LSDของรถยนต์คืออะไร? ทำไมคนรักรถถึงชอบมัน

【PCauto】มีผู้ชื่นชอบรถยนต์จำนวนมากที่มักได้ยินคำว่า "LSD" (limited slip differential) เมื่อพูดถึงรถยนต์สมรรถนะสูง แต่อาจไม่เข้าใจความหมายที่แท้จริงของมัน

LSD หรือระบบลิมิเต็ดสลิปดิฟเฟอเรนเชียลนั้น ถือเป็นฮาร์ดแวร์สำคัญในวิศวกรรมยานยนต์ จากเดิมที่เป็นอาวุธลับในวงการรถแข่ง ได้กลายมาเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยยกระดับประสบการณ์การขับขี่ในชีวิตประจำวัน

เรื่องราวของมันเริ่มขึ้นเมื่อเกือบหนึ่งศตวรรษที่แล้ว พร้อมกับวิวัฒนาการของอุตสาหกรรมยานยนต์ โดยได้เปลี่ยนโฉมหน้าของการควบคุมรถและการรักษาความปลอดภัย

พัฒนาการของ LSD สามารถย้อนกลับไปได้ถึงช่วงทศวรรษที่ 1930

ในปี 1932 เฟอร์ดินานด์ ปอร์เช่ ได้ออกแบบ LSD รุ่นแรกสำหรับรถแข่ง มีจุดมุ่งหมายในการแก้ปัญหาการเลี้ยวโค้งที่ความเร็วสูง ซึ่งมักทำให้ล้อหลังเสียการทรงตัว

นวัตกรรมนี้ได้รับความสนใจในวงการอย่างรวดเร็ว และในปี 1935 บริษัท ZF ได้ผลิต LSD รุ่นแรกแบบทอร์เซน (Torsen LSD) อย่างเป็นทางการ และได้นำไปใช้ในรถออฟโรดประเภททหารรุ่น Volkswagen B-70 ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการผ่านพื้นที่ซับซ้อนอย่างมีนัยสำคัญ

ในช่วงหลายทศวรรษต่อมา LSD แบบกลไกได้แพร่หลายในแวดวงแข่งรถแรลลี่ ตัวอย่างเช่น Subaru Impreza ในปี 1992 ที่ใช้ทรัพยากร LSD ทอร์เซนกลางเพื่อสร้างสมดุลระบบขับเคลื่อนสี่ล้อ นำพารถรุ่นนี้ครองแชมป์ในสนามแข่ง WRC

ในช่วงเวลานี้ LSD ถูกใช้สำหรับการแข่งขันมืออาชีพเป็นหลัก จึงสร้างฐานะให้กับภาพลักษณ์ของสมรรถนะสูง

ในปี 1980 เทคโนโลยี LSD เริ่มเข้าสู่ตลาดผู้บริโภคทั่วไป

ในปี 1983 Torsen รุ่น T-1 ได้ติดตั้งในรถออฟโรด Hummer ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการกระจายแรงขับระหว่างเพลาหน้าและหลัง

สามปีต่อมา ระบบ Quattro ของ Audi ได้นำตัวกระจายแรงขับกลางแบบ Torsen มาใช้ ซึ่งช่วยเพิ่มความเร็วในการตอบสนองของระบบขับเคลื่อนสี่ล้อขึ้น 40% กลายเป็นมาตรฐานทางเทคนิคของรถสมรรถนะสูง

ในทศวรรษ 1990 LSD ถูกนำไปใช้กับรถยนต์รุ่นอื่นๆ มากขึ้น ตัวอย่างเช่น Rover 600 TI COUPE ในปี 1994 ที่ติดตั้ง Torsen รุ่น T-2 ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการหลุดพ้นจากสภาพถนนลื่นขึ้น 35% และเป็นครั้งแรกที่รถยนต์หรูหราได้ติดตั้ง LSD

