เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถล ( LSD ) เป็น เฟืองท้ายชนิดหนึ่งที่สำหรับการใช้งานบนถนนยังคงอนุญาตให้เพลาส่งกำลังทั้งสองหมุนด้วยความเร็วที่ต่างกันได้ แต่จำกัดความแตกต่างสูงสุดระหว่างเพลาทั้งสองเพื่อบังคับให้มีแรงฉุดขั้นต่ำ ซึ่งแตกต่างจากเฟืองท้ายแบบเปิด ทั่วไป ที่อนุญาตให้ล้อหนึ่งหยุดนิ่งในขณะที่กำลังทั้งหมดสูญเปล่าไปที่ล้ออีกข้างที่หมุนด้วยความเร็วเป็นสองเท่า หรือเฟืองท้ายแบบล็อกที่ล็อกล้อทั้งสองเข้าด้วยกัน ส่วนใหญ่เป็นการล็อกชั่วคราวในการใช้งานนอกถนน

เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลมักรู้จักกันในชื่อทางการค้าทั่วไปว่าPositractionซึ่งเป็นชื่อแบรนด์ที่General Motors เป็นเจ้าของ และเดิมใช้กับรถยนต์ยี่ห้อChevrolet ^{[ 1 ]}

ในรถยนต์นั้น เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถล (limited-slip differential) ถูกนำมาใช้แทนเฟืองท้ายแบบเปิดมาตรฐาน (open differential) ซึ่งให้ข้อดีด้านพลศาสตร์บางประการ แต่ก็แลกมาด้วยความซับซ้อนที่มากขึ้น

ในปี พ.ศ. 2475 เฟอร์ดินานด์ ปอร์เช่ได้ออกแบบรถแข่ง P-Wagen Grand Prix ซึ่งต่อมาได้ถูกนำไปใช้กับรถแข่ง Auto Unionกำลังสูงของเครื่องยนต์ V16 ซูเปอร์ชาร์จทำให้ล้อหลังข้างใดข้างหนึ่งหมุนฟรีมากเกินไปที่ความเร็วสูงสุด 160 กม./ชม. (100 ไมล์/ชม.) ในปี พ.ศ. 2478 ปอร์เช่ได้ว่าจ้างบริษัทวิศวกรรมZFให้ออกแบบเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ ระบบ "หมุดเลื่อนและลูกเบี้ยว" ของ ZF จึงพร้อมใช้งาน^{[ 2 ]} และตัวอย่างหนึ่งคือ Type B-70 ที่ใช้ในรถยนต์ VW ทางทหาร ( KübelwagenและSchwimmwagen ) ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองแม้ว่าในทางเทคนิคแล้วนี่ไม่ใช่เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถล แต่เป็นระบบที่ประกอบด้วยล้ออิสระ สองล้อ ซึ่งส่งกำลังเครื่องยนต์ทั้งหมดไปยังล้อทั้งสองที่หมุนช้ากว่า^{[ 3 ]}

เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลได้รับการแนะนำอย่างแพร่หลายโดยผู้ผลิตรถยนต์ของสหรัฐฯ ในช่วงปลายทศวรรษ 1950 และวางจำหน่ายภายใต้ชื่อเครื่องหมายการค้าที่หลากหลาย ในช่วงต้นปี 1956 Packardได้แนะนำเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลชนิดคลัตช์ภายใต้ เครื่องหมายการค้า Twin Tractionโดยโปรโมตว่าเป็นตัวช่วยในการขับขี่ในสภาพอากาศหนาวจัด^{[ 4 ]}ในปี 1957 General Motors (GM) ได้แนะนำระบบที่แข่งขันกันสำหรับรถยนต์ยี่ห้อChevrolet ภายใต้ชื่อ Positractionภายในไม่กี่ปี แบรนด์รถยนต์อเมริกันอื่นๆ ได้แนะนำระบบที่คล้ายกันภายใต้ชื่อต่างๆ รวมถึงSafe-T-Track สำหรับแบรนด์ Pontiacของ GM และAnti Spinสำหรับ แบรนด์ Oldsmobileในขณะที่Ford Motor Companyได้แนะนำTraction-Lok ​​สำหรับรถยนต์ Ford และDirected Powerสำหรับรถยนต์Lincoln ^{[ 1 ]} Chryslerซื้อ หน่วย Power-LokจากDana Incorporatedและ หน่วย Spin-ResistantจากBorg-Warnerโดยทำการตลาดทั้งสองภายใต้ชื่อSure-Grip ^{[ 5 ]} สำหรับ รถยนต์Chrysler, DodgeและPlymouthเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลได้รับความนิยมและเป็นที่ต้องการอย่างมากในช่วง ยุค ของรถยนต์สมรรถนะสูงในช่วงทศวรรษ 1960 และ 1970 ^{[ 1 ]}แม้จะมีชื่อทางการตลาดมากมายที่ใช้โดยแบรนด์คู่แข่ง แต่ความนิยมของรถยนต์เชฟโรเลตส่งผลให้ Positraction กลายเป็นเครื่องหมายการค้าทั่วไปในสหรัฐอเมริกาสำหรับเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลโดยทั่วไป^{[ 1 ]}

