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精准用油 ▏LSD 限滑差速器油

 昵称48946876 2022-05-02 发布于上海

【要认识什么是LSD,先要知道什么是差速器?】

很多车主会认为,左右的车轮是由相同的一根轮轴串联在一起的转动的,其实并不是这样的。试想一下,一根轮轴会造成车轮在任何时候都处于相同转速转动,虽然车辆直线前进是不会受到影响,但是,在车辆转弯(转向)的时候问题就来了。由于内外车轮的转向半径不同,会使得左右轮必须用不同的转速旋转,才能使车辆顺畅的转弯,因此,设计了一种叫“差速器”的机件。不论是什么类型的驱动方式,每辆车都一定会配备差速器,如此一来,车辆转弯时,左右轮胎才能自动调整转动速度,以应付不同长度的转向路径,使得车辆顺畅转弯。

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差速器内的构造主要由四组齿轮所组成,内部齿轮的转动来调整左右轮胎的转速,使引擎动力能同时传递到两个车轮(轮胎)上,又能在转弯时使两个车轮产生不同转速,这样才能使车主舒服地操控方向盘、且车辆也能顺畅的转弯,有人用最简单的话理解差速器的原理——你转我不转、你不转我转,事实就是这样的。

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从下图中可以知道,车辆转弯时,左右轮胎行经的路径长度是不同的,而左右车轮需有自动调整轮速的功能,才能使车辆圆滑的转弯,这就是差速器的功能。若没有差速器的功能,将出现——情况一,如果车辆是以高速过弯的话,则内侧轮会开始打滑,使车辆出现转向过度(甩尾或失控)的情况;情况二:如果慢速地转弯,内侧胎仍然有一定的抓地力,但车辆行走的路线会不断的朝直线来推进,而呈现转向不足(推头)的情况,方向盘的手感也会变得很重。

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【差速器天生有缺点 有LSD更完美】

差速器的主要功能是——使得左右的驱动轮产生转速差,车辆能舒服地转弯。但是,它的先天设计也有极大的缺点——容易使没有摩擦力(抓地力)的轮胎不断打滑空转,而有摩擦力的轮胎却原地不转了。例如:某个前轮被陷进恶劣环境的泥沼,另一个车轮在柏油路面时,不论你怎么给油门,陷进泥沼的那个车轮在转动,而需要动力的另一个车轮却“没有功夫搭理你”,而引擎驱动力往往是将最容易转动的车轮转起来,但这是差速器天生的缺点。

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当然,大多数情况下,我们说差速器油的缺点,主要体现在——车辆以极限的速度杀入弯心的时候,由于内侧轮胎受到车体侧倾或离心力的影响,承受的负荷下降,导致内侧轮胎的抓地力下降,因此,差速器将大部分的驱动力分配到此车轮上,可是,真正需要动力的外侧车轮却没有动力,过弯的速度自然受到不少的影响,甚至还会出现严重的转向不足(推头)现象。所以,当轮胎空转之时,如果能针对差速器作动起到一定程度的限制,使引擎的驱动力更多地、有效地传递需要的轮胎上就能改善弯道的速度,而具备限滑功能的差速器,也就是所谓的“限滑差速器”的出现便解决这些问题。

限滑差速器,英文名缩写为LSD(全称Limited Slip Differential)。

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【复杂的过弯利器——最好玩的LSD】

除了HF玩家之外,我想,你要充分感受操控的乐趣,就一定要改装LSD的装置了。当中,也因为LSD能充分弥补了传统差速器的缺点,并且提高车辆的弯道速度,因此,不少高性能的原厂车型都会配备LSD装置。而LSD的类别中,最具竞技取向、最为复杂的是机械式LSD。

通过下图,我们可明显看出——没有改装LSD的车辆(右图),高速过弯时引擎驱动力只会传递到内侧轮胎上,使其不断空转,而真正需要驱动力的外侧轮却没有动力,若改装LSD的车辆(左图)就能使左右车轮都有驱动力,进而使得车辆在弯中的速度变得更快…现在,你大概知道为什么要装LSD了吧?

