Limited Slip Differential (LSD) เกียร์เฟืองท้ายแบบลิมิตเต็ด

Limited Slip Differential (LSD) หรือ Prostration 

สำหรับ Limited Slip นั้นจะมีหลักการทำงานต่างจาก Open Type Diff 

ตรงที่ Open Type นั้นจะพยายามทำให้เกิด Torque เท่าๆกันทั้ง 2 ล้อ

แต่หลักการของ LSD คือพยายามทำให้ล้อทั้ง 2 ข้างหมุนเท่ากัน

เพื่อแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นของ Open Type 

Limited Slip Differential บางคนเรียกกันสั้นๆว่า เต็ด หรือชื่อย่อLSD

เจ้าเฟืองท้ายแบบนี้ได้รับการพัฒนามาจาก Differential แบบธรรมดาเพื่อป้องกันล้อหมุนฟรีในขณะรถติดหลุ่มแ เจ้ากลไกในตัว LSD จะทำหน้าที่ล็อคล้อที่หมุนฟรีให้หมุนตามนิยมในพวกรถแ บบ 4WD และในรถแข่งที่ต้องอาศัยการส่งกำลังจากเครื่องยนต์ไป ยังล้อทั้ง 2 ด้านให้ใกล้เคียงกัน ภายในมักจะมีส่วนประกอบคล้ายกับเฟืองขับแบบธรรมดา แต่จะเพิ่มชุดฟันเฟืองพิเศษ ชุดสปริงกด และชุดครัชแบบเปียกที่จะคอยรับแรงกดจากจานกดที่เกิดจ ากแรงบิดจากเครื่องยนต์ และการทำงานของชุดกลไกภายในของ LSD มากดให้จานกดและครัชให้จับตัวกัน ยิ่งมีแรงบิดมากก็จะมีแรงกดมาก เปอร์เซ็นต์การจับตัวก็จะมาก แรงบิดน้อยแรงกดน้อยเปอร์เซ็นต์การจับตัวก็จะน้อยลง แรงกดนี้จะมีฟันเฟืองต่อไปยังเพลาขับเพื่อไปขับล้อแล ะยางให้หมุนตามกัน 

LSD ก็ยังแบ่งออกเป็นอีกหลายประเภทดังนี้ 

2.1 Viscous LSDนิยมใช้ในรถขับเคลื่อน 4 ล้ออยู่ระหว่างชุดล้อหน้ากับล้อหลัง และรถขับหลังตระกูล NISSAN ก็นิยมใช้ LSD ชนิดนี้ 

2.2 Lockingสำหรับ LSD ประเภทนี้นิยมใช้ในรถแข่ง Off Road คือจะใช้ไฟฟ้า, ระบบลม หรือไฮโดรลิค โดยจะควบคุมโดย Switch เมื่อมีการ Active การทำงานล้อทั้ง 2 ข้างจะหมุนด้วยความเร็วเท่ากันเลยลักษณะคล้ายกับการเ ชื่อมเฟืองท้าย 2 ข้างเข้าด้วยกันเลย 

2.3 Torsion LSDชื่อเต็มว่า 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 Typeสำหรับ LSD ชนิดนี้จะเห็นว่า ตรงส่วนกลางจะเหมือน Open Type Diff แต่แค่มีแผ่น Clutch เพิ่มขึ้นมาที่ด้านท้ายทั้ง 2 ด้านซึ่งการทำงานจะง่ายมาก คือ ใช้ความฝืดของแผ่น Clutch ในการทำให้ล้อ 2 ล้อพยายามหมุนให้เท่ากัน ถ้าล้อ 2 ข้างมี Torque ที่ต่างกันมากๆ ก็พยายามเพิ่มแรงกดหรือเพิ่มจำนวนแผ่นหรือเพิ่มขนาดแ ผ่นเพื่อให้มันยังสามารถทำให้ล้อ 2 ข้างหมุนที่ความเร็วเท่ากัน สำหรับ LSD ชนิดนี้จึงเป็นที่นิยมอย่างมากสำหรับสำนักแต่งต่างๆ เนื่องจากออกแบบง่ายและใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพไม่ว ่าจะเป็น 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 

จะเห็นว่าจังหวะที่เหยียบคันเร่งแกนเฟืองจะดันไปข้าง หน้าเพื่อดันล้อให้หมุน จังหวะที่ถอนคันเร่ง(และไม่เหยียบคลัช) จะเกิด Engine Brake เฟืองในเฟืองท้ายจะพยายามหยุดล้อขับเคลื่อนทำให้แกนข องเฟืองเกียร์ล่นถอยไปกดอยู่ได้หลังของวงตรงกลาง ถ้าออกแบบให้รู้ตรงกลางเป็นดังลักษณะ 1 WAY และหันด้านแกนของเฟืองตามรูป 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 โดยผู้ผลิตจะออกแบบรูมาหลายแบบเพื่อให้ผู้ใช้สามารถเ ลือกได้ว่าจะใช้แบบไหน แต่ส่วนใหญ่แล้วก็จะปรับได้ 1.5 กับ 2 Way ขึ้นอยู่กับ Brand ว่า Brand นั้นออกแบบมาให้สามารถปรับเป็นกี่ Way ได้บ้าง ถ้าเข้าใจถึงการออกแบบเราก็สามารถใช้ LSD แบบ Clutch Type นี้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด 

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

ข้อเสีย1. 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 ที่ต้องอาศัยเบอร์น้ำมันที่ไม่เหมือนกับเฟืองท้ายทั่วไป
 และบางรุ่นส่วนใหญ่จะมีผ้าครัชแบบเปียก ต้องใช้น้ำมันพิเศษที่ออกแบบมาสำหรับ LSD โดยเฉพาะ
ไม่ควรใช้น้ำมันเฟืองท้ายหรือผสมหัวเชื้อใดๆเพราะอาจทำให้ผ้าครัชลื่น น้ำมัน LSD
ต้องได้รับการเปลี่ยนถ่ายไวกว่า เพราะจะมีเศษของชิ้นส่วนที่สึกหรอปนออกมามากกว่าและอ าจจะไปทำอันตรายต่อชิ้นส่วนอื่น หรือทำให้สึกหรอเร็วยิ่งขึ้น ต้องป้องกันน้ำอย่างเด็จขาด เพราะผ้าครัชและสปริงกลัวน้ำมากจะเสียหายอย่างรวดเร็ ว ถ้าสงใสว่าน้ำอาจเข้าต้องรีบเช็คหรือรีบเปลี่ยนถ่ายทันที