ข้อได้เปรียบหลักของเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลนั้นเห็นได้ชัดเจนจากกรณีของเฟืองท้ายแบบมาตรฐาน (หรือ "แบบเปิด") ใน สถานการณ์ การขับขี่บนทางวิบากหรือบนหิมะ ที่ล้อข้างใดข้างหนึ่งเริ่มลื่นไถล ในกรณีเช่นนี้ ล้อที่ลื่นไถลหรือไม่สัมผัสพื้นจะได้รับกำลังส่วนใหญ่ (ในรูปของแรงบิดต่ำ การหมุนรอบสูง) ในขณะที่ล้อที่สัมผัสพื้นจะยังคงนิ่งอยู่กับที่แรงบิดที่ส่งผ่านโดยเฟืองท้ายแบบเปิดจะเท่ากันที่ล้อทั้งสองเสมอ หากยางข้างใดข้างหนึ่งอยู่บนพื้นผิวที่ลื่น แรงบิดที่ส่งผ่านจะเอาชนะแรงยึดเกาะที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดายที่ค่าต่ำมาก ตัวอย่างเช่น ยางล้อขวาอาจเริ่มหมุนทันทีที่แรงบิด 70 N⋅m (50 lb⋅ft) ถูกส่งไป เนื่องจากอยู่บนพื้นผิวที่เป็นน้ำแข็ง เนื่องจากแรงบิดที่ส่งไปยังล้อทั้งสองข้างจะมีปริมาณเท่ากันเสมอ ไม่ว่าจะหมุนด้วยความเร็วเท่าใดก็ตาม นั่นหมายความว่าล้อที่มีแรงยึดเกาะจะไม่สามารถรับแรงบิดได้มากกว่า 70 N⋅m (50 lb⋅ft) ซึ่งน้อยกว่าที่จำเป็นในการเคลื่อนรถมาก ในขณะเดียวกัน ยางที่อยู่บนพื้นผิวที่ลื่นจะหมุนฟรี ดูดซับกำลังส่งจริงทั้งหมด(ซึ่งเป็นฟังก์ชันของแรงบิดที่ส่งผ่านการหมุน) แม้ว่าล้อทั้งสองจะได้รับแรงบิดในปริมาณเท่ากัน (ต่ำมาก) ก็ตาม ในสถานการณ์นี้ เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลจะป้องกันไม่ให้กำลังส่งไปยังล้อใดล้อหนึ่งมากเกินไป จึงทำให้ล้อทั้งสองหมุนด้วยกำลังส่ง^{[ 6 ]}

ข้อดีของ LSD ในรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหลังกำลังสูงนั้นได้รับการพิสูจน์แล้วในช่วงยุค "มัสเซิลคาร์" ของสหรัฐอเมริกา ตั้งแต่กลางทศวรรษ 1960 ถึงต้นทศวรรษ 1970 รถยนต์ในยุคนั้นโดยปกติจะเป็นระบบขับเคลื่อนล้อหลังและไม่มีระบบกันสะเทือนอิสระสำหรับล้อหลัง (แต่ใช้เพลาแข็งแทน ) ด้วยเพลาแข็ง เมื่อแรงบิดสูงถูกส่งผ่านเฟืองท้าย แรงยึดเกาะของล้อหลังด้านขวาจะลดลง เนื่องจากเพลาจะพยายามหมุนตามแรงบิดของเพลาขับ (แต่ถูกยึดไว้กับที่โดยการติดตั้งกับโครงรถ) นี่จึงเป็นที่มาของคำว่า "ล้อข้างหนึ่งลื่น" หรือ "ยางข้างหนึ่งไหม้" ดังนั้น "มัสเซิลคาร์" ที่มี LSD หรือ "posi" (positraction) จึงมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนกว่ารถยนต์ที่ล้อหมุนฟรี

เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลเชิงกลถือเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการดริฟท์ที่ เหมาะสม ^{[ 7 ]}

ทั้งเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลและเฟืองท้ายแบบเปิดต่างก็มีชุดเฟืองที่ช่วยให้เพลาส่งกำลังหมุนด้วยความเร็วที่แตกต่างกันได้ ในขณะที่ผลรวมของความเร็วของเพลาส่งกำลังยังคงเป็นสัดส่วนกับความเร็วของเพลาป้อนเข้า

เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลในรถยนต์มีกลไกบางอย่างที่สร้างแรงบิด (ภายในเฟืองท้าย) เพื่อต้านทานการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของเพลาส่งกำลัง กล่าวโดยง่ายคือ มีกลไกที่ต้านทานความแตกต่างของความเร็วระหว่างเพลาส่งกำลัง โดยการสร้างแรงบิดต้านทานระหว่างเพลาส่งกำลังทั้งสอง หรือระหว่างเพลาส่งกำลังกับตัวเรือนเฟืองท้าย มีกลไกหลายอย่างที่ใช้ในการสร้างแรงบิดต้านทานนี้ โดยทั่วไปแล้ว ประเภทของเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลจะตั้งชื่อตามประเภทของกลไกต้านทาน ตัวอย่างเช่น เฟืองท้ายแบบหนืดและแบบคลัตช์ ปริมาณแรงบิดจำกัดที่กลไกเหล่านี้สร้างขึ้นจะแตกต่างกันไปตามการออกแบบ

เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลมีการแบ่งแรงบิดที่ซับซ้อนกว่า และควรพิจารณาในกรณีที่เอาต์พุตหมุนด้วยความเร็วเท่ากันและเมื่อหมุนด้วยความเร็วต่างกัน ความแตกต่างของแรงบิดระหว่างเพลาทั้งสองเรียกว่า^{Trq d [} 8 _] ( ^{ในงาน}นี้เรียกว่าTrq _fสำหรับแรงเสียดทานแรงบิด^{[ 9 ]} ) Trq _dคือความแตกต่างของแรงบิดที่ส่งไปยังล้อซ้ายและล้อขวา ขนาดของTrq _dมาจากกลไกการจำกัดการลื่นไถลในเฟืองท้าย และอาจเป็นฟังก์ชันของแรงบิดขาเข้า (เช่นในกรณีของเฟืองท้ายแบบเกียร์) หรือความแตกต่างของความเร็วเอาต์พุต (เช่นในกรณีของเฟืองท้ายแบบหนืด)

แรงบิดที่ส่งไปยังเอาต์พุตคือ:

• Trq ₁ = ½ Trq _in + ½ Trq _dสำหรับเอาต์พุตที่ช้ากว่า
• Trq ₂ = ½ Trq _in – ½ Trq _dสำหรับเอาต์พุตที่เร็วขึ้น

เมื่อเดินทางเป็นเส้นตรง หากล้อข้างใดข้างหนึ่งเริ่มลื่นไถล (และหมุนเร็วกว่าล้อที่มีแรงยึดเกาะ) แรงบิดจะลดลงที่ล้อที่ลื่นไถล ( Trq ₂ ) และส่งไปยังล้อที่หมุนช้ากว่า ( Trq ₁ )

ในกรณีที่รถกำลังเลี้ยวและล้อทั้งสองข้างไม่ลื่นไถล ล้อด้านในจะหมุนช้ากว่าล้อด้านนอก ในกรณีนี้ ล้อด้านในจะได้รับแรงบิดมากกว่าล้อด้านนอก ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดอาการอันเดอร์สเตียร์ได้^{[ 9 ]}

เมื่อล้อทั้งสองหมุนด้วยความเร็วเท่ากัน แรงบิดที่ส่งไปยังแต่ละล้อจะเป็นดังนี้:

• Trq _{(1 หรือ 2)} = ½ Trq _ใน ±(½ Trq _d )ในขณะที่
• Trq ₁ + Trq ₂ = Trq _in .

ซึ่งหมายความว่าแรงบิดสูงสุดที่ส่งไปยังล้อใดล้อหนึ่งนั้นไม่สามารถกำหนดได้โดยวิธีสถิตศาสตร์ แต่ จะ อยู่ในช่วง½ Trq _ใน ±( ½ Trq _d )

LSD หลายประเภทถูกนำมาใช้ในรถยนต์นั่งส่วนบุคคลทั่วไป

• ค่าคงที่
• ไวต่อแรงบิด
• ไวต่อความเร็ว
• ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์

ในเฟืองท้ายแบบนี้ ค่าความแตกต่างของแรงบิดสูงสุดระหว่างเอาต์พุตทั้งสองTrq _dจะมีค่าคงที่ตลอดเวลา โดยไม่ขึ้นอยู่กับแรงบิดที่ป้อนเข้าสู่เฟืองท้ายหรือความแตกต่างของความเร็วระหว่างเอาต์พุตทั้งสอง โดยทั่วไปแล้ว เฟืองท้ายแบบนี้จะใช้ชุดคลัตช์แบบสปริง

เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลเหล่านี้ใช้เฟืองเกลียว คลัตช์ หรือกรวย (คลัตช์อีกประเภทหนึ่ง) โดยแรงในการจับยึดของเฟืองหรือคลัตช์จะเป็นฟังก์ชันของแรงบิดขาเข้าที่ส่งไปยังเฟืองท้าย (เมื่อเครื่องยนต์ส่งแรงบิดมากขึ้น เฟืองหรือคลัตช์ก็จะจับยึดแน่นขึ้น และTrq _dก็จะเพิ่มขึ้น)

เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถล (LSD) ที่ตรวจจับแรงบิดจะตอบสนองต่อแรงบิดของเพลาขับ ดังนั้นยิ่งมีแรงบิดขาเข้าของเพลาขับมากเท่าไร คลัตช์ กรวย หรือเฟืองก็จะยิ่งถูกกดเข้าหากันแน่นขึ้นเท่านั้น ทำให้ล้อขับเคลื่อนเชื่อมต่อกันแน่นขึ้น บางรุ่นมีสปริงช่วยสร้างแรงบิดเล็กน้อย เพื่อให้เมื่อมีแรงบิดขาเข้าเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย (เช่น คันเร่งเบา/เกียร์อยู่ในตำแหน่งว่าง/คลัตช์หลักถูกกด) ล้อขับเคลื่อนก็จะเชื่อมต่อกันน้อยที่สุด ปริมาณแรงกดล่วงหน้า (หรือการเชื่อมต่อแบบคงที่) บนคลัตช์หรือกรวยจะได้รับผลกระทบจากสภาพทั่วไป (การสึกหรอ) และความแน่นของแรงกด

ระบบคลัตช์แบบแผ่นเรียบประกอบด้วยแผ่นคลัตช์บางๆ เรียงซ้อนกัน โดยครึ่งหนึ่งเชื่อมต่อกับเพลาขับด้านหนึ่ง และอีกครึ่งหนึ่งเชื่อมต่อกับตัวยึดเฟืองเดือย แผ่นคลัตช์อาจอยู่บนเพลาขับทั้งสองข้าง หรืออาจอยู่บนเพลาขับเพียงข้างเดียว หากอยู่บนเพลาขับเพียงข้างเดียว เพลาขับที่เหลือจะเชื่อมต่อกับเพลาขับที่มีคลัตช์ผ่านทางตัวยึดเฟืองเดือย ในระบบคลัตช์แบบกรวย แผ่นคลัตช์จะถูกแทนที่ด้วยกรวยสองอันที่กดเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ผลลัพธ์เช่นเดียวกัน

วิธีหนึ่งในการสร้างแรงยึดจับคือการใช้ชุดประกอบแคม-แรมป์ เช่นเดียวกับที่ใช้ใน LSD แบบ Salisbury/ramp เฟืองเดือยจะติดตั้งบนเพลาขวางของเฟืองตัวเล็ก ซึ่งวางอยู่ในร่องตัดเฉียงที่สร้างเป็นแรมป์แบบแคม แรมป์แบบแคมไม่จำเป็นต้องสมมาตร หากแรมป์สมมาตร LSD จะเป็นแบบ 2 ทาง หากเป็นแบบฟันเลื่อย (เช่น ด้านหนึ่งของแรมป์เป็นแนวตั้ง) LSD จะเป็นแบบ 1 ทาง หากทั้งสองด้านลาดเอียง แต่ไม่สมมาตร LSD จะเป็นแบบ 1.5 ทาง

ทางเลือกอื่นคือการใช้แรงแยกตามธรรมชาติของฟันเฟืองเพื่อโหลดคลัตช์ ตัวอย่างเช่น เฟืองท้ายกลางของ Audi Quattro RS 5 ปี 2011 ^{[ 10 ]}

เมื่อแรงบิดขาเข้าของเพลาขับพยายามหมุนศูนย์กลางของเฟืองท้าย วงแหวนแรงดันภายใน (ที่อยู่ติดกับชุดคลัตช์) จะถูกผลักไปด้านข้างโดยเพลาขวางของเฟืองตัวเล็กที่พยายามปีนขึ้นไปบนทางลาด ซึ่งจะทำให้ชุดคลัตช์ถูกบีบอัด ยิ่งชุดคลัตช์ถูกบีบอัดมากเท่าไร ล้อก็จะยิ่งยึดติดกันมากขึ้นเท่านั้น การประกบกันของพื้นผิวทางลาดแนวตั้ง (80–85° ในทางปฏิบัติเพื่อหลีกเลี่ยงการบิ่น) ในเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลทางเดียวในขณะที่หมุนฟรี จะไม่ก่อให้เกิดเอฟเฟกต์แคมหรือการบีบอัดชุดคลัตช์ที่สอดคล้องกัน

โดยทั่วไปแล้ว แรงบิดขาเข้าจะมีสามสถานะ ได้แก่ มีโหลด ไม่มีโหลด และโอเวอร์รัน ในสภาวะที่มีโหลด ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ การเชื่อมต่อจะเป็นสัดส่วนกับแรงบิดขาเข้า เมื่อไม่มีโหลด การเชื่อมต่อจะลดลงเหลือการเชื่อมต่อแบบคงที่ พฤติกรรมในสภาวะโอเวอร์รัน (โดยเฉพาะการปล่อยคันเร่งอย่างกะทันหัน) จะเป็นตัวกำหนดว่า LSD เป็นแบบ 1 ทาง 1.5 ทาง หรือ 2 ทาง

