lsd有什么作用

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#1 汽车LSD详解
一百年前福特推出的类是LSD限滑差速器
先来认识差速器原理
少了差速器无法转向
在谈论LSD这个机件之前,读者务必先知道差速器的功能与动作原理.而差速器本身的动作原理,亦属于专业级的构造,若要单纯用文字来叙述,大部分的读者可能很难理解,所以笔者先用日常最容易接触的现象和状况,来解释原厂差速器的设计功能和必需性.
现行车辆的转向设计是依据艾克曼第五轮原理来设定,也就是弯道内轮的转向角度大于外轮.再由三角函数计算内侧车轮所转动的距离会比外侧车轮距离短,一旦距离有差异时,等于内外轮 (左、右轮) 的转速不一致,如果从变速箱所输出的传动轴没有藉由差速器来分隔左、右输出,那么车辆在转弯时便无法调整左、右轮的转速.在慢速时藉由多余且不当的摩擦来带过,而高速转弯则会发生弯道内轮因多余的旋转及摩擦,导致轮胎跳离地面连带利用车轴及悬挂使车体上扬,当内侧车体上扬加上离心力的驱动,很自然就会朝转弯方向的另一侧翻覆.
所以说车辆的左、右车轮绝对不是同轴型式,尤其现代汽车又以前轮驱动设计居多,没有差速器的构造,驾驶者根本无法操控方向盘,因为只要驾驶者转动方向盘,轮胎藉由地面产生的回馈力,强力的将方向盘推回中心原点,如此一来操控根本无法存在,所以在传动轮中央置入差速器是传动系统必备的要件.
由于差速器是藉由盆型齿轮及角齿轮驱动,内部包含边齿轮及差速小齿轮.当车辆直行时,并无差速作用,差速小齿轮及边齿轮整个会随着盆齿轮公转无差速作用,一旦车辆转弯内、外轮阻力不一样时,差速齿轮组因阻力的作用迫使产生自转功能进而调整左、右轮速.既然左、右轮速的变化及调整是藉由轮胎及地面阻抗来自由产生,那么后续的使用状况就将造成车辆无法行驶的状态.
譬如说当车辆一轮掉入坑洞中,此车轮就毫无任何摩擦力可言,着地车轮相对却有着极大的阻力,此时差速器的作用会让所有动力回馈到低摩擦的轮子.掉入坑洞的车轮会不停转动,而着地轮反而完全无动作,如此车轮就无法行驶.
还有一种属于循迹现象的状况,也就是所谓性能输出的现象,即车轮在过弯时大脚油门,动力输出特别明显,输出扭力加上离心力,迫使车辆内轮扬起离开地面或产生打滑现象,一旦有一轮空转,动力便一直往空转轮传输 (因为阻力少) ,车辆依然无法加速前进.
另有一种属于激烈操驾模式而产生的打滑现象,此现象车辆既不转弯,也非左、右轮置于不同摩擦系数路面的状况,那就是在进行零四加速时,巨大的动力输出,随着左、右传动轴的长短不一致及轮胎些许的差异,导致动力瞬间输往摩擦力弱的一轮,此轮便开始不停的空转,另一轮无从发挥作用,车辆当然无法往前迈进.为了解决以上这些现象,让更多的动力平均传递到左、右两个驱动轮上,限制差速器左、右滑动率的比例来完成此目标,所以限滑差速器便是解决问题的标准机件.
LSD种类繁多
因应不同需求
过弯性能的发挥,直线冲刺的快感,山道攻防的技巧,莫不需要依赖LSD的加持,很多原厂性能版的车辆也配置有LSD的装备,而LSD的型式又依机件结构的特性不同,可细分为扭力感应型、黏耦合型、螺旋齿轮式、标准机械式LSD等.这么多的型式,其最终目的是一致的,但过程的变化是不同的,因应驾驶者的需求及驾驶特性,才会有这么多式样产生.
扭力感应式LSD之设计是采用螺旋齿轮组,一样利用左、右双组的摩擦力来限定滑差效应,由于螺旋齿轮采纵向和基座齿轮的横向交错,无离合器片的损耗,运用在后驱车辆,其故障率较低,维修保养亦趋于简单,虽然在动力输出方面未能有强大的表现,但实用原则为其最大之优点.
