文/童國輔
圖/Cusco官網、童國輔
大家都知道LSD是各種賽車所不能缺少的必備套件，也知道它的作動時間有分成1Way、1.5 Way 及2 Way等差別，但你們可知道LSD為什麼要分成這三種呢？又各自是如何作動的呢？另外，LSD的中文譯名並非叫防滑差速器，而是叫「限滑差速器」，為什麼？想知道嗎？讓我們繼續看下去！
不論驅動方式為何，每部車輛上一定都會配有差速器，如此一來車輛轉彎時，左右輪胎才能自動調整轉動速度，以應付不同長度的行走路徑，使車輛順暢轉彎。
要認識什麼是LSD
先知道何謂差速器
在談到LSD之前，必須先讓大家認識一般車輛所使用的傳統差速器。一般人都以為車輛左右兩輪是由同一輪軸串連所組成，但是事實上並非如此，為什麼？請大家試想如果左右輪連在同一輪軸上，勢必造成兩輪不論在何時都需以同一轉速轉動，這樣的情況在直行時或許不會產生問題，但在車輛轉彎時，就會有兩種情況發生，第一：如果慢速轉彎，由於內側胎依然保有抓地力，因此車輛行走的路線會不斷的朝直線來推進，使得車輛動態呈現極度轉向不足的情況，方向盤也會變得很重。第二，如果車輛是以高速過彎的話，則內側輪會開始打滑，使車輛出現甩尾或失控的情況發生，而這樣的過程其實只要曾經開過Go-Kart小型賽車的人應該都曾體會過，因為Go-Kart賽車的後輪就是左右連動在一起的設計。
差速器內的構造主要是由四組齒輪組成，運作原理是「你轉我不轉、你不轉我轉」，藉由內部齒輪的轉動來調整左右輪胎的轉速，詳細的過程不妨上視頻網站，輸入關鍵字「Differential」，就能看到詳細的動畫影片。
也因為內外輪所行經路線的半徑不同，會使得左右輪必須以不同的轉速旋轉，才能使車輛順暢的轉彎，因此才會設計出所謂的「差速器」這個零件，使引擎動力能同時傳遞到每個輪胎上，又能在轉彎時使輪胎產生不同轉速，使其安靜、舒適與快速的轉彎。
從此圖中可以了解車輛轉彎時，左右輪胎行經的路徑長度是不同的，因此左右輪胎需有自動調整輪速的功能，才能使車輛圓滑的轉彎，而這就是差速器的功能，若沒有差速功能，內側輪胎將不斷打滑，且車輛有不斷直線前進的傾向。
差速器的致命傷
打滑輪胎轉愈快
差速器的主要功能是吸收左右驅動輪的轉速差，使汽車圓滑地轉彎，但差速器在先天設計上卻有一極大的缺點，那就是容易使沒有摩擦力的輪胎不斷打滑空轉，而有摩擦力的輪胎卻原地不轉，就像一部房車某個前輪陷進泥沼或懸空時，雖然另一個輪胎還在柏油路面時，但不論如何催油，轉動的就是陷進泥沼的這顆輪胎，需要動力的另一個輪胎卻紋風不動。會這樣是因為引擎驅動力有往容易轉動輪胎傳遞的特性使然，這就是一般差速器的致命缺點。
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有開過Go-Kart小型賽車的人應該都曾體會過，車輛高速過彎時內側輪會開始打滑，使車輛出現些微甩尾的情況，這是因為Go-Kart賽車的後輪就是左右連動在一起的設計，就像安裝了鎖定率超高的LSD一樣。
這樣的特性用在賽車場上時，也會產生相同困擾。當車輛以極限的速度丟進彎內時，因為內側輪胎受到車體側傾或離心力影響，輪胎承受的荷重便會降低，甚至出現抬腳的情況，導致摩擦力降低，就如同陷入泥沼般，因此差速器便會將大部分的驅動力分配到此輪上，可是真正需要動力的是在外側輪上，所以車輛的過彎速度自然無法提昇，甚至慢慢地出現轉向不足的情況發生。 |
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| 另外，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！因此，為了解決上述提到的這幾個問題，也為了能夠傳遞更多有效的動力至路面上，就必須在輪胎出現空轉時，針對差速器作動進行某種程度的限制，使引擎驅動力傳遞到真正需要的輪胎上，這種具備限滑功能的差速器，就是本文所要介紹的LSD(Limited Slip Differential)，也就是所謂的「限滑差速器」。 |
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| 右邊是傳統差速器，內部構造相當簡單，左邊是具備限滑功能的LSD，由於內部結構複雜，因此需整顆包覆起來，兩者外觀上極易分辨。 |
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甩尾賽車上一定都會改裝LSD，且是鎖定率超高的部品，如此才能使左右後輪同時打滑，而作出漂亮的橫移動作。
複雜的過彎利器
LSD的結構與作用
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，也就因為LSD能充分彌補傳統差速器的缺點，並且提高車輛的速度，因此許多強調性能的原廠車種，LSD的配置率已經大幅提昇，且在這麼多種類的LSD中，以機械式設計的LSD最具競技取向也最為複雜，因此筆者就針對機械式的LSD來進行介紹與說明。 |
