汽车知识轻松入门

零下68度

离合器∶主导动力传递接合、分开的灵魂人物

　　整个手排变速系统由离合器、排档杆、变速齿轮箱组成，我们先从离合器说起，离合器的作用在于接合或是分开引擎与变速齿轮组的动力，当离合器接合时，动力经由引擎传至变速箱，如果变速齿轮不是在空档的状况，那么动力会传至车轮，而使车轮转动，而离合器分开时，引擎动力则无法传至变速箱，驾驶人可趁着这个时候换档，切换变速箱齿轮。



　　图中为离合器的分解图，基本上离合器的作动原理都是利用摩擦力来接合飞轮以及变速箱齿轴的力量传递，当踏下离合器踏板（也就是要放开离合器时），离合器盖中间的锥状膜簧稍平，锥形指片自飞轮离开，当踏板放松（要使离合器接合）时，则刚好相反，飞轮的动力得以顺利藉着离合器片与飞轮之间的摩擦接合而传递。由于动力的传动与接合端赖离合器来令片与飞轮摩擦与分开，离合器片所必须承受的损耗可想而知，当离合器来令片磨到厚度不够、表面过于光滑的时候，会发生飞轮动力无法完全传递至变速箱，也就是说∶来令片无法抓住飞轮的转动，飞轮有可能会空转！所以离合器来令片可是得注意要更换喔！

　　离合器来令片开始有过度磨损的情况时，除了感觉上离合器接合不再那么直接、俐落，还有就是感觉踏板的高度会提高，也就是离合器踏板踏下的行程变长了，这时候最好赶快进行检视更换的动作，一般说来，原厂建议更换来令片的时机为四万公里，但是根据经验法则，通常两种极端的驾驶人最好可以早点留心，就是刚学会开车的新手以及常常飙车、半含离合器起跑的道路危险份子，夸张者，甚且约莫两万多公里就有可能造成过度磨耗。另外，由于一般离合器来令片摩擦系数、以及离合器压板弹簧的推力只够一般状况使用，面对高输出的引擎恐有抓不住飞轮旋转而打滑的疑虑，所以通常改装动力输出提高的引擎，建议改装者最好因应动力的大幅提升，改装强力离合器压板，以及高摩擦系数的离合器来令片，当然，即使原厂引擎未经动力大幅改装，换装强力离合器压板以及来令片，对动力传输的效率也会有所增加喔！不过，改下去之后，离合器踏板会比较重脚就是了。

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手排变速齿轮箱：搭配不同齿轮比完成变速的目的

　　谈完了离合器的部份之后，我们接着来看看变速齿轮箱的部份，离合器接合飞轮与变速箱之后，引擎的动力就传达至变速箱，其实变速箱内部简化来看，就是两排不同大小的齿轮，驾驶人在座舱内进行换档动作时，拨动排档杆，排档杆连结的连杆会衔接至齿轮箱内，改变两排齿轮的相对位置，藉着不同齿轮之间的搭配，完成变速的目的。由于这个部份为单纯齿轮搭配的机械组织，我们不再深入分析其间的结构，直接朝「齿轮比”这个方向迈进讨论，文前在讨论为什么要换档的时候，我们曾经谈到∶两个齿轮之间，如果被带动齿轮与带动齿轮的齿轮比越高，那么被带动齿轮的旋转速率越低、但是输出扭力越高；反之，齿轮比越低，那么被带动齿轮的旋转速率越高、但是输出扭力越低。

　　我们举个实例来说明∶一部手排PEUGEOT2061.4的齿轮比如下∶一档3.4176、二档1.8096、三档1.2759、四档0.9875、五档0.7674，我们可以看出，从低档位到高档位之间的齿轮比变化，另外，我们也可以从各个档之间的齿轮比落差试着去猜测这部车的换档特性，以这部206来说，一挡到二档之间的齿轮比落差极大，至于二到三、三到四、四到五则是还好，开起来的感觉应该是在一档换二档之际，动力输出会有明显的落差！另外，有些车厂标示齿轮比是以被带动轮的齿数为分母，所以比值会刚好颠倒，读者可自行换算比较。这样说来，如果有办法改变齿轮比，那么是不是可以修正一部车的输出特性？比方说∶把低速档的齿轮比改高一点、档位之间的齿轮比落差改小一点……那开起来应该就会变成低速输出扭力充沛（但是车速却会降低）、换档动力衔接良好，没错！