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拉力赛车也是LSD重度使用车款之一,如果没有LSD进行辅助,不但无法作出四轮横移动作,轮胎一旦陷入泥沼或雪地里“无法自拔”,基本就和领奖台无缘了。

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外观造型上,限滑差速器与传统差速器的区别不大,而内部结构上,传统差速器(下左图)的构造较为简单,只有两组齿轮;而限滑差速器(下右图)内部复杂很多,除了多两个副齿轮之外,还有一组压力环和N个摩擦片,另外,副齿轮的固定方式与传统的差速器也不相同,而是通过凸轮轴固定于压力环上,而不是在差速器外壳上。而由于LSD内部结构复杂,因此需整颗包覆起来,两者能通过外观的分辨区分出来。

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上述的带有摩擦片式的限滑差速器,简称为“摩片式LSD”。另有一种是扭力感应式LSD,其采用多组行星齿轮(蜗杆)来达到锁定左右两轮转速的LSD,由于作动时不会耗损摩擦片,只需使用一般的齿轮油就可进行润滑,无需像摩片式LSD需使用专用油,来减少摩擦片的耗损速度(并让摩擦片濒临极限时适度空转打滑,而不会出现严重耗损,可有效延长摩擦片的使用寿命)。因此,许多原厂的高性能车都是配置扭力感应式LSD来提供更优异的过弯性能,像一代经典的RX-7(FD3S)跑车,其原厂的LSD就相当有名。

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【你必须要懂1Way、1.5Way、2Way】

被广泛运用在改装圈和赛车界的机械式LSD可以依照作动的不同,可将其分为1Way(单向LSD)与2Way(双向LSD)两种。所谓的“单向”和“双向”指的是LSD的动作时间。仅在踩油门和左右轮产生滑差的情况下,起到限滑作用的是1Way;无论是否踩油门,都产生滑差的左右驱动轮,并持续锁定的是2Way;如果松开油门还能起到一半作用的是1.5Way(双项LSD)。

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【如何分辨限滑差速器的作动特性?】

大家可以从压力环上的凸轮孔形状来辨别——

辨别——1Way凸轮孔的减速侧呈水平状;

解释:因为LSD限滑作用力的大小和凸轮顶开压力环的宽度有直接的关系(离合器片压的越紧,作用力越强),因此,1Way的凸轮只能在加速时顶开压力环,所以加速时才有作用。

辨别——1.5Way是减速侧有微微的角度,相比加速侧的角度更为平滑;

解释:在减速时1.5Way LSD也能顶开压力环,但其角度比加速侧的角度小,所以,它的作用力也小。

辨别——2Way的加减速侧的角度相同;

解释:因为加、减速侧的角度都一样,所以,2Way LSD在加、减速时的作用力也相同。

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通过上述的辨别,我们会发现——LSD作动的特性决定于凸轮孔的设计角度,所以机械式LSD的作动性是可以改变的。像某些改装品牌的LSD系列,能利用更换凸轮在压力环上的位置,以进行单向、双向的调整,如果你喜欢折腾,必须购买这么贴心的设计啊。

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【LSD的高锁定率有讲究】

除了作动的特性之外,想更深入了解LSD,还要知道LSD分成不同锁定率的种类,同样,也可以从凸轮孔的形状来辨别区分——角度越倾斜、锁定率越高,LSD作动的初始扭力就越低,当左右车轮有少许的轮速差异就马上锁定起来,使两轮同步转动;反之,锁定率越低,LSD对左右轮速差异的“容忍度”就越高。

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锁定率有15度~65度的范围,其数值越高,越适合比赛车使用,街车较好的设定值建议是15度~35度,若街道用车使用高锁定率的LSD,常见的低速转弯、倒车入库的用车情况下,车子会因为左右车轮极易锁定,而无法形成转速差,此时,你需要不断补油使内侧车轮的空转,才能让车辆顺利转弯,而且轮胎磨耗速度也进一步加剧,想想都觉得痛苦了,更不用说日常驾驶难度,日常的便利性了,除非你很有钱,除非你是深度的漂移玩家,否则不要尝试使用高锁定率的LSD。

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甩尾赛车上一定都会改装LSD,且是锁定率超高的部品,如此才能使左右后轮同时打滑,而作出漂亮的横移动作。

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此外,无论是国内还是国外,都有很多漂移玩家直接将传统差速器的齿轮焊死,使左右车轮就如同一根车轴连接,于是就变成了等同LSD的功用。不过,这种穷屌丝的做法,渐渐被玩家抛弃,因为其缺点大于优点,毕竟,差速器所承受的负荷非常大,玩耍几次之后,焊接的地方崩裂而导致车辆在半路等待救援,已经有人当了小白鼠,你不会是下一个尝试者吧?