螺旋齿轮LSD其内部构造依然采用螺旋齿轮,有别于扭力感应式的LSD是此螺旋齿轮LSD所配置的齿轮全为「横向」,也就是和输出轴的运转同一方向,利用行星齿轮大小减速比的功能达到限速功能,其最大的弱点在于限定锁定扭力滑差的比例较小,但也因为维修及使用保养无需特别的注意,更不需要使用LSD专用油,因此原厂如Honda 1.8升Type-R、Silvia S15…等较新款的前轮带动车,也几乎都是使用此型式之LSD,此等LSD还有一个现象,就是车辆顶高后,转动驱动的左右两轮,并不会一起前进或后退,因此在当年TIS 1：9房车赛规格的验车过程中,它算是可以瞒混过关的偷改武器!
黏性耦合式LSD的最早配置是用在VAG (Audi/VW) 车系,其间由多片的离合器组,加上硅油组合而成,它是利用硅油摩擦受热膨胀后,迫使离合器片接合来锁定轮差,其结构可说是最简单且体积小、造价低,是一款适用于大众型式的LSD.
机械式LSD在改装车辆中最传统也最常用,因此算是能见度最高的LSD,因为使用左、右两个离合器片和压板组,故亦称为多板或多片离合器式LSD,此型式之LSD可藉由离合器片与压板的排列组合来达到限滑百分比功能,从25%~90%的能力皆可完成.但唯一的缺点就是较难照顾,其务必要使用LSD专用油来定期保养,长时间或剧烈操驾也可能需要更换修理包.而离合器片装配不佳或置入时Run in方式不正确,也容易导致转弯异音或离合器片损坏之现象.
单/双作动方向
加油/收油限滑
机械式LSD依照其动力作用方向的不同,而可区分为One Way和Two Way,而所谓One Way即是单向的限滑动作,亦指为加油时能够产生限滑动作.Two Way为双向作用,即是加油或收油,都能对驱动轮施以限滑功能.如果在加油时有作用而收油时能发生一半作用的构造则称之为1.5 Way LSD.
既然区分为One Way、Two Way、1.5 Way,那是否也因为其特性,而因应在不同的使用状况,一般而言One Way型式比较适用于前驱车及四驱车种,前驱车因前轮除了负责动力输出外,还要负责转向的重责,而转向的回馈是直接施予驾驶者,为免除驾驶的控制困难,且因为弯道收油时,限滑力的释放,可使得操控者有较佳的手感,不会因为LSD的作用使方向盘重手不易操控.
而Two Way则广泛使用在后驱车甩尾式样,因为加油及收油皆能限滑,能有效控制循迹方向,且常时的锁定功能在油门瞬间开启时,也能使驱动反应明显而有效的展现,提供卓越的驱动力.而Two Way LSD如果装置在4WD车上,也依然能大幅的增加四驱之灵活性.
介于One Way及Two Way之间的1.5 Way LSD则是为了想要达到优越的驱动性能,却又担忧操驾不易的前提发展而来,其特点为收油时不像Two Way有着转向不足的情况发生,且在制动点的认定及控制比上较One Way容易,所以端看自已的驾驶能力及循迹效能大小,来认定及选择适当的LSD才能有效运用它的效用.
而车辆从发明一开始,马车的同轴带动,会引发翻车危机到研发了差速器,为使行驶平稳、轮胎损秏平衡到激烈操控,发生打滑现象又需要靠LSD来加持,这种种的一切,莫不遵循着天地间真理的现象,而运用在所有机件的运作上统称为物理,如果违反物理原则也就是违反大自法则,其终究无法胜任于车辆的基本要求.
像坊间有些人士为能使其达到限滑功能而将后轴差速齿轮焊死,虽然可达成不打滑的现象,可是在缺乏机械原理的概念下,其永远不知只要车辆行进,无论地有多平,左右轮永远都有滑差存在.无法释放或供给此滑差比例者,车辆绝对难有好的循迹性,就连LSD也是属于有百分比例的限制滑差,所以土法炼钢非但不宜,一但使用在前轮驱动车辆上,将会造成方向盘回馈瞬间击断双手之惨剧.
最后切记在选择LSD时要注意的是实用性,按装时需要由专业的店家规规矩矩量测安装,再根据使用手册按步就班的Run in,才能确保LSD的动作合乎标准,更不会因为新的LSD一装入就造成严重损坏.