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[百問] 讓動力傳輸更直接,手排+LSD系統強化需知!(下)

資料來源:Goo 車訊網     2021/05/21
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圖/OPTION編輯部

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問題五:踩離合器踏板時會發出噹噹聲音的多片式離合器片,有哪些特點呢?

多片式離合器的特徵上,其主要是利用「片數」的優勢來爭取磨擦面積,這類雙片或三片的離合器,由於總和面積比起單片式多出許多,因此動力傳輸非常紮實,常見於高出力的賽車、改裝車使用。多片式離合器的對應馬力可超過400匹以上,它的特徵是價昂、難安裝、重腳、踩放一定要乾淨俐落,難行半離合動作等,所以操作上比較困難,不慎時還會加快磨損(除非屬原廠配置才較好用),如果不是絕對必要,採單片式的強化品反而具穩定性高的表現。
 
這裡值得一提的是,在單片式離合器的場合中,同系列Turbo版引擎的離合器外徑也會比NA款來得大(含飛輪),其用意不外乎就是以面積來加大磨擦力,不過整體變大變重後,相對有些不利於高轉速反應,多片式的優點在此即展現出來。
 
一般情況下的離合器改裝,其實筆者並不建議大家使用金屬製品,因為它容易有跳動的情形發生,反倒是換裝強化的原廠型離合器片,以及增加彈簧壓力大的「強力壓板」即可,如此接合的力道、準確度就會有不錯表現;如果馬力改得再大一些,那麼接飛輪面金屬、壓板面類似石棉或整面交叉的「混種型」離合器片,則一樣能兼顧到摩擦力與平順性。另外在離合器片之中,內圈部份通常都配置有對稱的「減震彈簧」,做為減少連接震動保持平穩之用,不過純競技型的金屬離合器片,多半會取消此彈簧以取得更直接的回應,這樣在道路上不但不好控制,連耗損率亦相對提高,故請記得即便採用金屬離合器片,也不要隨便嘗試「無」減震彈簧的類型。
 
離合器片改造重點回顧

1.盡量不要使用沒有緩衝彈簧的離合器片。
2.沒必要可使用單片強化品會比較好開。
3.離合器片屬銷耗品,要買規格通用的套件。
4.金屬離合器片材質要熱車才能激烈操駕。
5.多片式分離時會有噹噹聲音,改造前要想清楚。
 

多片式離合器主要是利用「片數」的優勢來爭取磨擦面積,這類雙片或三片的離合器,由於總和面積比起單片式多出許多,因此動力傳輸非常紮實,常見於高出力的賽車、改裝車使用。
 

強調高磨擦力的多片離合器多數都運用金屬材質的摩擦片,有時甚至還會用到更高性能的碳纖維或功夫龍材質。
 

相較於自排變速箱,構造簡單的手排變速箱雖然需要人為操作才能切換檔位,不過機械結構簡單、強度佳、改造容易與駕駛樂趣高的優點,反而是許多熱愛改裝與操駕感受的車主首選。
 

許多中置引擎超跑的變速箱都設置在車尾位置,目的在追求更理想的前後配置(圖中為Audi R8) 。

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問題六:輕量化飛輪改裝的效果為何呢?

在離合器的總體改裝裡,飛輪同樣是一個重要的地方,連接在曲軸輸出端的它,乃是確保引擎運轉順暢和儲存、轉換能量的必要零件,而為了顧及怠速的穩定、低速反應等,原廠車的飛輪大部分都重量較重,相形會有一點轉速上升慢、反應遲鈍、高轉速差等弊病,所以也常有人在這方面下功夫把原廠飛輪車薄。
 
不過,飛輪的厚度可是有限度的,否則慣性不足會造成怠速不穩以外,低轉扭力亦將激發不出來,更何況本身強度的變弱,還可能發生破裂的危險,而改裝廠出品、從材質上達成輕量化的堅固製品(如鎳鉻鋼),便沒有這一層的顧慮,平衡配重同時會特別注意(與曲軸一同實施動態平衡)。
 
在此之中,飛輪輕重的配合與引擎特性、變速箱齒比也有很大關係,好比高轉速引擎便該搭配較輕的飛輪,而在輸出夠快的前提下更能用到密齒化變速箱,反之低轉速引擎及疏齒比變速箱就應使用較重的飛輪,以確保扭力的完全發揮,接著我們就要再談談多片離合器與此的關連。
 
飛輪改造重點回顧

1.產品轉動平衡性要特別注意。
2.渦輪車不要偷輕太多,對極速會有不良影響。
3.高轉NA車可以使用輕量化部品。
4.最好是連離合器片與壓板一起改。
 

飛輪輕重的配合與引擎特性、變速箱齒比也有很大關係,好比高轉速引擎便該搭配較輕的飛輪,而在輸出夠快的前提下更能用到密齒化變速箱,反之低轉速引擎及疏齒比變速箱就應使用較重的飛輪,以確保扭力的完全發揮。
 

零四加速賽也是強調離合器性能的比賽之一,尤其是起跑瞬間能否將動力完全傳遞到輪胎上,更是決定的勝負關鍵。
 

使用高壓著公斤數壓板的車輛,可以考慮將離合器總泵換掉,讓踏板踩踏起來的力道輕腳一些。
 

許多前/後驅渦輪大改車,都會將傳動軸更換為強化部品,使其在急加速時不會扯斷,這也算是傳動系統強化的一環。

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問題七:很多比賽車都會換裝的LSD是什麼東西呢?

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。
 
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。
 
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。
 

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,但原廠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。
 

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。
 

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。
 
機械式LSD的種類

扭力感應式LSD:此為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。

 
摩片式LSD:內部結構相當複雜,設有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,鎖定率與作動時機都可透過更換壓力環上的凸輪孔形狀來調整,因此非常適合競技車輛使用。


 
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問題八:LSD還有分成1、2、1.5Way的種類?該怎麼使用才正確?

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)。
 
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。
 
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。
 
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。
 

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,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。
 

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。
 

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。
 

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。
 

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。
 

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。
 


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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