为啥Type R都要配LSD?到底LSD是个啥?

汽车   2024-12-16 19:00   河北  

对于绝大部分的本田车迷来说,由本田工程师上原繁创制的“Type R”系列,一直都是信仰般存在。但凡挂上这个标志的车型都经过精心改造,集合了本田对于高性能驾控感的理解和诠释,虽然这些车型对于今天常见的大马力车型而言,只有区区的100+甚至200+匹(FK2、FK8、FL5除外),但是红顶引擎的高转再加上“爆TEC”那一段的亢奋,还是会让人热血沸腾。

虽然动力确实对普通人而言可以耳濡目染地感受到,但真正的“Type R神髓”绝对不止引擎、不是动力参数。很简单,上原繁本身并不是引擎工程师、他是底盘工程师出身,他开创的Type R之路首先就是要求车辆有强大的操控性能,特别是当一台前驱车竟然可以有如后驱车那样的车尾反应,你就知道它的乐趣在哪里。至于那些被入门车迷天天津津乐道的什么红顶引擎,说白了,对于上原繁的设计思路而言,它们的作用无非就是“我都能这么快到apex了,动力系统也得配合我能尽鸡出弯吧,别拖后腿!”

不知道各位在看Type R的时候有没有那么一刻想过,为什么Type R那么好弯呢?是悬挂问题吗?还是其他的设置或者有些什么辅助?为什么普通版的车型虽然有着相同的悬挂设计,但却无法与Type R相比呢?


图:自身本田迷,或者想进阶为资深本田粉的话,理解本田对于操控性能的精髓很重要。别一天到晚听着那些大V说什么本田隔音差之类的虾扯蛋,说句难听骂人的话:呢啲所谓嘅车评人,可以将Camber讲成嘎仔跪地嘅,同佢讲操控,真系识条铁咩!

相信如果各位是咱们公众号的长期粉丝的话,都知道咱们在介绍车系历史的时候也介绍过不少Type R车型,不知道各位在看文章的时候,有没有发现,在Type R的标配升级零件之中,你总会看到LSD的存在,大家又是否知道这个LSD是什么呢?小编可以告诉大家,Type R的操控性能除了是因为本田的精心调校外,LSD可是起着很重要作用的。那LSD到底是个啥呢?下面就让小编为大家介绍一下吧。


图:这就是在绝大部分汽车上使用的开放式差速器,大家可以看到它的结构相对简单,就是使用一套行星齿轮组来实现两轮的速度的分配,行星齿轮外的大齿圈和中间的连着轴的锥形齿其实并非差速器的齿轮,它的学名叫主减速齿轮组,也就是俗称的尾牙。


LSD其实是一个缩写,它全称是Limited Slip Differential,中文名称为限滑差速器,粤语的行话一般称为Powerlock,也就是所谓“差速锁”叫法的由来,常说越野车上有几把锁,这里的“锁”就是限滑差速器,所以如果通过下文理解了LSD的作原理及作用,如果别人再“鳩鳩屎”地跟你说什么几把锁就不用心虚了,包括Audi被吹爆的quattro系统,也不过如此罢了。从名字上我们可以看出,它其实是差速器的一种,而且它还是一种带有限制性的差速器。可它为什么要带有限制性呢?这就要从普通差速器开始说起了。

什么是开放式差速器?

一般差速器又称之为开放式差速器,是所有车型都必须使用的部件,它是一个由行星齿轮机构组成的部件,它的主要的作用是控制两边车轮的速度,使其实现不同速度的运行。为什么要这样做?因为车辆在转弯的时候,左右侧车轮所走的路程是不同的,在弯道内侧的车轮所走的路程更短,所以如果要完成转向,那么弯道外侧的车轮必须要比弯道内侧的车轮拥有更快的速度才能实现。差速器通过行星齿轮机构就可以实现这样的事情,确保车辆能够顺利转向。

图:通过GIF可以很清楚地看到开放式差速器的工作原理,尾牙作为扭矩输入的齿轮,连接着中间的红色行星齿,当两边半轴负载相同时,红色的行星齿并不会自转而是跟随尾牙转动,从而将动力输出到两边半轴,当转向时动力会通过红色的行星齿对两边半轴进行分配,使两边半轴实现速度差。


