REVIEW :: L.S.D.

หลังจากที่ใส่ LSD มาสักระยะ ประมาณ 2 อาทิตย์ ก็รู้สึกว่า ข้อมูลที่มีอยู่ในตอนนี้ เริ่มไม่พออีกแล้ว เลยต้องหาข้อมูลเพิ่มเติม ก็ได้คุณศะ ได้ช่วยไขข้อข้องใจเลย พยายามรวบรวมข้อมูล ที่น่าจะเกี่ยวข้องแล้วก็น่าสนใจ มาร่วมไว้ที่เดี่ยวกัน เพื่อว่าใครสนใจจะได้สามารถนำไปต่อยอดได้มากขึ้น

- โดยคำถามของผมเริ่มจาก LSD มันคืออะไร
- จากนั้นก็ต่อด้วย LSD มันมีอีกแบบ
- ข้อดีข้อเสียของ LSD มันเป็นอย่างไง
- หลักการทำงานของมันเป็นแบบไหน ล่ะ LSD

จากคำถามพวกนี้ก็เลยได้พยายามหาคำตอบมาได้ดังนี้ล่ะครับ

หลายๆคนอาจจะรู้จักแล้ว หลายคนอาจจะยังไม่รู้จัก หลายคนอยากได้ความรู้เพิ่ม ผมเลยไปรวบรวมมาดังนี้ครับ

ก่อนที่จะไปเข้าใจในเรื่องของ LSD จะต้องเข้าใจกับระบบส่งถ่ายกำลังก่อน คำแรกที่อยากให้รู้จักก่อน คือ

- Differential มันคืออะไร จริงๆ มันก็หมายถึง เฟืองท้ายหน้าที่ของเฟืองท้ายก็เพื่อถ่ายทอดกำลังจากเกียร์มาสู่ล้อ โดยจะใช้หลักการในทดเฟืองเพื่อลดความเร็วของการหมุนของเกียร์ลง เพื่อเพิ่มทอร์คในการไปปั่นล้อนั้นซึ่งนั้นก็จึงหมายความว่า ยิ่งเราใช้รอบของเกียร์มากรอบเท่าไหร่ในการหมุนล้อให้ได ้ 1 รอบจะยิ่งมีทอร์คมากตามไปด้วย เท่านั้น เป็นการแปรผันตามไป รอบมาทอร์คมา ทำนองนั้น

หลายๆ คนคงเคยได้ยินมาว่า เฟืองท้าย 4.1 หมายความว่า เพลาเกียร์หมุน 4.1 รอบเพลาล้อหมุนได้ 1 รอบ ซึ่งจะได้ ทอร์คมากกว่า เฟืองท้าย 3.7 เป็นต้น

และที่มาของคำว่า Differential นั้นมาจากหน้าที่ของมันนี้เองครับ คือ ทำให้ล้อหมุนที่ความเร็วต่างจากเพลาจากเกียร์ และ Differential และสำหรับรถขับหน้า ก็จะหมายถึง เฟืองสุดท้ายในเกียร์ของขับหน้าก่อนที่จะถ่ายทอดกำลังไปที่เพลาด้วยล่ะครับ โดยเฉพาะรถที่ขับหน้าตัว Differential จะอยู่เชื่อมอยู่ระหว่างเกียร์กับเพลาขับเลย

สำหรับขับ 4 จะมี Differential ไว้คอยเปลี่ยนความเร็วในการหมุนอยู่ 3 จุดโดย Center Diff นั้นจะมีหน้าที่ควบคุมการหมุนของล้อหน้ากับล้อหลังเนื่องจากตอนเลี้ยวล้อหน้าจะเคลื่อนที่ได้ระยะทางมากกว่าาล้อหลัง แต่ขับ 4 นั้นก็จะมีทั้ง FULL-TIME (ขับเคลื่อน 4 ล้อตลอดเวลา) และ PART TIME (ขับเคลื่อน 4 ล้อเฉพาะตอนที่จำเป็น)