ในขณะเดียวกัน รถยนต์สมรรถนะสูงแบบขับเคลื่อนล้อหน้าอย่าง Honda Civic Type R รุ่น EP3 ที่เปิดตัวในปี 1999 ได้ติดตั้งระบบ LSD แบบกลไก ทำให้ความเร็วขณะออกจากโค้งเพิ่มขึ้น 15% พิสูจน์ให้เห็นถึงความหลากหลายของค่าใช้จ่ายในระบบขับเคลื่อนที่ต่างกัน

เทคโนโลยีการควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ช่วยผลักดันการพัฒนาครั้งใหม่ของ LSD

ในช่วงทศวรรษ 2000 General Motors ได้พัฒนาระบบ e-LSD ซึ่งสามารถปรับระดับการล็อกได้แบบเรียลไทม์ผ่านเซนเซอร์ ตัวอย่างเช่น Cadillac CT5 ที่สามารถเพิ่มความเสถียรขณะเลี้ยวบนถนนเปียกได้ 25%

เทคโนโลยีนี้ต่อมาได้ถูกนำมาใช้ในรถยนต์ที่ผลิตในปริมาณมาก และในปี 2023 MG7 กลายเป็นรถยนต์นั่งสำหรับครอบครัวรุ่นเดียวที่ติดตั้งระบบ E-LSD สามารถลดการลื่นไถลขณะเลี้ยวในวันฝนตกได้ถึง 40%

ในขณะเดียวกัน รถยนต์สมรรถนะสูงแบบขับเคลื่อนล้อหลังอย่าง Toyota 86 ที่เปิดตัวในปี 2012 มาพร้อมกับระบบ Torsen LSD ช่วยเพิ่มสมรรถนะการขับขี่ของระบบขับเคลื่อนล้อหลังได้ 30% และได้รับการยกย่องจากสื่อต่าง ๆ ว่าเป็นรถยนต์ขับเคลื่อนล้อหลังระดับเริ่มต้นที่ดีที่สุด

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา รถยนต์ไฮบริดก็เริ่มผสมผสานเทคโนโลยี LSD เข้าไปด้วย โดย Lexus LC รุ่นปี 2017 ใช้ระบบ Torsen LSD ทำงานร่วมกับระบบไฮบริด สามารถทำผลการทดสอบการเปลี่ยนเลนฉุกเฉิน (Elk Test) ได้สูงถึง 0.92g

LSD ช่วยเพิ่มสมรรถนะของรถยนต์ได้อย่างชัดเจน ในสภาพแวดล้อมของสนามแข่ง Toyota GR86 รุ่นปี 2022 เมื่อเปรียบเทียบกับรุ่นที่ใช้เฟืองท้ายแบบธรรมดา สามารถทำเวลาต่อรอบได้เร็วขึ้น 2.3 วินาที ซึ่งแสดงให้เห็นถึงข้อดีของ LSD ในการขับขี่ในสภาวะที่ต้องการสมรรถนะสูงสุด

ในการขับขี่ในชีวิตประจำวัน LSD ก็มีบทบาทอย่างมากเช่นกัน E-LSD ของ MG7 สามารถลดความเสี่ยงในการสูญเสียการควบคุมบนถนนลื่นได้ 55%

ส่วน Mitsubishi Pajero รุ่นปี 1999 สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการฝ่าฟันโคลนได้ 60% ด้วยการทำงานร่วมกันของ LSD และระบบ ASTC

LSD ยังช่วยเพิ่มความแม่นยำในการควบคุม BMW M3 E92 รุ่นปี 2007 ใช้ LSD แบบ Torsen ที่ช่วยกระจายแรงขับได้สมดุลขณะออกจากโค้ง ลดการเกิดอาการหน้าดื้อได้ถึง 35% ตัวเลขเหล่านี้สะท้อนให้เห็นถึงคุณค่าที่สำคัญของ LSD ในการกระจายแรงและเพิ่มความเสถียรในการควบคุมรถ

ด้วยพัฒนาการทางเทคโนโลยี LSD ได้แยกย่อยออกเป็นหลายประเภทเพื่อตอบสนองต่อความต้องการที่แตกต่างกัน

