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認識LSD限滑差速器
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文：Dr.Chen
本刊近來發現似乎有越來越多的車友，替愛車改裝了在賽車上較為常見的傳動系必備武器~限滑差速器（Limited Slip Differential），究竟它的工作原理與功用為何？該如何選用一顆適合自己駕駛需求的LSD？在改裝過程中有何特別注意事項？這次就讓我們針對LSD來作一番研究。
先來認識差速器原理
少了差速器無法轉向
在談論LSD這個機件之前，讀者務必先知道差速器的功能與動作原理。而差速器本身的動作原理，亦屬於專業級的構造，若要單純用文字來敘述，大部分的讀者可能很難理解，所以筆者先用日常最容易接觸的現象和狀況，來解釋原廠差速器的設計功能和必需性。
現行車輛的轉向設計是依據艾克曼第五輪原理來設定，也就是彎道內輪的轉向角度大於外輪。再由三角函數計算內側車輪所轉動的距離會比外側車輪距離短，一旦距離有差異時，等於內外輪 (左、右輪) 的轉速不一致，如果從變速箱所輸出的傳動軸沒有藉由差速器來分隔左、右輸出，那麼車輛在轉彎時便無法調整左、右輪的轉速。在慢速時藉由多餘且不當的摩擦來帶過，而高速轉彎則會發生彎道內輪因多餘的旋轉及摩擦，導致輪胎跳離地面連帶利用車軸及懸掛使車體上揚，當內側車體上揚加上離心力的驅動，很自然就會朝轉彎方向的另一側翻覆。
所以說車輛的左、右車輪絕對不是同軸型式，尤其現代汽車又以前輪驅動設計居多，沒有差速器的構造，駕駛者根本無法操控方向盤，因為只要駕駛者轉動方向盤，輪胎藉由地面產生的回饋力，強力的將方向盤推回中心原點，如此一來操控根本無法存在，所以在傳動輪中央置入差速器是傳動系統必備的要件。
由於差速器是藉由盆型齒輪及角齒輪驅動，內部包含邊齒輪及差速小齒輪。當車輛直行時，並無差速作用，差速小齒輪及邊齒輪整個會隨著盆齒輪公轉無差速作用，一旦車輛轉彎內、外輪阻力不一樣時，差速齒輪組因阻力的作用迫使產生自轉功能進而調整左、右輪速。既然左、右輪速的變化及調整是藉由輪胎及地面阻抗來自由產生，那麼後續的使用狀況就將造成車輛無法行駛的狀態。
譬如說當車輛一輪掉入坑洞中，此車輪就毫無任何摩擦力可言，著地車輪相對卻有著極大的阻力，此時差速器的作用會讓所有動力回饋到低摩擦的輪子。掉入坑洞的車輪會不停轉動，而著地輪反而完全無動作，如此車輪就無法行駛。
還有一種屬於循跡現象的狀況，也就是所謂性能輸出的現象，即車輪在過彎時大腳油門，動力輸出特別明顯，輸出扭力加上離心力，迫使車輛內輪揚起離開地面或產生打滑現象，一旦有一輪空轉，動力便一直往空轉輪傳輸 (因為阻力少) ，車輛依然無法加速前進。
另有一種屬於激烈操駕模式而產生的打滑現象，此現象車輛既不轉彎，也非左、右輪置於不同摩擦係數路面的狀況，那就是在進行零四加速時，巨大的動力輸出，隨著左、右傳動軸的長短不一致及輪胎些許的差異，導致動力瞬間輸往摩擦力弱的一輪，此輪便開始不停的空轉，另一輪無從發揮作用，車輛當然無法往前邁進。為了解決以上這些現象，讓更多的動力平均傳遞到左、右兩個驅動輪上，限制差速器左、右滑動率的比例來完成此目標，所以限滑差速器便是解決問題的標準機件。
LSD種類繁多
因應不同需求
過彎性能的發揮，直線衝刺的快感，山道攻防的技巧，莫不需要依賴LSD的加持，很多原廠性能版的車輛也配置有LSD的裝備，而LSD的型式又依機件結構的特性不同，可細分為扭力感應型、黏耦合型、螺旋齒輪式、標準機械式LSD等。這麼多的型式，其最終目的是一致的，但過程的變化是不同的，因應駕駛者的需求及駕駛特性，才會有這麼多式樣產生。
扭力感應式LSD之設計是採用螺旋齒輪組，一樣利用左、右雙組的摩擦力來限定滑差效應，由於螺旋齒輪採縱向和基座齒輪的橫向交錯，無離合器片的損耗，運用在後驅車輛，其故障率較低，維修保養亦趨於簡單，雖然在動力輸出方面未能有強大的表現，但實用原則為其最大之優點。