ก่อนอื่นใดก็มารู้จักกับเฟืองขับ (Differential ) กันก่อนนะครับ เป็นส่วนที่สำคัญในระบบส่งกำลัง ทำหน้าที่รับกำลังจากเกียร ส่งต่อมายังเฟืองขับตัวนี้ ทำหน้าที่เปลี่ยนแนวการหมุนในแนวมุมฉาก เป็นแนวขนานผ่านเพลาขับไปยังล้อทั้ง 2 ด้าน เฟืองขับนั้นในระบบขับเคลื่อนล้อหน้าจะถูกติดตั้งมาในห้องเกียร ส่งกำลังจากเฟืองเกียรมายังเฟืองขับ โดยตรงเรียกว่า Front Differential Gear แล้วจึงส่งกำลังผ่านเพลาข้างไปยังล้อทั้ง 2 ข้าง ส่วนในระบบขับเคลื่อนล้อหลังเฟืองขับจะได้รับการส่งกำลังมาจากเพลากลาง ต่อมายังเฟืองขับแล้วจึงส่งกำลังมายังเพลาข้างและล้อ อีกทีเรียกว่า Rear Differential Gear

ส่วนประกอบของเฟืองขับ ( Differential )
1. เฟืองเดือยหมู ( Worm Gear ) มีลักษณะคล้ายเฟืองรูปกรวย โคนเฟืองมีขนาดโตกว่าส่วนด้านยอดจะมีขนาดเล็ก ทำหน้าที่รับแรงบิดจากเพลากลางในแนวตั้งฉากมาขับเคลื่อนให้เกิดการหมุนตัว เมื่อเฟืองหมุนตัวจะไปขบกับเฟืองบายศรีทั้ง 2 ด้านให้หมุนตาม
2. เฟืองบายศรี ( Ring Gear ) มีลักษณะเป็นเฟืองวงแหวนมีฟันเฟืองอยู่ด้านข้าง เฟืองตัวนี้จะมีอยู่ 2 ตัว ส่วนอีก 2 ตัวด้านในจะมีเฟืองต่อมายังเพลาขับทั้ง 2 ด้าน มีหน้าที่เปลี่ยนมุมการหมุนให้เป็นแนวขนาน
3 . เฟืองดอกจอก ( Planet Gear ) เป็นเฟืองวงแหวน 2 ตัว ทำหน้าที่แยกการหมุนของเพลาขับทั้ง 2 ด้านเมื่อขณะรถวิ่งตรง เฟืองจะรับแรงกดให้ไปขับเพลาทั้ง 2 ด้านเท่ากัน แต่เมื่อเกิดการเลี้ยวเฟืองดอกจอกจะทำหน้าที่แยกการห มุนของล้อให้ส่งกำลังไปเพียงด้านเดียว คุณสมบัติของเจ้าเฟืองขับแบบธรรมดานี้ คือการส่งกำลังจะส่งไปยังล้อที่รับภาระสูงสุดเพียงล้อเดียว สังเกตุเวลาขึ้นแม่แรงแล้วหมุน ล้อจะหมุนเพียงล้อเดียว อีกล้อฟรีทิ้งอยู่เฉยๆ หรือเวลารถติดหลุม เมื่อเข้าเกียรเร่งเครื่อง ล้อจะหมุนล้อเดียว คุณสมบัตินี้ใช้ในเวลารถเข้าโค้งจะทำให้ล้อที่อยู่ด้ านในโค้งหมุนช้ากว่าล้อที่อยู่นอกโค้งรถจึงเข้าโค้งไ ด้อย่างนุ่มนวล