ดิฟเฟอเรนเชียลแบบ 2 ทิศทางจะมีแรงบิดจำกัดTrq _d เท่ากัน ทั้งในทิศทางเดินหน้าและถอยหลัง ซึ่งหมายความว่าดิฟเฟอเรนเชียลจะให้การทำงานที่จำกัดในระดับหนึ่งภายใต้การเบรกด้วยเครื่องยนต์ ชุด Packard Twin Traction รุ่นแรกได้รับการออกแบบให้ทำงานในลักษณะนี้ ซึ่งได้รับการส่งเสริมเพื่อประโยชน์ที่แตกต่างออกไป: หากล้อขับเคลื่อนด้านหลังล้อใดล้อหนึ่งลอยขึ้นจากพื้นชั่วขณะเมื่อชนกับสิ่งกีดขวางในขณะที่ดิฟเฟอเรนเชียลอยู่ภายใต้ภาระ ล้อที่ลอยขึ้นจะไม่หมุนอย่างอิสระและทำให้รถเสียการยึดเกาะเมื่อล้อที่หมุนอยู่สัมผัสพื้นอีกครั้ง^{[ 4 ]}

เฟืองท้ายแบบทางเดียวจะให้การทำงานที่จำกัดในทิศทางเดียวเท่านั้น เมื่อมีการใช้แรงบิดในทิศทางตรงกันข้าม มันจะทำงานเหมือนเฟืองท้ายแบบเปิด ในกรณีของรถขับเคลื่อนล้อหน้า มีการโต้แย้งว่าปลอดภัยกว่าเฟืองท้ายแบบสองทาง^{[ 11 ]} ข้อโต้แย้งคือ หากไม่มีการเชื่อมต่อเพิ่มเติมเมื่อปล่อยคันเร่ง เช่น LSD แบบทางเดียว ทันทีที่ผู้ขับขี่ยกคันเร่ง LSD จะปลดล็อกและทำงานคล้ายกับเฟืองท้ายแบบเปิดทั่วไป นี่เป็นสิ่งที่ดีที่สุดสำหรับรถขับเคลื่อนล้อหน้าเช่นกัน เพราะช่วยให้รถเลี้ยวเข้าโค้งเมื่อปล่อยคันเร่ง แทนที่จะพุ่งไปข้างหน้า^{[ 11 ]}

เฟืองท้ายแบบ 1.5 ทาง หมายถึงเฟืองท้ายที่มีแรงบิดจำกัดในการเดินหน้าและถอยหลัง ( Trq _{d_fwd, d_rev} ) แตกต่างกัน แต่ไม่มีค่าใดเป็นศูนย์เหมือนในกรณีของเฟืองท้ายแบบ 1 ทาง (LSD) เฟืองท้ายประเภทนี้พบได้ทั่วไปในรถแข่ง เนื่องจากแรงบิดจำกัดที่สูงสามารถช่วยเพิ่มเสถียรภาพภายใต้การเบรกด้วยเครื่องยนต์ได้

เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลเชิงกลที่ไวต่อแรงบิด ใช้ เฟืองตัวหนอนและเฟืองตรงในการกระจายและแยกกำลังอินพุตระหว่างล้อขับเคลื่อนสองล้อหรือเพลาหน้าและเพลาหลัง นี่เป็นการออกแบบที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากการออกแบบเฟืองเดือยเฉียงที่พบเห็นได้ทั่วไปในรถยนต์ส่วนใหญ่ เมื่อแรงบิดถูกส่งไปยังเฟือง เฟืองจะถูกดันกับผนังของตัวเรือนเฟืองท้าย ทำให้เกิดแรงเสียดทาน แรงเสียดทานนี้จะต้านทานการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของเอาต์พุตและสร้างแรงบิดจำกัด Trq _d

แตกต่างจากระบบเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถล (LSD) อื่นๆ ที่ใช้เฟืองตัวกลางแบบ "เปิด" ร่วมกับชิ้นส่วนเสียดทานแบบสปริงที่ขัดขวางการแยกตัว ระบบตรวจจับแรงบิดนี้เป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบโดยธรรมชาติ ไม่ใช่ส่วนเสริม แต่ยังคงเป็นเฟืองท้ายแบบ LSD (เลือกใช้การออกแบบที่มีอัตราทดเกียร์ที่ไม่ประสิทธิภาพ) ผลลัพธ์ที่ได้คือเฟืองท้ายที่ไม่ติดขัดเหมือน LSD บางประเภทและแบบล็อก แต่ยังคงให้กำลังส่งที่เพิ่มขึ้นในสภาพถนนหลายๆ แบบ

ตัวอย่างเช่น:

