【汽車基礎教室】有換檔的必要嗎?( 二 )

記者:sutl 2002-10-28

手排變速箱


▲一般教科書上的手動變速箱大多長這樣,基本上只有FR車才會用這樣外型的變速箱。


既然手排變速箱是為了解決內燃機低速太沒力,高速太有力的問題而來的,那檔位當然是越多越好了,不過檔位哪有那麼好增加的。 在車上的各式機件中,最大最重的是引擎,而第二大第二重的就是變速箱,從這你就可以知道,要增加檔位就會增加車重與變速箱體積,通常增加車重大家還能接受,但增加體積後通常就塞不進車內了。 手排變速箱內最大的零件,當然是與引擎飛輪相連的離合器總成,其中最大的就是離合器壓板,而離合器壓板的用途只有一項:『壓住離合器片』,這聽起來好像很簡單,但你只要想到離合器壓板要壓住所有引擎傳過來的力量,並且不能讓離合器片打滑,你就能明瞭離合器壓板要做得有多堅固。而要做得堅固,高剛性材料與一定的體積是一定要的,所以離合器壓板就成了變速箱內最大最重的單一零件。離合器壓板主要由三個東西組成:外殼、膜片彈簧、壓板,外殼當然是固定組件之用的,膜片彈簧就是負責壓壓板,壓板就是壓離合器。 離合器片就是負責將引擎飛輪動力傳到變速箱輸入軸,競技用的離合器片很簡單,就是一片鐵片加上幾塊來令片。但這種離合器片接合時的動力傳輸太直接,對一般人而言震動太大,所以一般離合器片不是直接傳輸的,中間會有圈狀的緩衝彈簧,而來令片本身中間也有波浪狀片狀彈簧,這會讓離合器的接合時間延長個幾十毫秒,讓離合器接合的震動降低。



▲最上面的是變速箱外殼及排檔桿等外部附件,左邊由上到下為離合器壓板,釋放軸承與離合器片。變速箱殼體正下方的是變速撥叉總成,負責控制同步器,左邊是變速箱的輸入軸,右邊是輸出軸,下面那一排就是各檔的斜齒輪,在下面是同步器,黃色的是調速環,壓著的是同步齒,還有同

而離合器的接合動作當然是取決於你的腳下,當你踩下離合器踏板時,透過鋼索或液壓的傳動,將離合器釋放軸承壓下,而釋放軸承就會將膜片彈簧壓下,因為槓桿原理的作用,於是離合器壓板鬆開,使離合器片與飛輪分離。 當然,變速箱最重要的就是變速箱內的齒輪組。有幾組齒輪就有幾檔,早期的變速箱,其變速是靠齒輪在軸上的滑動,但這種設計很容易打壞齒輪,現在只剩倒檔採用滑動直齒的設計,所以打入倒檔時要完全停住車子。 現在的變速箱齒輪都是採用永囓式設計,各檔的主被動齒輪都是永遠接合的,所以主動輪都是空轉於主軸上,由同步器來接合主軸與主動輪,同步器與主動輪的接合靠著是雙方身上的同步齒,不過當換檔時,由於主軸與將接合的主動輪轉速不一致,會很難打進去,所以以前有雙重離合器的換檔技術。不過現在的車輛都有調速環了,有了調速環的同步器,在同步齒接觸前,調速環會先與主動輪接觸摩擦,將主動輪的轉速調整與主軸一致,這樣就很好入檔了。不過,由於調速環是靠摩擦作動的,用久了就會失效,這就是很多老手排車不易換檔的主因。 而換檔動作就是透過排檔桿,經過連桿或鋼索推動換檔撥叉,而換檔撥叉移動同步環而來的。


自動手排變速箱


▲講到自動手排,當然就要將BMW的SMG II挖出來講了,SMG II可以用排檔桿來換檔,下面還有按鈕來更換換檔模式,方向盤後也有撥片可以換檔,這是SMG II的控制簡圖:黃色的油壓管線可以用來控制離合器與換檔撥叉。


在最近幾年,可自動控制的手排變速箱開始有車廠使用。為什麼明明是自動變速箱,又要叫什麼自動手排變速箱?這是為了與傳統的自排變速箱作區隔而有的名稱。(後面會講到自排,不要急) 這種變速箱來自於分秒必爭的賽車場上,一般而言,就算使用快排,人換檔的時間也要100毫秒,但踩離合器、換檔、放離合器這些動作,若由電磁閥來執行不到10毫秒,所以目前只要規則允許,賽車就會使用全自動手排,像目前的F1就是這樣。 當然,賽車用的東西不會原封不動的用到市售車上,那震動不是一般人接受的了的,在步進馬達的發展下,離合器的控制就不會那麼光電火石,而能夠慢到幾百毫秒,換檔舒適度已不輸傳統自排。 但實際上,目前沒有任一部車的自動手排在舒適度上贏得過傳統自排的,因為油門的收放控制還未至化境,所以在換檔的過程中有雲霄飛車之感,不過越新的車型就控制的越好,或許哪天能做到幾無頓挫感,這樣價廉質輕效率高的自動手排就會成為大多數自排車的選擇。

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