ชนิดของ Differential
ชนิดของ Differential จะเริ่มจากชนิดพื้นฐานก่อนเลยที่เรียกว่า
1. Open Type Differential สำหรับ Open Type นั้นเป็น Differential พื้นฐานและทำงานง่าย คือ พยายามให้ล้อเวลาเลี้ยวมีความเร็วต่างกันจะได้เลี้ยว ได้อย่างไม่มีปัญหาสำหรับ Differential ชนิดนี้ไม่เหมาะกับ Racing Car เนื่องจากมันยอมให้ความเร็วของเพลา 2 ข้างต่างกันเพื่อให้สามารถเข้าโค้งได้ไม่ติดขัด เนื่องนอกจากขณะเลี้ยวนั้นล้อด้านนอกโค้งจะต้องเคลื่อนที่ในระยะทางที่มากกว่าล้อในโค้ง จึงต้องเคลื่อนที่เร็วกว่า
Open Type Differential หลักการคือ กระจายทอร์กให้เท่ากันทั้ง 2 ล้อ เพราะฉะนั้นความเร็วในการหมุนของแต่ละล้ออาจต่างกันในแต่ละสถานการณ์

ข้อเสียของ Open Type Differential คือถ้าเกิดล้อทั้ง 2 ข้างอยู่บนพื้นที่ Traction ไม่เท่ากันเช่นพื้นถนนกับพื้นน้ำแข็ง ในทางตรงล้อที่อยู่บน Traction น้อย จะหมุนเร็วกว่าเนื่องจากแรงเสียดทานที่มาต้านการหมุน น้อย ลักษณะจะเหมือนอยู่ในโค้ง คือ มีล้อข้างหนึ่งหมุนเร็วกว่าอีกข้าง ทำให้รถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าไม่ค่อยได้เนื่องจากการท ำงานของ Differential


2. Limited Slip Differential (LSD) อีกชื่อที่ไม่ค่อยคุ้นนัก คือ Prostration สำหรับ Limited Slip นั้นจะมีหลักการทำงานต่างจาก Open Type Diff ตรงที่ Open Type นั้นจะพยายามทำให้เกิด Torque เท่าๆกันทั้ง 2 ล้อ แต่หลักการของ LSD คือพยายามทำให้ล้อทั้ง 2 ข้างหมุนเท่ากัน เพื่อแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นของ Open Type

มารู้จักกับ Limited Slip Differential บางคนเรียกกันสั้นๆว่า เต็ด หรือชื่อย่อๆคือ LSD เจ้าเฟืองท้ายแบบนี้ได้รับการพัฒนามาจาก Differential แบบธรรมดาเพื่อป้องกันล้อหมุนฟรีในขณะรถติดหลุ่มแ เจ้ากลไกในตัว LSD จะทำหน้าที่ล็อคล้อที่หมุนฟรีให้หมุนตามนิยมในพวกรถแบบ 4WD และในรถแข่งที่ต้องอาศัยการส่งกำลังจากเครื่องยนต์ไป ยังล้อทั้ง 2 ด้านให้ใกล้เคียงกัน ภายในมักจะมีส่วนประกอบคล้ายกับเฟืองขับแบบธรรมดา แต่จะเพิ่มชุดฟันเฟืองพิเศษ ชุดสปริงกด และชุดครัชแบบเปียกที่จะคอยรับแรงกดจากจานกดที่เกิดจากแรงบิดจากเครื่องยนต์ และการทำงานของชุดกลไกภายในของ LSD มากดให้จานกดและครัชให้จับตัวกัน ยิ่งมีแรงบิดมากก็จะมีแรงกดมาก เปอร์เซ็นต์การจับตัวก็จะมาก แรงบิดน้อยแรงกดน้อยเปอร์เซ็นต์การจับตัวก็จะน้อยลง แรงกดนี้จะมีฟันเฟืองต่อไปยังเพลาขับเพื่อไปขับล้อและยางให้หมุนตามกัน


LSD ก็ยังแบ่งออกเป็นอีกหลายประเภทดังนี้

2.1 Viscous LSD นิยมใช้ในรถขับเคลื่อน 4 ล้ออยู่ระหว่างชุดล้อหน้ากับล้อหลัง และรถขับหลังตระกูล NISSAN ก็นิยมใช้ LSD ชนิดนี้