• Torsen T-1 เป็นชื่อทางการค้าของเฟืองท้าย Gleasman รุ่นดั้งเดิมที่คิดค้นโดยVernon Gleasman ประมาณปี 1949 (สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 2,559,916 ยื่นขอในปี 1949 ได้รับการอนุมัติในปี 1951) ^{[ 12 ]} การออกแบบ Gleasman ดั้งเดิมถูกขายให้กับ The Gleason Works (ต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็นGleason Corporation ) ซึ่งเริ่มทำการตลาดในปี 1982 รุ่น T-1 ดั้งเดิมไม่สามารถใช้งานร่วมกับเพลาขับแบบ c-clip ได้ ซึ่งจำกัดการใช้งานกับรถยนต์และรถกระบะหลายรุ่นในสมัยนั้น อย่างไรก็ตาม เฟืองท้าย Torsen รุ่นดั้งเดิมถูกนำไปใช้ในการแข่งขันโดย Mario Andretti และ Paul Newman ด้วยความสำเร็จอย่างมาก^{[ 13 ]} การออกแบบ LSD แบบเฟืองตัวหนอนรุ่นต่อมาทั้งหมดได้มาจากเฟืองท้าย Gleasman รุ่นดั้งเดิม T-1 เป็นอุปกรณ์มาตรฐานในAudi Quattro , Subaru Impreza WRX STI, Toyota Mega CruiserและAM General HMMWV " Humvee " ^{[ 14 ]}
• Torsen T-2 เป็นการออกแบบใหม่ของ Gleasman ประมาณปี 1984 (สิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกา WO1984003745 A1) ^{[ 15 ]}ซึ่งเข้ากันได้กับเพลา c-clip การออกแบบใหม่นี้ พร้อมกับการควบรวมกิจการที่ก่อตั้งZexel -Gleason USA ทำให้ Torsen มีจำหน่ายมากขึ้นสำหรับ OEM และการใช้งานในตลาดอะไหล่ รุ่นต่างๆ ได้แก่ T-2R ซึ่งมีชุดคลัตช์แบบ Positraction ที่ให้แรงกดล่วงหน้าสำหรับการแข่งขัน และ T-3 ซึ่งเป็นเฟืองท้ายคู่ที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานแบบขับเคลื่อนสี่ล้อ T-2 เป็นอุปกรณ์มาตรฐานในรถยนต์สมรรถนะสูงและรถกระบะหลายรุ่น^{[ 14 ]}
• เฟืองท้าย Quaifeจำหน่ายภายใต้ชื่อ Automatic Torque Biasing Differential (ATB Differential®️) ซึ่งอยู่ภายใต้สิทธิบัตรยุโรปหมายเลข 130806A2 เฟืองท้าย Quaife รุ่นนี้เป็นที่ยอมรับมากที่สุดในยุโรปและตลาดอื่นๆ นอกเหนือจากสหรัฐอเมริกา โดยมีการสนับสนุนหลังการขายอย่างกว้างขวางสำหรับรถยนต์ยี่ห้อต่างๆ ในยุโรปและญี่ปุ่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหน้าและขับเคลื่อนสี่ล้อFord Focus RS รุ่น Mk1 และ Mk2 (และเป็นอุปกรณ์เสริมในรุ่น Mk3 ในภายหลัง) ใช้เฟืองท้าย Quaife ATB Differential®️ เป็นอุปกรณ์มาตรฐาน^{[ 16 ] [ 17 ]}
• บริษัท Eaton Corporationเป็นเจ้าของล่าสุดของ เฟืองท้าย Truetracซึ่งผลิตมานานหลายปีแล้ว การออกแบบคล้ายกับ Torsen T-2 (แต่มีการกระจายแรงบิดน้อยกว่าเล็กน้อย) และเป็นชิ้นส่วนอะไหล่สำหรับเพลาแข็ง ยอดนิยมหลายรุ่นในสหรัฐฯ สำหรับรถกระบะขับเคลื่อนล้อหลังและ รถกระบะขับเคลื่อน สี่ล้อ เฟือง ท้าย Truetrac มักใช้ในเพลาหน้าของรถกระบะขับเคลื่อนสี่ล้อที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานออฟโรด โดยใช้ร่วมกับเฟืองท้ายกลางและเฟืองท้ายหลังแบบล็อกได้ เช่นเดียวกับเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถล (LSD) อื่นๆ เฟืองท้าย Truetrac ไม่ส่งผลเสียต่อการบังคับเลี้ยวเหมือนกับเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลและ "ล็อกเกอร์" อื่นๆ

เฟืองท้ายแบบไวต่อความเร็วจะจำกัดความแตกต่างของแรงบิดระหว่างเอาต์พุตTrq _dโดยพิจารณาจากความแตกต่างของความเร็วระหว่างเพลาเอาต์พุตทั้งสอง ดังนั้นสำหรับความแตกต่างของความเร็วเอาต์พุตที่น้อย การทำงานของเฟืองท้ายอาจใกล้เคียงกับเฟืองท้ายแบบเปิดมาก เมื่อความแตกต่างของความเร็วเพิ่มขึ้น แรงบิดที่จำกัดก็จะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้พฤติกรรมไดนามิกแตกต่างจากเฟืองท้ายแบบไวต่อแรงบิด