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【不同驱动方式,改装LSD也不同】

在适用车型上,重视前轮抓地力的前驱(FF)车型比较适合使用1Way LSD,因为在弯道中加速,前轮有一定的驱动力分配,减速时LSD会失去作用,车头不会因为左右轮的锁定而出现明显的转向不足。不过值得注意的是,由于1Way LSD在加、减速时呈现的是两种截然不同的特性,所以,高速过弯且重踩刹车之时,驱动轮的循迹性很容易受到影响。

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2Way LSD比较适合后驱(FR)车型的使用,除了可以在加速时获得足够的驱动力,重踩刹车时,驱动轮的循迹性不会发生太大的变化,因此,可使轮胎保有一定的抓地力。但在加、减速都在作动的情况下,转向不足的特性也十分明显,除非你希望在高速转弯时挑战一下甩尾过弯的刺激,这种方式才是你所选择的。

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加速时,1.5Way LSD可以获得足够的驱动力,松开油门时,它也不会因瞬间失去限滑效果而变得难以操控。因此,1.5Way LSD适合所有驱动的车辆升级使用。

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对于四轮驱动(4WD)系统的车型,建议前轮升级1Way、后轮升级1.5Way或2Way的LSD,这样比较适合初学玩家使用。另外,四轮驱动车型身上还配备一颗中央差速器,用来调整前后轮轴的转速,部分高性能四驱车型的中央差速器采用电子式而主动调整前后轮的驱动扭力,如果不是重度改装的玩家,建议中央差速器保持原厂设定即可,如果舍弃的话,似乎有点可惜了。

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下图说明——FF车型使用1Way与2Way时,弯道行驶路线的差别,1Way LSD过弯收油时,左右车轮会进行差速动作,因此不会出现明显转向不足的情况,使路线能贴近弯内;而2Way LSD收油后,左右车轮还是会被锁定,因此,会出现明显的推头情况。

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下图说明——FR车型使用不同的作动时机产生的路线差异,因此,使用不同作动时机的LSD,激烈操控时的过弯路线也要跟着调整,才能在不增加轮胎的负担下,快速攻克每个弯道。

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下图说明——不同驱动方式的车型对于LSD搭配技巧,建议改装小白们——前驱车使用1way,后驱车使用2way,四驱车前轮采用1Way、后轮采用1.5Way或2Way的LSD,这样使用起来你会比较容易掌控车辆的动态。

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如果细读上文,我相信玩家已经知道该如何选择LSD作动性了,总结一下吧,如果你是场地圈速和赛道操控的狂热者,选用单向的LSD是不会有错的,因为连续多弯的赛道,给油、收油门的两个脚下动作非常频繁,而在收油时,差速器的持续限制下,很容易引起转弯上的困难。若是使用单向LSD的话,收油门是可以停止LSD作动的,因此,可减少踩、收油门所造成的操控难度与不流畅的转向,最重要的是——入门玩家对行车路线、刹车点都还不是很熟悉的情况下,不推荐哦。而双向LSD则适用热衷于漂移的玩家,因为它够恒定发挥锁定的作用,能使后轮轻易地甩尾,而且在你踩油门的一瞬间,作动的反应变得十分灵敏,因此,弯道中也能瞬间提供足够的驱动力。

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LSD的优缺点——

优点:

1.加速时,能避免其中一个驱动轮空转而另一车轮不转的情况。

2.高速过弯时,将动力分配至外侧车轮上,增加过弯速度。

3.帮助陷入泥沼中的车辆摆脱困境。

缺点:

1.慢速转弯时,会因两侧轮的差速锁定而无法顺畅过弯,甚至出现转向不足的问题。

2.摩片式LSD内部的摩擦片属于磨损件,须定时更换。

3.需使用价格昂贵的LSD专用齿轮油。

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上述都是机械式LSD的原理与升级建议,不过,有些有钱人却不是很愿意折腾自己的车子,当然,科技在不断进步,像Audi Quattro四驱系统为例,通过逻辑严密ECU、G值、轮速传感器等电子器件,再搭配电子式油压驱动的摩擦片式LSD,现在,你想怎么锁定就怎么锁定了,早已没有所谓XX Way或锁定率的差别,说到这里,平民车型和高级车型你想怎么挑选,似乎要就看口袋的深浅了吧?

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Audi Quattro四驱系统(下图)的先进性不用多言了吧,通过电子式LSD辅助,使得奥迪S4在过右弯的时候,左侧车轮的动力分配大一些,过左弯则改让右侧车轮得到更大动力分配,直行时两轮驱动力相同,完全超越了机械式LSD的工作原理。

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