2.2 Locking สำหรับ LSD ประเภทนี้นิยมใช้ในรถแข่ง Off Road คือจะใช้ไฟฟ้า, ระบบลม หรือไฮโดรลิค โดยจะควบคุมโดย Switch เมื่อมีการ Active การทำงานล้อทั้ง 2 ข้างจะหมุนด้วยความเร็วเท่ากันเลยลักษณะคล้ายกับการเชื่อมเฟืองท้าย 2 ข้างเข้าด้วยกันเลย

2.3 Torsion LSD ชื่อเต็มว่า Torque and Sensing LSD
จะทำงานเหมือน Open Type ถ้า Torque ที่ล้อทั้ง 2 เท่ากัน และถ้าเกิด Torque ที่ต่างกันจะทำให้เฟืองข้างในทำงานกระจาย Torque ไปที่ล้อที่มี Traction ดีกว่า โดยจะมี Torque bias ratio เป็นตัวกำหนดว่าสูงสุดที่จะให้ Torque ล้อหนึ่งเป็นกี่เท่าของอีกล้อ สำหรับ LSD ชนิดนี้นิยมใช้ในรถ High Performance และดูเหมือนว่าจะดีกว่า Viscous เนื่องจากจะมีการส่งถ่าย Torque ไปยังล้อที่ยังปกติอยู่ก่อนเกิดการ Slip ซึ่ง Viscous ต้องเกิดการ Slip ก่อนถึงจะทำงาน
แต่ว่า Torsion ก็ยังมีข้อเสียอยู่ คือ ถ้าล้อเกิดการ Slip แล้ว Torsion จะไม่สามารถทำงานได้อย่างที่กำหนดไว้ เนื่องจากการออกแบบต้องกำหนด Torque Bias Ratio ที่มันสามารถทำได้นั้นเอง

2.4 Clutch Type สำหรับ LSD ชนิดนี้จะเห็นว่า ตรงส่วนกลางจะเหมือน Open Type Diff แต่แค่มีแผ่น Clutch เพิ่มขึ้นมาที่ด้านท้ายทั้ง 2 ด้านซึ่งการทำงานจะง่ายมาก คือ ใช้ความฝืดของแผ่น Clutch ในการทำให้ล้อ 2 ล้อพยายามหมุนให้เท่ากัน ถ้าล้อ 2 ข้างมี Torque ที่ต่างกันมากๆ ก็พยายามเพิ่มแรงกดหรือเพิ่มจำนวนแผ่นหรือเพิ่มขนาดแผ่นเพื่อให้มันยังสามารถทำให้ล้อ 2 ข้างหมุนที่ความเร็วเท่ากัน สำหรับ LSD ชนิดนี้จึงเป็นที่นิยมอย่างมากสำหรับสำนักแต่งต่างๆ เนื่องจากออกแบบง่ายและใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพไม่ว่าจะเป็น CUSCO KAAZ ATS TRD ต่างออกแบบ LSD ชนิดนี้เพื่อใช้ในรถที่ใช้สำหรับ แข่งขันต่างๆ

ความแตกต่างของ Clutch Type LSD แบบ 1, 1.5 or 2 Way

1 Way - ทำงานเฉพาะตอนเร่งเครื่องเท่านั้น
1.5 Way - ทำงานทั้งตอนเร่งเครื่อง และทำงานแค่ครึ่งเดียวตอนถอดคันเร่ง
2 Way - ทำงานตลอดทั้งเร่งเครื่องและถอนคันเร่ง