螺旋齒輪LSD其內部構造依然採用螺旋齒輪，有別於扭力感應式的LSD是此螺旋齒輪LSD所配置的齒輪全為﹁橫向﹂，也就是和輸出軸的運轉同一方向，利用行星齒輪大小減速比的功能達到限速功能，其最大的弱點在於限定鎖定扭力滑差的比例較小，但也因為維修及使用保養無需特別的注意，更不需要使用LSD專用油，因此原廠如Honda 1.8升Type-R、Silvia S15…等較新款的前輪帶動車，也幾乎都是使用此型式之LSD，此等LSD還有一個現象，就是車輛頂高後，轉動驅動的左右兩輪，並不會一起前進或後退，因此在當年TIS 1：9房車賽規格的驗車過程中，它算是可以瞞混過關的偷改武器！
黏性耦合式LSD的最早配置是用在VAG (Audi/VW) 車系，其間由多片的離合器組，加上矽油組合而成，它是利用矽油摩擦受熱膨脹後，迫使離合器片接合來鎖定輪差，其結構可說是最簡單且體積小、造價低，是一款適用於大眾型式的LSD。
機械式LSD在改裝車輛中最傳統也最常用，因此算是能見度最高的LSD，因為使用左、右兩個離合器片和壓板組，故亦稱為多板或多片離合器式LSD，此型式之LSD可藉由離合器片與壓板的排列組合來達到限滑百分比功能，從25%~90%的能力皆可完成。但唯一的缺點就是較難照顧，其務必要使用LSD專用油來定期保養，長時間或劇烈操駕也可能需要更換修理包。而離合器片裝配不佳或置入時Run in方式不正確，也容易導致轉彎異音或離合器片損壞之現象。
單/雙作動方向
加油/收油限滑
機械式LSD依照其動力作用方向的不同，而可區分為One Way和Two Way，而所謂One Way即是單向的限滑動作，亦指為加油時能夠產生限滑動作。Two Way為雙向作用，即是加油或收油，都能對驅動輪施以限滑功能。如果在加油時有作用而收油時能發生一半作用的構造則稱之為1.5 Way LSD。
既然區分為One Way、Two Way、1.5 Way，那是否也因為其特性，而因應在不同的使用狀況，一般而言One Way型式比較適用於前驅車及四驅車種，前驅車因前輪除了負責動力輸出外，還要負責轉向的重責，而轉向的回饋是直接施予駕駛者，為免除駕駛的控制困難，且因為彎道收油時，限滑力的釋放，可使得操控者有較佳的手感，不會因為LSD的作用使方向盤重手不易操控。
而Two Way則廣泛使用在後驅車甩尾式樣，因為加油及收油皆能限滑，能有效控制循跡方向，且常時的鎖定功能在油門瞬間開啟時，也能使驅動反應明顯而有效的展現，提供卓越的驅動力。而Two Way LSD如果裝置在4WD車上，也依然能大幅的增加四驅之靈活性。
介於One Way及Two Way之間的1.5 Way LSD則是為了想要達到優越的驅動性能，卻又擔憂操駕不易的前提發展而來，其特點為收油時不像Two Way有著轉向不足的情況發生，且在制動點的認定及控制比上較One Way容易，所以端看自已的駕駛能力及循跡效能大小，來認定及選擇適當的LSD才能有效運用它的效用。
而車輛從發明一開始，馬車的同軸帶動，會引發翻車危機到研發了差速器，為使行駛平穩、輪胎損秏平衡到激烈操控，發生打滑現象又需要靠LSD來加持，這種種的一切，莫不遵循著天地間真理的現象，而運用在所有機件的運作上統稱為物理，如果違反物理原則也就是違反大自法則，其終究無法勝任於車輛的基本要求。
像坊間有些人士為能使其達到限滑功能而將後軸差速齒輪焊死，雖然可達成不打滑的現象，可是在缺乏機械原理的概念下，其永遠不知只要車輛行進，無論地有多平，左右輪永遠都有滑差存在。無法釋放或供給此滑差比例者，車輛絕對難有好的循跡性，就連LSD也是屬於有百分比例的限制滑差，所以土法煉鋼非但不宜，一但使用在前輪驅動車輛上，將會造成方向盤回饋瞬間擊斷雙手之慘劇。
最後切記在選擇LSD時要注意的是實用性，按裝時需要由專業的店家規規矩矩量測安裝，再根據使用手冊按步就班的Run in，才能確保LSD的動作合乎標準，更不會因為新的LSD一裝入就造成嚴重損壞。
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