摩擦部品を組み合わせているのに対し、トルクバイアスセンシング設計は後付けではなく、設計に組み込まれており、LSDタイプ（非効率なギア比を採用した設計）となっています。その結果、一部のLSDタイプやロッキングディファレンシャルのようにロックアップすることなく、多くの路面状況でパワー伝達を向上させるディファレンシャルが実現しました。

例としては以下のようなものがあります。

• Torsen T-1 は、1949年頃にVernon Gleasman によって発明されたオリジナルの Gleasman ディファレンシャルのブランド名です(米国特許 2,559,916 は 1949 年に出願され、1951 年に取得されました)。^{[ 12 ]} オリジナルの Gleasman 設計は The Gleason Works (後にGleason Corporationと改名) に売却され、1982 年に販売が開始されました。オリジナルの T-1 モデルは C クリップ駆動アクスルと互換性がないため、当時の多くの乗用車やピックアップトラックでの使用が制限されていました。しかし、オリジナルの Torsen ディファレンシャルは、Mario Andretti と Paul Newman によってレースで使用され、大きな成功を収めました。^{[ 13 ]} それ以降のすべてのウォームギア LSD 設計は、オリジナルの Gleasman ディファレンシャルから派生したものです。T-1 は、 Audi Quattro、Subaru Impreza WRX STI、Toyota Mega Cruiser、AM General HMMWV " Humvee " の純正装備です。^{[ 14 ]}
• Torsen T-2 は、1984年頃のGleasman による新しい設計(米国特許出願 WO1984003745 A1) ^{[ 15 ]}で、C クリップ アクスルと互換性があります。この新しい設計とZexel - Gleason USAの合併により、OEM およびアフターマーケット用途での Torsen の入手可能性が向上しました。バリエーションには、レース用にプリロードを提供する Positraction スタイルのクラッチ パックを含む T-2R と、AWD 用途向けのデュアル ディファレンシャルである T-3 があります。T-2 は、多くの高性能車やピックアップ トラックの純正装備です。^{[ 14 ]}
• Quaifeディファレンシャルは、Automatic Torque Biasing Differential (ATB Differential®️) という名称で販売されており、欧州特許番号 130806A2 で保護されています。Quaife バージョンは、米国以外のヨーロッパおよびその他の市場で最も普及しており、特に前輪駆動および全輪駆動アプリケーション向けに、ヨーロッパおよび日本のブランド車に幅広いアフターマーケットサポートを提供しています。Mk1 および Mk2 (後の Mk3 ではオプション)の Ford Focus RS は、Quaife ATB Differential®️ を純正装備として使用していました。^{[ 16 ] [ 17 ]}
• イートン・コーポレーションは、長年にわたり生産されてきたトゥルートラック・ディファレンシャルの最新の所有者です。その設計はトルセンT-2に似ており（トルクバイアスはやや低い）、後輪駆動および4x4ピックアップトラック用の多くの人気のある米国製ソリッドアクスルのアフターマーケット部品となっています。トゥルートラックは、オフロード走行を目的とした4x4ピックアップトラックのフロントアクスルに、センターおよびリアのロッキングディファレンシャルと組み合わせて使用​​されることが最も多いです。すべてのギア式LSD設計と同様に、トゥルートラックは、他のほとんどのLSDや「ロッカー」設計にありがちなステアリングへの悪影響はありません。

粘性カップリングは、高粘度流体の流体摩擦を利用するため、一般的に構造が単純です。シリコーン系オイルがよく使用されます。このタイプでは、穴あきディスクのスタックで満たされた円筒形の流体チャンバーが、出力軸の通常の動きに合わせて回転します。チャンバーの内面はドライブシャフトの1つに接続され、外面は差動キャリアに接続されます。ディスクの半分は内側に、残りの半分は外側に接続され、スタック内で内側と外側が交互に配置されます。差動運動により、交互に配置されたディスクが流体中を互いに押し合いながら移動します。一部の粘性カップリングでは、速度が維持されると、摩擦により流体に熱が蓄積されます。この熱により流体が膨張し、カップリングも膨張するため、ディスクが引き寄せられ、非粘性のプレート間摩擦が発生し、速度差が劇的に低下します。これはハンプ現象として知られており、カップリングの側面が緩やかにロックされます。機械式とは対照的に、制限動作ははるかにソフトで、スリップに比例するため、平均的なドライバーにとって扱いやすい。ニュー・プロセス・ギアは、AMCイーグルで使用されているものを含め、いくつかのトランスファーケースでファーガソン式の粘性カップリングを採用した。

粘性LSDは機械式LSDよりも効率が悪く、つまり、いくらかパワーを「失う」。特に、シリコンが過熱するような持続的な負荷がかかると、突然、差動効果が永久に失われる。^{[ 18 ]}ただし、粘性LSDには、セミオープン差動の動作に戻り、故障してもスムーズに動作するという利点がある。通常、 60,000マイル（97,000km ）以上走行した粘性差動装置は、ほぼオープン差動装置として機能している。シリコンオイルは、差動装置の残りの部分を囲むギアオイルとは別のチャンバーに工場で密封されている。これは修理できない。差動装置の動作が悪化すると、VLSDセンターを交換する必要がある。 

このタイプのリミテッドスリップデフは、ジェロターポンプを使用してクラッチを油圧で圧縮し、回転速度の遅い方の車輪にトルクを伝達します。ジェロターポンプは、デフキャリアまたはケージを使用してポンプの外側ローターを駆動し、1本の車軸を使用して内側ローターを駆動します。左右の車輪の回転速度に差があると、ポンプが作動油を加圧してクラッチを圧縮し、回転速度の遅い方の車輪にトルクを伝達します。これらのポンプ式システムには、印加圧力の下限と上限が設定されており、左右の車輪の回転速度に大きな差が生じるまでは、従来のデフやオープンデフのように動作し、内部ダンピングによってヒステリシスを回避します。最新のジェロターポンプ式システムは、コンピュータ制御の出力により、汎用性が向上し、振動も発生しません。