จังหวะที่เหยียบคันเร่งแกนเฟืองจะดันไปข้าง หน้าเพื่อดันล้อให้หมุน
จังหวะที่ถอนคันเร่ง(และไม่เหยียบคลัช) จะเกิด Engine Brake เฟืองในเฟืองท้ายจะพยายามหยุดล้อขับเคลื่อนทำให้แกนของเฟืองเกียร์ล่นถอยไปกดอยู่ได้หลังของวงตรงกลาง ถ้าออกแบบให้รู้ตรงกลางเป็นดังลักษณะ 1 WAY เวลาถอนคันเร่ง จะเห็นว่าจะไม่เกิดแรงไปดันให้ตัว LSD ทำงาน (ดันให้แผ่น Clutch กดกันแน่นขึ้น) ส่วน 1.5 Way จะออกแบบให้ดันแต่ไม่เต็มแรง และ 2 Way ดันแบบเต็มแรง

จะเห็นว่า LSD Clutch นั้นเราสามารถปรับได้ว่าจะให้เป็น 1, 1.5 หรือ 2 Way ได้โดยแค่ประกอบต่างกันเท่านั้น โดยผู้ผลิตจะออกแบบรูมาหลายแบบเพื่อให้ผู้ใช้สามารถเลือกได้ว่าจะใช้แบบไหน แต่ส่วนใหญ่แล้วก็จะปรับได้ 1.5 กับ 2 Way ขึ้นอยู่กับ Brand ว่า Brand นั้นออกแบบมาให้สามารถปรับเป็นกี่ Way ได้บ้าง ถ้าเข้าใจถึงการออกแบบเราก็สามารถใช้ LSD แบบ Clutch Type นี้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด

ข้อดีเมื่อเทียบกับเฟืองท้ายแบบธรรมดา
1. ช่วยแก้ ปัญหาเวลารถตกหล่ม ทำให้ล้ออีกด้านไม่หมุนฟรีสามารถใช้กับเส้นทางทุรกันดารได้ดีกว่า
2. ช่วยให้การออกตัวดีขึ้น ลดอาการฟรีของล้อ เหมาะสำหรับรถควอเตอร์ไมล์
3. ช่วยในการออกโค้งได้ดีกว่า ลดอาการหมุนกลับ และสามารถใช้เทคนิคจนควบคุมรถได้
4. เพิ่มลูกเล่นและเทคนิคการขับรถได้มากขึ้น เหมาะสำหรับผู้ที่ชอบฝึกฝนหรือหาเทคนิคใหม่ๆ

ข้อเสีย
1. การเข้าโค้งจะยากกว่าและต้องระวังมากกว่า เพราะอาจทำให้รถเกิดการ Understeer ได้ง่าย
2. ยางสึกหรอเร็ว เพราะล้อที่ไม่หมุนฟรีต้องอาศัยการหมุนฟรีของยางที่ส ัมผัสกับถนนยางจะสึกหรออย่างรวดเร็ว และมีเสียงดัง
3. อายุการใช้งานของเพลาขับและลูกปืนล้อสั้นลงอย่างรวดเ ร็ว เพราะต้องรับแรงบิดเพิ่มขึ้น เพลาอาจขาดหรือลูกปืนแตกได้ง่าย
4. ดูแลรักษายาก ต้องดูแลอยู่เสมอ และมีการสึกหรอค่อนข้างสูง
5. ในรถแบบขับเคลื่อนล้อหน้าจะมีการขัดขืนเวลาเข้าโค้ง อาจเกิดการ 0ver streer ได้ง่าย

