LSD改裝作戰－限滑差速器研究

dabinn

文章來源：
http://clie.ws/bbs/index.php?showtopic=4913
http://henryhu.pixnet.net/blog/post/14980350
(原始出處不詳)

轉載原因：
這篇文章完整的解釋了LSD(限滑差速器)的用途以及型式
但卻又清楚易懂，是蠻不錯的文章
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LSD改裝作戰－限滑差速器研究

文／穆建偉

對本地的車迷來說，LSD一直是大家很想瞭解，卻又沒有勇氣下去改裝的項目，事實上這個不論是山道、甩尾乃至於零四的必備武器，其中的學問可說是相當的大，這次我們就以此為題，徹底對它來進行一番研究。


‧ LSD的基本知識
先從差速器作用開始說起

車輛在過彎時，左右輪胎所行經的距離是不相同的，因此左右輪胎的迴轉圈數也會不一樣，之所以如此，絕不是因為車輛左右的車胎，是用一根車軸所連接而成，如果你的愛車有機會架上撐高機，不妨試著用手去轉動驅動輪看看，你會發現相反側的輪胎是以反方向運轉，或者是停止不動，這些都是差速器所造成的結果。

差速器的構造，詳細的說明容後再述。之前雖然說過，單側的輪胎迴轉時相反側車胎會停止不動，是差速器所造成的這回事，其中還是有一些關連性存在，譬如說右側的輪胎在結冰面上、左側的輪胎在草地上，那麼當車子要往前開的時候，右邊的車胎會打滑、左邊的車胎卻停止不動，而車輛當然也就無法行駛。




也許你會認為這種狀況不多見吧？但過彎時常離開地面的內側輪胎，就如同在冰上行駛的那一輪，只是空轉而無法加速罷了，這便是車子跑不快的原因。還有在進行激烈的零四加速時，剛起步時左右車胎的抓地力會有些微的差異，如果抓地力較弱的輪胎只是一昧的空轉，抓地力較強的一邊亦會無法完全發揮作用，車輛想要有效前進當然也是很困難囉！遇到這種情形，為了能夠傳遞更多的馬力至路面上，相形必須對差速器的作動進行某種程度的限制，在出現不協調的狀態下，依然能讓車輛可順暢的過彎，這種針對差速器動作來限滑的機構，就是本文所要介紹的LSD。



‧ LSD的種類
原廠型限滑幅度較小

賽車場的抓地力派也好、山路的甩尾派也罷、甚至是直線至上的0～400派，想要充分體會快速駕乘的樂趣，就一定要有LSD的裝置，其實有許多強調性能的原廠車種，LSD的配置率已經大幅提升，可是仔細看看目錄，你會發現黏性耦合式及扭力感應型LSD還是佔大部份，最近螺旋齒輪LSD的數量也不少，為什麼同樣是LSD，竟然有這麼多不同的名稱呢？相信有些人在此已被搞得頭昏眼花了，事實上LSD依構造的不同可以分為好幾種型式，而每一種LSD亦都有其特別之處。接下來我們就分門別類歸納出常見的各種式樣。


‧ 機械式LSD
這是改裝車中最傳統、最常使用的LSD種類，也被稱作為「多板離合器式」LSD，此類設計雖然效果是相當不錯，但是當離合器片磨損時，常會出現「嘎！嘎！」的噪音，因此需要做定期的維修，這也是其缺點之一。





‧ 扭力感應式LSD
這種設計是透過螺旋齒輪的組合，利用所產生的摩擦力來發揮限滑的效果，許多原廠高性能車種都是採用此種型式，像FD3S RX-7的原廠LSD就相當有名。在扭力感應式LSD的特性方面，雖然其較少使用在運動用途上，但摩擦部分與機械式比較起來效果更好，而且維修上非常簡單，這是它的最大優點。





‧ 黏性耦合式LSD
大約十年前LSD還是屬於選用配備時，最受歡迎的就是這種黏性耦合型式樣，就如大家所看到的，此LSD是由多個離合器片組合而成，透過矽油的噴入使左右輪胎產生迴轉差，然後再利用矽油的黏性做鎖定。談到這裡大家應該不難想像，此類構造的效果並非很好，因為矽油的黏度會依溫度產生性能上的差別，因此反應性算是最差，往好的方面想，這種LSD只是一款適合一般大眾使用的類型罷了！