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從此圖可明顯看出沒有改裝LSD的車輛，高速過彎時引擎驅動力只會傳遞到抬腳的內側輪胎上，使其不斷空轉，而真正需要驅動力的外側輪卻沒有動力，若改裝LSD就能使左右兩輪同時有驅動力，讓車輛彎中速度變快。
從外觀來看，限滑差速器與一般傳統差速器差別不大，重點則在於傳統差速器內部構造較為簡單，只有兩組各四個齒輪；而限滑差速器內部就較為複雜多了，除了多兩個副齒輪外，還多一組壓力環和許多摩擦片，且副齒輪的固定方式與傳統的差速器也不相同，而是透過凸輪軸固定在壓力環上，而非差速器外殼上，這種有摩擦片式的LSD，簡稱為摩片式LSD。 |
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從這兩張圖中可輕易看出，LSD的作動時機，是由壓力環上的凸輪孔形狀來決定，1 Way的凸輪孔減速側的形狀呈現平面，1.5 Way的則有些微的角度，但與加速側相較還是略帶平滑，至於2Way的加減速側的角度則相同。
另有一種採用多組行星齒輪來達到鎖定左右兩輪轉速的LSD，就稱作扭力感應式LSD，這種LSD由於作動時不會耗損摩擦片，沒有更換耗材的需求，且使用一般齒輪油就可進行潤滑，不須像摩片式LSD需使用專用油，來減少摩擦片的耗損速度，因此許多原廠高性能車都是配置扭力感應式LSD，來提供更優異的過彎性能。 |
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1、1.5、2way
別傻傻分不清楚
這種廣泛被用在改裝和競技場合的機械式LSD，依照作動性的不同，可分有單向的1 Way與雙向的2 Way式樣。所謂單向與雙向乃是指LSD動作的時間，僅有在油門開啟並且左右輪產生滑差時，才發揮限滑作用的為1 Way(單向LSD)；而不管油門是開或關，只要能對產生滑差的左右驅動胎，持續鎖定的便屬2way(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，則稱作是1.5 Way LSD(雙項LSD)。 |
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除了作動時機外，LSD還可分成不同鎖定率的種類，凸輪孔角度愈斜鎖定率愈高，鎖定率可以從15度~65度，數值愈高愈適合比賽車用例如甩尾車，街車建議使用15~35度的設定比較好用。
至於如何分辨限滑差速器的作動特性，可以從壓力環上的凸輪孔形狀來辨別，1Way的凸輪孔減速側的形狀呈現平面，1.5 Way的則有些微的角度，但與加速側相較還是略帶平滑，至於2Way的加減速側的角度則相同。因為限滑差速器的限滑作用力大小，與凸輪頂開壓力環的開啟寬度有著直接的關係(離合器片壓的愈緊，作用力愈強)，因此1Way的凸輪只能在加速時頂開壓力環，所以在加速時才有作用；1.5 Way在減速時雖然也能頂開壓力環，但因角度較加速側小，因此作用力也較小；至於2Way的加減速側角度都一樣，因此加減速時的作用力也是相同的。也就因為LSD作動特性是決定於凸輪孔的設計角度，所以機械式LSD的作動性是可以改變的，像Cusco的Type-MZ、RS系列，便能利用更換凸輪在壓力環上的位置，以進行單向、雙向的調整，算是非常貼心的設計。 |
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此圖內有說明不同驅動方式車款的LSD搭配技巧，筆者建議初學者的話，前驅車使用1way，後驅車使用2way，四驅車前輪採用1Way、後輪採用1.5Way或2Way的LSD，使用起來會比較容易掌控車輛動態。
不同驅動方式
改裝種類各異
在適用車型上，1Way的LSD比較適合使用在重視前輪抓地力的前驅車上，因為過彎時只要持續加速，前輪就能保有一定的驅動力，減速時由於LSD會失去作用，因此車頭比較不會因左右輪鎖定的緣故，而出現明顯的轉向不足問題。不過值得注意的是，由於1Way LSD在加減速時呈現的是兩種截然不同的特性，所以在高速彎道中重踩煞車時，驅動輪的循跡性便很容易受到影響。 |
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拉力賽車也是LSD重度使用車款之一，沒有LSD的輔助，不只無法作出四輪橫移動作，輪胎一旦陷入泥沼或雪地裡，也很難脫困。
至於2Way LSD則較適合後驅的車輛安裝，除了可以在加速時獲得足夠的驅動力，在重踩煞車時驅動輪的循跡性也不會有太大的變化，因此可使輪胎保有一定的抓地力。但相對的，加減速都作動的情況下，轉向不足地特性也會趨向明顯，除非轉彎時都帶點甩尾的方式過彎。另外，1.5 Way LSD則在加速時可以獲得足夠的驅動力，一旦放開油門時也不會因瞬間失去限滑效果而變得難以習慣。因此1.5Way LSD非常適合所有驅動方式的車輛安裝。 |
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這張圖是用來說明前驅車使用1Way與2Way LSD時，賽道行駛路線的差別，1Way LSD過彎收油時左右輪會進行差速動作，因此不會出現明顯轉向不足的情況，使路線能貼近彎內，而2Way收油左右輪還是鎖定住，因此會出現明顯的推頭情況。