LSD แบบกลไก เช่น เฟืองท้าย Torsen ที่ทำงานโดยใช้หลักการของเฟืองตัวหนอนและเกลียวหนอน มีคุณสมบัติที่ไม่ต้องบำรุงรักษา จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์ออฟโรดสมรรถนะสูง เช่น Toyota Prado และ Lexus GX

LSD แบบแผ่นคลัชที่ใช้ชุดแผ่นคลัชหลายชิ้นเพื่อปรับระดับการล็อกได้ นิยมในแบรนด์แต่งรถ เช่น CUSCO และ Quaife เหมาะสำหรับสนามแข่งและการดริฟต์

LSD แบบควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์สามารถปรับอัตราการล็อกได้แบบไดนามิกผ่านเซ็นเซอร์ และทำงานร่วมกับระบบควบคุมเสถียรภาพของตัวรถ ซึ่งกลายเป็นอุปกรณ์หลักในรถสมรรถนะสูง เช่น Cadillac CT6 เป็นต้น

เทคโนโลยีที่แตกแขนงเหล่านี้ไม่เพียงแต่จะช่วยเพิ่มสมรรถนะของรถยนต์ แต่ยังขยายขอบเขตการใช้งานของ LSD อีกด้วย

สำหรับผู้บริโภคทั่วไป LSD ไม่ใช่อุปกรณ์ที่สงวนไว้สำหรับสนามแข่งอีกต่อไป

รถขับเคลื่อนล้อหน้าที่เน้นสมรรถนะ เช่น Honda Civic Type R ใช้ LSD ที่เพลาหน้าเพื่อกระจายแรงบิดในโค้งได้อย่างเหมาะสม กลายเป็นตัวเลือกสำหรับผู้ที่ต้องการความสนุกในการขับขี่

รถสปอร์ตขับเคลื่อนล้อหลัง เช่น Toyota 86 และ Mazda MX-5 Miata มีการติดตั้ง LSD เป็นมาตรฐานในบางรุ่นย่อยที่มีอุปกรณ์ครบครัน เพิ่มความเป็นสนามแข่งให้กับการขับขี่ในชีวิตประจำวัน

ในกลุ่มรถซีดานหรู Cadillac CT5 รุ่นท็อปมาพร้อมกับ LSD แบบกลไก และระบบกันสะเทือนไฟฟ้าแม่เหล็ก เพื่อการควบคุมที่เหมือนอยู่ในสนามแข่ง

แม้กระทั่งในตลาดรถยนต์นั่งทั่วไป MG7 นำเสนอ E-LSD ในราคาที่จับต้องได้ ทำให้ผู้บริโภคได้สัมผัสเสน่ห์ของเทคโนโลยีแชสซีที่ล้ำสมัย

ในด้านการขับขี่นอกถนน Mercedes-Benz G-Class และ Jeep Wrangler Rubicon ใช้ตัวล็อกดิฟเฟอเรนเชียลกลางเพื่อเพิ่มความสามารถในการหลุดจากสถานการณ์ติดขัด รองรับความต้องการสำหรับการผจญภัยกลางแจ้ง

เทคโนโลยี LSD ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง

กระแสการใช้พลังงานไฟฟ้าทำให้เกิดระบบกระจายแรงบิด เช่น Porsche Taycan ใช้ LSD แบบอิเล็กทรอนิกส์เพื่อควบคุมแรงบิดอิสระของล้อทั้งสี่ เพิ่มแรงยึดเกาะในขณะเข้าโค้งได้ถึง 50%.

ในอนาคต ด้วยความแพร่หลายของเทคโนโลยีการควบคุมแบบอิเล็กทรอนิกส์ E-LSD มีแนวโน้มที่จะกลายเป็นอุปกรณ์มาตรฐานในรถยนต์ที่ผลิตจำนวนมากมากขึ้น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการตอบสนองแบบไดนามิกของยานพาหนะ.

ตั้งแต่การทดลองในสนามแข่งในปี 1932 จนถึงการใช้งานในปัจจุบัน LSD หรือ ระบบลิมิเต็ดสลิปดิฟเฟอเรนเชียล ได้พิสูจน์ให้เห็นถึงความสำคัญที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ตลอดเกือบหนึ่งศตวรรษที่ผ่านมา.