‧ 螺旋齒輪LSD
儘管其內部的齒輪構造與扭力感應式LSD有些相似，不過從剖面圖我們可以看到扭力感應型的齒輪配置為縱向，而此種螺旋齒輪LSD的則為橫向裝置。和機械式LSD相比，它的最大弱點在於限制鎖定的扭力範圍較小，但由於維修、使用上沒有什麼特別麻煩之處，因此S15、Altezza等新型車種都是採用這類的LSD。





‧ 滾珠鎖定LSD
這種設計的特殊之處，是當小圓球在彎曲的溝槽中移動時，被溝槽切斷的滾筒開始作動而發揮限滑的效果，尤其是其作動原理與一般品有很大的差異，目前並不算是主流的製品。在滾珠鎖定LSD的特性方面，因為它的構造相當特別，因此可以發揮十分圓滑的效果，反過來說此LSD並不適合喜歡在街上狂飆的人士，而最後可以鎖死差速器、並發揮最高扭力，也是值得記上一筆之處，所以最適用於分秒必爭的比賽場合中。


‧ 主動式LSD
一般的LSD是由凸輪與齒輪組合而成，且利用使用球狀溝槽的機械構造，被動的來接受作動，但裝置在新型車種上的高科技差速器，由於配備有油壓及電子控制系統，因此可以主動的使LSD作動。照片中為R34 GT-R V-Spec與N1式樣的標準配備Active LSD。其實不只是GT-R，現在許多廠商都推出了控制左右車胎扭力的LSD，甚至可以百分之百賦予外側輪胎扭力呢！



‧ 機械式LSD比較
單向與雙向作動分別

在各式LSD的種類裡，廣泛被用在改裝和競技場合的要算是機械式LSD，這種LSD依照作動性的不同，也分有單向的1 Way與雙向的2 Way式樣。所謂單向與雙向乃是指LSD的動作程度，僅有在油門開啟時才發揮作用的為單向LSD，而不管油門是開或關，只要能對驅動車胎持續鎖定的便屬雙向LSD，還有相對於油門開啟時，如果在關閉狀態能發生一半作用性的構造，則稱作是1.5 Way LSD。

這幾種LSD的效果好壞及適用場合，主要乃取決於組成LSD的凸輪組裝角度，不過由於實際上開始鎖定的扭力亦是必須考慮到之要素，因此儘管是單向LSD，也不見得在油門關閉時就完全無法發揮作用。順帶一提的是，LSD開始鎖定的扭力，是指在靜止狀態下鎖死左右車胎的力量，此力量與LSD的效用、型式並無直接的關係，而是和限制左右車胎的迴轉差有關，如果是以運動性為優先考量的車種，儘管需要提高開始鎖定的扭力，但如此當倒車入庫或是在街道上左轉時，也會發出「嘎！嘎！」的噪音，並且後續還有不少的缺點會產生。

按照機械式LSD為多板離合器的構造來看，定期進行整理維修也是必要的工作，此作業包含有一般的螺絲旋緊調整適當間隙，以及磨損嚴重時的更換離合器片，通常生產LSD的廠商都會販售這類的修理包，有些甚至還附有強化的改裝品，好比以更換強力壓板、加硬彈簧來提昇開始鎖定的扭力。另外，前面說過機械式LSD的動作程度，是決定於凸輪的組裝角度，因此實際上機械式LSD的作動性一樣是可以改變的，像Cusco的 Type-MZ、RS系列，便能夠在Rebuild時進行單向、雙向的調整，算是非常貼心的設計。

談到機械式LSD單向、雙向的適用車型上，一般認為單向LSD適合前驅車和四驅車安裝，而雙向是對應於後驅車種，其實以單向LSD的特性而言，它除了可供FF車、4WD前輪使用以外，也可以用於FR車提振單圈成績；至於後驅車甩尾必備的雙向LSD，裝在4WD的後輪同樣能大幅增加靈活性，而現在很流行的1.5 Way LSD，則是各種車型都可運用，特色是收油狀態不像2 Way有轉向不足的情形，並且煞車點的控制亦比1 Way容易許多，所以要使用單向、雙向還是1.5 Way LSD，主要還是要配合自己的駕駛風格才對。