开放式差速器的缺点

既然有差速器,为什么还要做多一个带有限制的差速器呢?当然是与它的缺点有着直接的关系。正如小编前文所说的,开放式差速器的作用是在弯道中改变两轮的速度,使车辆可以顺利地转向,但由于开放式差速器并没有任何限制,所以当其中一边车轮的抓地力减少或完全失去的时候,在开放式差速器的(左右轮)等扭矩作用下,拥有附着力一边车轮的扭矩会全数输送至打滑一边,导致两边的车轮同时失去扭矩,车辆自然就无法行驶了。

图:当一边打滑时,开放式差速器会把动力全数分配至打滑侧的车轮,这会使车辆失去行进的动力。


当然了,这是极端状况,这似乎也难以解释为什么Type R要配限滑差速器。其实道理也很简单,因为车辆在高速通过弯道时,由于横向G值的作用,车辆重心会向弯道外侧转移,此时弯道内侧的车轮的抓地力会相应减少,如果此时仍然为车轮输出一个较大的扭矩,弯内侧轮胎就很容易出现打滑的情况,一旦出现这种情况车辆则无法再继续加速前进,那弯道性能又怎能保持呢?所以,Type R标配限滑差速器的目的是非常明确的,就是为了增加车辆的寻迹性,使其能够在弯道中有着更强的寻迹性,从而让车辆的弯道性能更强。


其实,不仅是Type R需要限滑差速器,即便在日常使用的情况下,我们的“买菜车”同样是可以更换LSD,而且我们需要清楚一个观念,限滑差速器好像是专为赛车或者性能车制作的,但其实不然,LSD的开发原意并非比赛或者什么性能之类,它是一个用以弥补开放式差速器缺点的产物,而原厂车辆为什么不配这个东西而非要使用开放式差速器,其原因可以归咎于两点,第一,日常街道行驶,你并不会每一个弯都以极限通过,且铺装路面打滑情况较少;第二,车辆制造成本所致,不说制作难度,单单是以零件的数目来算,开放式差速器的零件数远少于限滑差速器,汽车是商品,是件商品就有成本,成本高在计算利润进去就是售价,这个世界上没人会做成本=售价的生意,亏本就更不可能,如果连这个都理解,一天天想着去用非正常价格购买商品的话,那么,商品社会将会变成怎么样?到时就真不要抱怨什么“品质太差了”。商品社会是相辅相成的,商家有足够的利润才会不断更新产品,促进生产力发展的不是价格,而是利润!

图:车辆在高速攻弯时,由于重心转移的关系,内侧车轮的抓地力会变弱,使用开放式差速器,遇到这种情况会使车辆输出的动力减弱,从而降低弯速。


看到第一点大家觉得小编这有点前后矛盾吧?实则不然,虽然说我们在日常驾驶时,车速并不高,打滑的机会较少,但大家有没有想过在雨后积水以及北方冬天路面结冰的情况呢?当车辆有速度,单边轮胎遇到一滩不大不小的水时,车轮同样会打滑,而且车辆先会出现严重的顿挫,再出现极其严重的抢方向情况,相信只要是有长期驾驶经验的人都有体验。至于冰面的体验小编就不再展开了,因为懂的都懂。
看到这里是不是有考虑换一个LSD的想法呢?别急,话题还没有完呢。前面我们说了为什么要装LSD,那么接下来就该跟各位科普限滑差速器的种类了。目前最为常见而且也颇为常用的限滑差速器有相当多种类,例如齿轮式、磨片(离合)式、粘性式、速度感应式、电控式等,他们限滑的方式都为“锁止”。当一边车轮出现滑动时,限滑差速器的锁止机构会限制打滑一侧的车轮,阻止差速器将扭矩全数分配到这一边车轮,从而使两边车轮都能够获得扭矩,这样车辆就能脱困并继续行驶。虽然,LSD有这么多种样式,但如果说作为汽车后市场零配件销售的,最常见的基本就是两种,他们分别是磨片式LSD以及齿轮式LSD,齿轮式LSD又可以分为扭力感应式和齿轮式两种,而扭矩感应式则是常见的形式。