การติดตั้งและการเลือกใช้
มีรถส่วนน้อยที่ได้ติดตั้ง LSD มาจากโรงงาน รถส่วนใหญ่ที่ติดตั้ง LSD มักจะเป็นรถจำพวก 4wd และรถที่เครื่องยนต์แรงเพื่อช่วยในการออกตัวที่ดี สำหรับการติดตั้งในรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหน้าต้องทำการ ยกเกียรทั้งลูกลงมาแล้วทำการผ่าเกียรออกมาแล้วยกชิ้น ส่วน และถอดเฟืองขับแบบธรรมดาออกมา แล้วจึงเอาชุด LSD ติดตั้งประกอบกับเฟืองขับเดิม หรือบางรุ่นจะมีเฟืองขับที่มีอัตราทดใหม่มาติดตั้งแท นได้เลย ในรถขับเคลื่อนล้อหลังแบบคานแข็งต้องทำการถอดเพลากลา ง เพลาข้าง เฟืองเดือยหมู หรือบางรุ่นมีหน้าแปลนถอดเปลี่ยนได้เลย ในรุ่นที่เป็นคานอิสระถอดเพลาข้างและเพลากลางออก แล้วจึงถอดชุดเฟืองท้าย ออกมาแล้วเปลี่ยนชุดใหม่ทั้งเฟืองท้ายหรือถอดมาเปลี่ ยนเฉพาะชุด LSD แต่เฟืองท้ายเดิม การควบคุมการทำงานบางรุ่นใช้การควบคุมด้วยระบบลม และบางรุ่น การเลือกใช้ต้องคำนึงถึงรูปแบบการขับขี่เป็นสำคัญว่า จะใช้แบบ 1 way - 1.5 way หรือ 2 way ขึ้นอยู่กับการใช้งาน และการแข่งขันที่แตกต่างกัน การเลือกยี่ห้อต้องดูที่ โครงสร้างภายในบางรุ่นใช้ระบบฟันเฟือง ( Helical LSD ) ในการทำงาน บางรุ่นใช้ระบบผ้าครัช ( Multiplate LSD ) ที่มีจำนวนแตกต่างกันเช่น 4 แผ่น 8 แผ่น หรือ 12 แผ่น ยิ่งมีผ้าครัชมากก็สามารลดอาการฟรีของล้อได้มาก สามารถกระจายแรงม้าลงพื้นได้มากกว่าเดิม ในรถขับเคลื่อน 4 ล้อมักจะมี LSD ติดตั้งมาแล้ว แต่อาจเปลี่ยนใหม่ในรูปแบบแตกต่างกันได้เช่นด้านหน้า เป็นแบบ 1.5 way และด้านหลัง 2 way จะทำให้ขับขี่สนุกขึ้น

การดูแลรักษา
เนื่องจาก LSD มีระบบการทำงานที่ซับซ้อนกว่าเฟืองขับแบบปกติ เช่นบางรุ่นมีฟันเฟืองพิเศษ ที่ต้องอาศัยเบอร์น้ำมันที่ไม่เหมือนกับเฟืองท้ายปกต ิ และบางรุ่นส่วนใหญ่จะมีผ้าครัชแบบเปียก จึงต้องใช้น้ำมันพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับ LSD โดยเฉพาะ ไม่ควรใช้น้ำมันเฟืองท้ายหรือผสมหัวเชื้อใดๆเพราะอาจ ะทำให้ผ้าครัชลื่น น้ำมัน LSD ต้องได้รับการเปลี่ยนถ่ายไวกว่า เพราะจะมีเศษของชิ้นส่วนที่สึกหรอปนออกมามากกว่าและอ าจจะไปทำอันตรายต่อชิ้นส่วนอื่น หรือทำให้สึกหรอเร็วยิ่งขึ้น ต้องป้องกันน้ำอย่างเด็จขาด เพราะผ้าครัชและสปริงกลัวน้ำมากจะเสียหายอย่างรวดเร็ ว ถ้าสงใสว่าน้ำอาจเข้าต้องรีบเช็คหรือรีบเปลี่ยนถ่ายทันที

แบบนี้ ระบบผ้าครัช ( Multiplate LSD )
Exploded View - Inside the Eaton Suretrac Differential

แบบนี้ ระบบฟันเฟือง ( Helical LSD ) ของ OBX-R ที่ผมใส่อยู่ก็จะเป็นแบบนี้แหละ
Exploded View - Inside the Eaton TrueTrac Differential