關於LSD作動性的選擇上，基本可歸納出重視操控性的人士，最好是選用單向的LSD，因為在山路或具有許多連續小彎道的賽車場，由於油門需要經常開開關關，在收油時的差動限制很容易引起控制上的困難，這一點假設是單向LSD的話，在油門關閉時可以確實的進行差速，相對可減少因踩放油門所造成的操作盲點與混亂情況，特別是對行車路線或煞車點都還不是很熟悉的入門者，單向LSD仍是較為實用。相反的，雙向LSD則較適用在需要常常進行甩尾的車輛，其能夠常時發揮鎖定作用的特徵，在開油門剎那間的反應亦十分靈敏，故即使是彎道中也能瞬間提供驅動力。




‧ 差速鎖定的真實面貌
街道行駛並不合適

就如同一開始所提到的，我們所乘坐的汽車為了能夠更順暢的過彎，因此加裝了稱為差速器的機構，但像遊樂場裡頭的碰碰車，或是方程式賽車的入門款Racing Kart，卻都沒有差速器的配置，可是這些車種還是可以順利過彎。事實上一般的車輛也可以用一根車軸連接左右兩側輪胎的概念，進行永遠的差動鎖定，由於差速器是由迴轉的齒輪與齒輪組合而成，作用是控制左右輪胎的迴轉差，所以日本有部分「平民甩尾族」，都是直接將差速齒輪焊死使其無法迴轉，那麼左右輪胎就形同以一根車軸連接的狀態，變成了具有同等於LSD的功用。

不過，這種從許久以前就有的土法煉鋼改法，缺點是大於優點多的多，其不但燒焊處會坑坑疤疤的難看，焊接的地方到底能承受多少力量也令人擔心不已，畢竟差速器所負荷的力量可是很大的，這樣遲早會崩壞在路上等待拖車救援，所以大家聽聽就算了切勿當真。這裡附帶一提的是，日本有一個名為Super Lock Def的產品，是專門針對配置黏性耦合式LSD原廠車所設計的差速鎖定裝置，它是在差速器輸出端套入一個反轉凸葉，以達到百分之百鎖定差速的效果，同時此零件並經過了特殊的高溫加工，大約可以承受100～150匹的馬力，在當地深受Drift迷們喜愛。

另外，在一般人的印象中，差速鎖定大多使用在甩尾式樣的車種，但其實它還有其他的用途，例如大家所熟悉的HKS Drag 180SX、GT-R、Celica這些超級直線加速車，它們所裝置的差速器都是經過特殊的焊接，或者是加裝恆時鎖定的裝置。差速鎖定等於讓左右車胎的動作相同，這一點與漸漸提升鎖定扭力的機械式LSD一樣，當低速轉彎或倒車入庫時，因為左右輪胎無迴轉差讓駕駛的困難度增加，如此一來，車輛因彎曲角度的行駛不順，輪胎的磨耗也會變得更加快速，正因為如此，特別是後輪驅動的車種儘管已經切打方向盤，後輪仍會從後方直進的方向推進，因而造成了轉向不足的現象。

雖然在特定情況如零四加速或甩尾，使用差速鎖定效果會更好，可是在需要許多條件配合的街道駕乘，它還是有相當大的問題存在，改裝機械式LSD也是一樣，除非你真的熱愛自我挑戰山路，甚至是甩尾一族。

dabinn

看來MINI-Z在玩甩尾也跟真車差不多

原文由 dabinn 於 2009-4-10 13:48 發表
‧ 黏性耦合式LSD
大約十年前LSD還是屬於選用配備時，最受歡迎的就是這種黏性耦合型式樣，就如大家所看到的，此LSD是由多個離合器片組合而成，透過矽油的噴入使左右輪胎產生迴轉差，然後再利用矽油的黏性做鎖定。談到這裡大家應該不難想像，此類構造的效果並非很好，因為矽油的黏度會依溫度產生性能上的差別，因此反應性算是最差，往好的方面想，這種LSD只是一款適合一般大眾使用的類型罷了！..

這感覺有點像我們在齒差裏面灌油....

原文由 dabinn 於 2009-4-10 13:48 發表
所以日本有部分「平民甩尾族」，都是直接將差速齒輪焊死使其無法迴轉，那麼左右輪胎就形同以一根車軸連接的狀態，變成了具有同等於LSD的功用。
..

這就跟我們在齒差裏面塞衛生紙，硬是把他變直軸一樣了 XD

kat

大丙~啥時LFS來玩一下啊

我想熱血!

dabinn

好啊...可是我設定卡還沒弄好...又不小心弄起了1/10.....:Q