图:这个就是典型的Torsen式差速器,大家可以看到它的结构与开放式差速器不同,它采用的是蜗轮蜗杆结构,结构相当复杂,而且重量和制造成本也更高。

扭矩感应式限滑差速器

扭矩感应式限滑差速器的代表则是有名的Torsen托森式差速器,它的结构与传统开放式差速器不同,它并非使用行星齿轮组来实现差速,它使用的是蜗轮蜗杆形式。这种差速器在正常行驶时,可以像开放式差速器一样对分配两边车轮的速度实现正常转向,而一旦一边车轮出现滑动或静止时,则可以通过蜗轮蜗杆的单向锁止原理,对两侧的半轴进行锁止,从而使两边半轴同时获得扭矩,从而使车辆得以脱困。当然,小编这里只是相当简化地把托森差速器的工作原理表达出来,实际上差速器中的蜗轮蜗杆组是如何锁止、动力如何实现传递等,可比这复杂得多,如果各位对此有兴趣的话,可以在评论区留言,届时小编再另开一篇文章叙述。托森式差速器虽然其制作复杂,重量更大一些,但其有着更好的静音性和可维护性,只需要定期更换齿轮油(波箱油)即可,所以原厂配套,非电子式的基本都是此类限滑差速器,例如Type R上使用的正是它。




图:英国知名品牌Quaife生产的Torsen限滑差速器,这也是汽车后市场较为常见的差速器产品。


磨片式限滑差速器

说完机械式的限滑差速器,那就继续说另外一种磨片式差速器吧。磨片式差速器又可以称之为离合式差速器,它的结构相对而言会更加简单,它不像托森或其他机械式差速器那样有多组齿轮或者蜗轮蜗杆的结构,它可以说是在限滑差速器的结构中相对简单一种类型。它的核心依旧是采用行星齿轮组的形式实现两轮转速的分配,但它在行星齿轮组外还会额外增加两套摩擦离合器(摩擦片),而其工作原理也是非常简单和直接,当一边车轮出现打滑的时候,其可以通过十字轴来顶开两边的摩擦片,通过摩擦片的摩擦实现锁止,从而使扭矩能够传递到两边的车轮。这种差速器并不像扭矩感应式差速器那样能够实现自动锁止,而是根据加速与否来判断其工作时机,所以它也分为1Way、1.5Way、2Way三种。1Way所代表的是当车辆在加速的时候,LSD会进行锁止,而当车辆在滑行的时候则会松开;1.5Way所代表的是当车辆在加速的时候,LSD会进行锁止,而当车辆在滑行的时候,LSD仍然保留着一定程度的的锁止状态;至于2Way所代表的则是不论是加速还是滑行的状态下,LSD都会进入工作状态,两半轴进行锁止。不过,虽然说锁止,但其实它并非完全锁死,它是可以通过调整来实现锁止的程度的。这种LSD常见于赛车之上,原因是其结构简单、可以更方便调整、而且最重要是重量更轻。不过,缺点也是较为明显的,因为它并不能实现根据扭矩来锁止,所以日常使用并不太适合,如果日常使用会出现想要转向时LSD在工作,这样会对转向产生极大的影响,另外,由于它使用摩擦片,所以日常保养上需要用到特殊的LSD,并且摩擦片需要定期进行更换和调整。

图:这种便是摩擦片式的限滑差速器,从图片上可以看到,这个差速器的核心结构同样也是行星齿轮组,但其锁止机构则为摩擦片。


图:这张图很明了地介绍了1.5Way和2Way的磨片式差速器的锁止控制原理以及工作时机。


图:这是目前某些车型上所使用的电控式LSD,或者应该叫做扭矩分配系统,Acura的SH-AWD的后差速器同样也是使用类似的结构,它其实也是磨片式限滑差速器的一种变体,只是它是通过电脑控制而已。
      以上就是LSD的简单介绍,虽然很长篇大论,但其实也只是讲了其原理和实际作用的皮毛,文章的立意也只是想让各位对于限滑差速器这个部件有一个较为清晰的认知,各位如果还想看什么零件或者汽车上什么系统的介绍,可以在评论区留言,小编会根据你们的留言而选题哦。

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