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檔車驅動系統-變速機構

檔車驅動系統-變速機構
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檔車驅動系統-變速機構

 

檔車的變速結構是什麼樣子,它是如何作動的?它與車輛的動力表現有著什麼樣的秘密?本次將從變速機的機能、結構與排檔方式做詳細的介紹。

 

變速機構的機能

 

   我們先舉例來說,時速 10km/h 和 100km/h 之間的倍數相差十倍,若機車的減速比一定,當時速 100km/h 時引擎轉數為 10000rpm,依一定減速比來算,時速 10km/h 時轉數即為 1000rpm,以這樣的數據來推算,這輛車的起步加速一定非常遲鈍,為了有效運用引擎的動力,工程師發明了調節引擎轉數和後輪驅動力的變速機構。

  一般排檔機車的變速箱大約有4-6對的齒輪,1對齒輪決定一個檔位的減速比。起步時,車輛由靜止開始起走,所以需要較大的驅動力,因此所有排檔機車都會採用大減速比的齒輪組合,此組合稱為「最低速檔」或單純稱為「1檔」。一旦起步後即不需要如此強大的驅動力,也為了避免造成引擎轉數過高的問題,最低速檔後都會切換比減速檔較小的齒輪,所以1檔之後,較大減速比的檔數為「2檔」,接下來,3檔→4檔,4檔後的檔位及稱為最高檔數,最高檔數的減速比更會降低到小於1。

  說到這也許你還在想什麼是減速比,我們簡單的來說,變速機上的減速比通常稱為「齒輪比」,而減速比較大者稱為「齒輪比較低」,反之者則稱較高,而所有變速向的1軸和2軸之間都是齒輪比相距最大的齒輪設計,這是因為從靜止到起步加速時,車輛需要較大的驅動力,而不是高轉速,所以1檔需要較大的減速比,愈是高速檔時,其前後的齒輪比差距越小。

   這麼說來,你也許會想如果要速度越快,那最高速檔最好是可有效發揮引擎性能、增進車速的齒輪比,但為了避免高速時受到風壓的影響,製造商都會將轉數域設定在最大馬力的轉數域內,所以一般製造商在開發機車時,都取決於高速檔適當的齒輪比以後,才決定其他各檔位的齒輪比。

   而各檔位齒輪比的設計,就靠技術人員考慮引擎特性和機車性格後,展現個人才華的地方。但何時是適當的換檔時機?平常一般行進中,為求行駛平穩,以及省油、低噪音等考量,皆會提前進檔,相對車速的降低會影響引擎轉速,若我們以引擎本體的動力曲線來看的話,一般引擎扭力範圍越狹窄時,檔位數則是越多越理想,以減少轉速脫離引擎的扭力區,因此造就了細密齒輪與寬齒輪比兩大類齒輪設計。

  通常引擎馬力和扭力表現越尖銳時,則需要越細密的齒輪比,這樣才不至於退入低速檔時的加速力大幅的降低,而且運動性越強時,密齒比越理想,這樣才容易的在彎道上將引擎轉速維持在最大扭力和馬力帶,因此整體而言,跑車皆屬密齒輪比,且以5-6檔最為普遍,而大於此檔數者不易操控,同時也不實用,就算是強調運動性的比賽車排檔檔數也都限制在6檔以下。

 

 

變速機結構

 

 

 

   機車變速機結構普遍都採用雙軸構造,從曲軸經由第1軸齒輪稱為主軸,另外1支軸則稱為傳動軸,結構同主軸一樣,由於此雙軸並無統一的名稱,而且常常混淆不清。傳動軸上通常與傳動齒輪成對配置,並鑲嵌著與排檔檔數同等的被動齒輪,若軸的一端有接鏈條並帶動後輪,則會突出到曲軸箱外側,驅動力的就會從這裡傳出至動力裝置的外部。

  而配置成組的各檔齒輪,在變速箱內是成自由回轉狀態在軸心上回轉,就算是各檔齒輪與配對被動齒輪在咬合的狀態下,依然有一邊是可以自由回轉,等到撥動變速桿後,才會將任一對齒輪接合,而換檔時,就是利用可滑動的縱溝控制接合時間,再以軸方向與對向齒輪相互咬合,但回轉方向是固定的,而且各齒輪從橫向起1檔-最高檔之間並未依據檔數順序排列,主要乃根據排檔操作的方便性設計而成。

   各齒輪或多或少都會有滑動的現象,但配對的齒輪卻保持常時的咬合狀態,此種方式稱為常時囓合,這種機構型式是現在汽車變速機主流的機構型式,而機車為了輕巧小型化,則是以相鄰齒輪上的滑鍵控制,這個滑鍵機構與主軸和傳動軸是呈平行裝置,外刻有如蚯蚓爬行痕跡的溝槽,外型粗大的中空型軸心,而這個機構稱為排檔凸輪或排檔鼓,另外,與排檔凸輪相鄰,可在軸心上自由動作之雙股形狀物,稱為排檔撥叉,排檔撥叉底部利用排檔銷與排檔凸輪的溝槽連接,雙股側則是呈懷抱形狀鑲嵌於帶滑鍵齒輪的溝槽上,一旦操作排檔踏板時,排檔凸輪即會回轉、排檔撥叉則順著其溝槽形狀作動,接連帶動滑鍵齒輪,而且排檔操作時,也同時把排檔前的檔位咬合齒輪回位於空檔,這也意味著除了空檔前後外,1次的排檔動作其實是控制著2個帶滑鍵的齒輪同步動作,作動完後,再藉由配有固定軸心的牙嵌式離合器將動力傳動出來。

 

 

排檔型式

 

   變速機除了結構大同小異外,操作方式大略可分成兩種型式,基本上,排檔形式各國製造商都有一致的共識,包括排檔踏板位於機車左側,踏踩時退檔、前鉤時進檔等。若持續踏踩時,通常在1檔的位置停止,持續上鉤時,則在最高速檔停住,這種進、退檔都有盡頭的方式稱為國際檔,而這種排檔的方式的空檔,則設置再一檔與二檔之間,國際檔也是跑車型機種一致變速機構。

  另外有一種叫做循環式,持續的進檔時(多為踩的方式),到達最高檔後,即進入空檔,接著又回到了1檔,這種排檔結構在市區中使用非常的方便,所以商用車款大多採用這個結構。

 

 

 

文獻出處:瘋機車雜誌 NO.22

圖文資料修改:Buy Bike Websie

 

 


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