ข้อต่อแบบหนืดโดยทั่วไปจะง่ายกว่า เพราะอาศัยแรงเสียดทานไฮโดรไดนามิกจากของเหลวที่มีความหนืดสูงมักใช้ น้ำมัน ซิลิโคนในระบบนี้ ห้องทรงกระบอกบรรจุของเหลวที่มีแผ่นดิสก์เจาะรูเรียงซ้อนกันจะหมุนไปพร้อมกับการเคลื่อนที่ปกติของเพลาส่งกำลัง พื้นผิวด้านในของห้องเชื่อมต่อกับเพลาขับด้านหนึ่ง และด้านนอกเชื่อมต่อกับตัวเรือนเฟืองท้าย แผ่นดิสก์ครึ่งหนึ่งเชื่อมต่อกับด้านใน อีกครึ่งหนึ่งเชื่อมต่อกับด้านนอก สลับกันระหว่างด้านในและด้านนอกในกอง การเคลื่อนที่ที่แตกต่างกันจะบังคับให้แผ่นดิสก์ที่สลับกันเคลื่อนที่ผ่านของเหลวโดยเสียดสีกัน ในข้อต่อแบบหนืดบางชนิด เมื่อความเร็วคงที่ ของเหลวจะสะสมความร้อนเนื่องจากแรงเสียดทาน ความร้อนนี้จะทำให้ของเหลวขยายตัว และทำให้ข้อต่อขยายตัว ส่งผลให้แผ่นดิสก์ถูกดึงเข้าหากัน ทำให้เกิดแรงเสียดทานแบบแผ่นต่อแผ่นที่ไม่หนืด และความแตกต่างของความเร็วลดลงอย่างมาก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าปรากฏการณ์โค้งงอ และทำให้ด้านข้างของข้อต่อล็อคอย่างนุ่มนวล เมื่อเปรียบเทียบกับแบบกลไกแล้ว การจำกัดการเคลื่อนที่ของระบบนี้จะนุ่มนวลกว่าและเป็นสัดส่วนกับการลื่นไถลมากกว่า จึงทำให้ผู้ขับขี่ทั่วไปรับมือได้ง่ายกว่า บริษัทNew Process Gear ได้ใช้ข้อต่อหนืด แบบ Fergusonในชุดเกียร์ส่งกำลัง หลายรุ่น รวมถึงรุ่นที่ใช้ในรถAMC Eagleด้วย

LSD แบบหนืดมีประสิทธิภาพน้อยกว่าแบบกลไก กล่าวคือ มัน "สูญเสีย" กำลังบางส่วน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ภาระที่ต่อเนื่องใดๆ ที่ทำให้ซิลิโคนร้อนเกินไปจะส่งผลให้สูญเสียผลของเฟืองท้ายอย่างถาวรโดยฉับพลัน^{[ 18 ]}ข้อดีของมันคือการทำงานที่ราบรื่น โดยจะกลับไปทำงานเหมือนเฟืองท้ายแบบกึ่งเปิด โดยทั่วไปแล้ว เฟืองท้ายแบบหนืดที่ใช้งานมาแล้ว 60,000 ไมล์ (97,000 กม.) หรือมากกว่านั้น จะทำงานเหมือนเฟืองท้ายแบบเปิดเป็นส่วนใหญ่ น้ำมันซิลิโคนถูกปิดผนึกจากโรงงานในห้องแยกต่างหากจากน้ำมันเกียร์ที่อยู่รอบๆ เฟืองท้ายส่วนที่เหลือ ซึ่งไม่สามารถซ่อมแซมได้ เมื่อการทำงานของเฟืองท้ายเสื่อมลง ศูนย์กลาง VLSD จะต้องถูกเปลี่ยนใหม่

เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถล (Limited-slip differential) ประเภทนี้ทำงานโดยใช้ ปั๊ม เกียร์โรเตอร์ (Gerotor pump) ในการอัดคลัตช์ด้วยระบบไฮดรอลิกเพื่อส่งแรงบิดไปยังล้อที่หมุนช้ากว่า ปั๊มเกียร์โรเตอร์ใช้ตัวเรือนเฟืองท้ายหรือกรงในการขับเคลื่อนโรเตอร์ด้านนอกของปั๊ม และใช้เพลาขับหนึ่งตัวในการขับเคลื่อนโรเตอร์ด้านใน เมื่อความเร็วของล้อซ้ายและล้อขวาแตกต่างกัน ปั๊มจะเพิ่มแรงดันของของเหลวไฮดรอลิกทำให้คลัตช์ถูกอัด ส่งผลให้แรงบิดถูกส่งไปยังล้อที่หมุนช้ากว่า ระบบที่ใช้ปั๊มเหล่านี้มีขีดจำกัดแรงดันต่ำและสูง ซึ่งช่วยให้เฟืองท้ายทำงานเหมือนเฟืองท้ายแบบธรรมดาหรือแบบเปิดจนกว่าจะมีความเร็วแตกต่างกันอย่างมากระหว่างล้อซ้ายและล้อขวา และมีการหน่วงภายในเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดฮิสเทอรีซิส ระบบปั๊มเกียร์โรเตอร์รุ่นใหม่ล่าสุดมีการควบคุมเอาต์พุตด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อความหลากหลายในการใช้งานมากขึ้นและไม่มีการสั่นสะเทือน