至於四輪傳動車款的LSD選擇上，建議前輪可採用1Way、後輪採用1.5Way或2Way的LSD比較適合初學者使用，另外四驅車上還另有一顆中央差速器，用來調整前後輪軸的轉速，如果不是重度玩家的話，建議中差可保持原廠設計即可，部分高性能四驅車的中差還是電子式，可主動調整前後輪驅動扭力，換掉有些可惜。 |
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這張則是用來說明後驅車使用不同作動時機LSD的路線差異，與前驅車相同，關鍵在於收油時轉向不足發生的情況有多重，因此使用不同作動時機的LSD，激烈操駕時的過彎路線也要跟著調整，才能在不增加輪胎負擔下，快速攻克每個彎道。
總之，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，在收油時的差動持續限制下，很容易引起轉彎上的困難。此時若是使用單向LSD的話，在油門關閉時可以停止LSD作動，因此可減少因踩放油門所造成的操作盲點與轉彎的不流暢，特別是針對行車路線或煞車點都還不是很熟悉的入門者。相反的，雙向LSD則較適用在需要常常進行甩尾的車輛，其能夠恆時發揮鎖定作用的特徵，能使後輪輕易的甩出就像Go-Kart小型賽車一般，且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。 |
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| 摩擦片式的LSD之所以要使用專用齒輪油，除增加散熱效率與潤滑效果外，透過專用油的輔助，可讓摩擦片瀕臨極限時適度空轉打滑，而不會出現嚴重耗損，可有效延長摩擦片的使用壽命。 |
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鎖定比率也要注意
高鎖定率市區不宜
除了作動時機不同外，LSD還可分成不同鎖定率的種類，區分方式同樣可從凸輪孔形狀來辨別，角度愈斜鎖定率愈高，此時LSD作動的初始扭力就愈低，也就是兩輪有些微輪速差異就會鎖定起來，使兩輪同步轉動；反之，鎖定率愈低，代表LSD對於左右兩輪輪速差異容許值愈高，鎖定率可以從15度~65度，數值愈高愈適合比賽車用例如甩尾車，街車建議使用15~35度的設定比較好用，這是因為一般街道用車若使用高鎖定率的LSD，低速轉彎或倒車入庫時，會因左右輪胎極易鎖定，無法出現轉動速度差異，而使駕駛需不斷補油使內側輪發出「刷、刷、刷」的空轉聲音，才能讓車輛順利轉彎，使駕駛困難度增加，失去日常使用便利性，還會加快輪胎磨耗速度，所以除非你真的熱愛自我挑戰山路，甚至是甩尾一族，否則還是不要輕易嘗試高鎖定率的LSD。 |
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許多大馬力甩尾車通常也是LSD的終結者，LSD損壞最常出現的原因不是摩擦片燒毀，而是內部齒輪崩齒，這也超乎筆者的意料之外。
此外，國內外都有部分「平民甩尾族」，直接將差速齒輪焊死使其無法迴轉，使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，缺點是多於優點，其燒焊處不但會坑坑疤疤地難看，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。 |
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| 談了這麼多關於機械式LSD的原理與運用技巧，卻比不上驅動科技的進步，以Audi Quattro四驅系統為例，透過高速運算電腦、舵角/G值/輪速感應器，搭配電子式油壓驅動摩擦片式LSD，早已沒有所謂幾Way或鎖定率的差別，想怎麼鎖定就怎麼鎖。 |
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| 從這張圖中可以看出Audi Quattro四驅系統之先進，透過電子式LSD的輔助，可以使車輛過右彎時讓左側輪動力大一些，直行時兩輪驅動力相同，過左彎時則改讓右輪動力大一些，完全超越機械式LSD的工作原理。 |
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有些大型LSUV都配有強制鎖定差速器功能，且前差、中差與後差還可分開設定，以發揮強大的Off-Road能力。
限滑差速器的優缺點
優點：
1.高速過彎時將動力分配至外側輪胎上，增加過彎速度。
2.加速測試時能避免其中一驅動輪空轉，另一輪不轉。
3.能幫助其中一驅動輪陷入泥沼中的車輛，順利脫困。
缺點：
1.慢速轉彎時，會因兩側輪的差速鎖定而無法順暢過彎，甚至出現轉向不足的問題。
2.摩片式LSD內部的摩擦片屬於消耗品，須定時更換。
3.需使用價格不斐的LSD專用齒輪油。 |