โดยทั่วไปแล้ว เฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลแบบอิเล็กทรอนิกส์จะมีชุดเฟืองดาวเคราะห์หรือเฟืองดอกจอกคล้ายกับเฟืองท้ายแบบเปิด และชุดคลัตช์คล้ายกับเฟืองท้ายแบบไวต่อแรงบิดหรือแบบปั๊มเกอโรเตอร์ ในหน่วยอิเล็กทรอนิกส์ แรงกดบนคลัตช์จะถูกควบคุมจากภายนอกโดยคอมพิวเตอร์หรือตัวควบคุมอื่นๆ ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมแรงบิดจำกัดของเฟืองท้ายTrq _d ได้ในฐานะส่วนหนึ่งของระบบการจัดการแชสซีโดย รวมตัวอย่างของเฟืองท้ายประเภทนี้คือ DCCD ของ Subaru ที่ใช้ใน Subaru WRX STi ^{[ 19 ]}ระบบขับเคลื่อนสี่ล้อ Jeep Quadra-Drive II ที่ผลิตตั้งแต่ปี 2005 ใช้เฟืองท้ายประเภทนี้[ 20 ^{]อีกตัวอย่าง} หนึ่งคือระบบ Porsche PSD ที่ใช้ในPorsche 928ตัวอย่างเพิ่มเติมคือSAAB XWD ( Haldex รุ่นที่ 4) พร้อม eLSD ซึ่งใช้ ชุดกำลังไฮดรอลิกทั่วไป (ควบคุมทางอิเล็กทรอนิกส์ผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ของรถยนต์) เพื่อควบคุมการถ่ายโอนแรงบิดทั้งตามแนวยาวและแนวขวางของระบบ XWD ^{[ 21 ]}ระบบ Haldex เดียวกันนี้ใช้ในรถยนต์รุ่นอื่นๆ อีกหลายรุ่นที่ใช้พื้นฐาน GM Epsilon เช่น Cadillac SRX เป็นต้น

ระบบเหล่านี้เป็นทางเลือกแทนเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลแบบดั้งเดิม ระบบเหล่านี้ใช้เซ็นเซอร์ต่างๆ บนตัวถังรถ เช่น เซ็นเซอร์ความเร็ว เซ็นเซอร์ ระบบเบรกป้องกันล้อล็อก (ABS) มาตรวัดความเร่งและไมโครคอมพิวเตอร์ เพื่อตรวจสอบการลื่นไถลของล้อและการเคลื่อนที่ของรถยนต์ทางอิเล็กทรอนิกส์ เมื่อระบบควบคุมตัวถังตรวจพบว่าล้อใดล้อหนึ่งกำลังลื่นไถล คอมพิวเตอร์จะสั่งการให้เบรกทำงานที่ล้อนั้น ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างระบบเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลที่กล่าวมาข้างต้นกับระบบเบรกนี้คือ ระบบเบรกจะไม่ส่งแรงบิดที่มากกว่าไปยังล้อที่หมุนช้ากว่าโดยธรรมชาติ อีกทั้งยังลดการสึกหรอของวัสดุเสียดทานเบรกที่เกิดขึ้นจากการใช้งานระบบดังกล่าว หากรถยนต์ถูกขับในสภาพแวดล้อมที่ระบบเบรกจะทำงานเป็นประจำ

ระบบเฟืองท้ายแบบจำกัดการลื่นไถลด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ของ BMWที่ใช้ในซีรีส์ 5 รุ่น F10 เป็นตัวอย่างหนึ่งของระบบดังกล่าว อีกตัวอย่างหนึ่งเริ่มต้นในปีแรก (1992) ของการผลิตรถยนต์Ford Crown Victoriaรุ่นปรับโฉมใหม่ เครื่องยนต์ V-8 ขนาด 4.6 ลิตร แบบโอเวอร์เฮดแคม ซึ่งมีระบบเบรกป้องกันล้อล็อกเป็นอุปกรณ์เสริม ตัวเลือกนี้มีให้เลือกใน Crown Victoria รุ่นปี 1992 เป็นต้นไป สำหรับรถยนต์ที่ติดตั้งระบบเบรกป้องกันล้อล็อก

• สปูล
• เฟืองท้ายล็อก