　　这正是广泛地运用在赛车上的密齿比变速箱改装法，就是利用改变变速箱齿轮齿比的方法，让各个档位之间的齿轮比相当接近，藉以让每一个档位衔接时的动力落差降到最低，甚且到了高档位，都还能因为齿比偏高而保有充沛的扭力输出；可是…这样不是会造成转速拉高、可是却因为齿轮比偏高而让车速无法提升？答对了！这就是改装密齿比变速箱的后遗症，就是就低速而舍高速，处理弯道或是短程冲刺表现一流，但是遇到宽阔的直线加速路段，就只能望路兴叹，眼见引擎转速已经高到快不能再高了、咆哮的声浪惊天动地，可是车速却没有办法再进一步！

　　于是乎，更高明的设计就是再多出个档位，让最高档位的齿轮比可以再低一点，使车辆极速可以提升，也就是六档位的设计，不少纯种跑车均为六档位的设计，而去年进口台湾，号称最便宜六速手排车的PEUGEOT306S16，也是六档位，其加速绵密、动力衔接顺畅、而高速表现也还能有水准以上的演出，令人印象深刻！在日本，一些动力改装到六七百匹的超级跑车，甚至还有七档位的设计！可怕吧？手排变速箱由于引擎动力直接透过齿轮组来传动，动力损耗远较自排变速箱来得低，而且档位变换可由驾驶人随心所欲地操控变换，即使今时今日，自排系统因为方便使用而大行其道，但是真要说到操控直接、动力传输的低耗损，手排车绝对还是有其存在的价值。

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试着了解自排变速箱

　　自排变速系统由于方便使用、无须脚踏离合器、省去了换档的动作，已经成为现在汽车市场上的主力配置，自排车的销售量一直都是高居在台湾的销售市场上，可是这么高的使用率，事实上恐怕还是有不少人弄不清楚自排变速箱作动的原理，你信不信？“现在随便是车上的电脑帮你踩离合器换档嘛！”这种似是而非的答案。

自排变速箱的离合器∶“扭力转换器”　两具对转的电风扇

　　在前面概略地了解手排变速系统的结构以及原理之后，接着我们就来聊聊自排变速系统的原理，大致上说来，自排变速箱的负责衔接引擎曲轴输出动力与变速机构之间是由所谓的「扭力转换器”所传递，与手排变速箱的压板式离合器不同的是，“扭力转换器”的原理有点像是将两具电风扇对向放置，其中一个通电并且快速运转，另一个则不开动，由于旋转的电扇会造成气流流动，所以另一个没动力的电扇也会跟着旋转起来，这个过程里面，引擎曲轴端连结扭力转换器的泵，就代表那个插电快速旋转的电风扇，而被连动带动的那一端就是扭力转换器的涡轮！至于中间的介质则为ATF（AutoTransmissionFiuid）。

　　知道了扭力转换器传输的基本原理之后，我们再进一步看看扭力转换器的细部结构，扭力转换器除了刚刚提到主动的泵与被带动的涡轮之外，在泵与涡轮之间还有一件（或以上）的可旋转定子（Rotatableelement），其用途在于在于靠着改变ATF流向来增加扭力，原本当ATF被泵加压环绕通过涡轮叶片，推动涡轮与泵的旋转方向同向转动，然而通过涡轮之后，ATF的流动力道并未完全消失殆尽，反而会以与泵反方向的动线回流，抵消掉一部份泵的旋转力道、影响输出！这样的现象对原本就已经损耗颇大的自排变速系统来说，不啻是雪上加霜！为了消弭这股反作用力，这时候，装置在扭力转换器中的旋转定子就派上用场了！旋转定子可在ATF逆流回泵之前再一次改变其流动方向，让其再次变成和泵旋转方向相同，化阻力为助力，增加更大的推力于涡轮上，藉此克服前述的动力损耗。

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自排赖以变速的工具∶“行星齿轮组”



　　当引擎动力透过扭力转换器传递过来之后，自排变速箱里面的“行星齿轮组”（Planetarygearsystem）旋即被带动旋转，将动力传递至传动轴端，至于“行星齿轮组”是如何达成变速的工作呢？这有点复杂，我们先就单个“行星齿轮组”来看，由图中我们可以看到一个环状的「行星齿轮组”包括了三个部份∶环形齿轮、行星小齿轮、太阳齿轮，之所以称其为行星齿轮是因为里面的行星小齿轮的运动和天文星体运作颇为类似，可以自转也可以绕行太阳齿轮公转。

　　整个行星齿轮组可以加以控制，使动力加于其中三个旋转部份中之任一部份，然后固定另外一部份保持不动，藉此改变齿轮比、改变轴转速，甚至还可以倒转！我们举两种状态来说明∶当我们固定太阳齿轮，然后转动行星小齿轮架，那么这时候环状齿轮会旋转而且转速高于行星小齿轮架！换个玩法，如果我们固定环状齿轮，然后转动起太阳齿轮，这时候行星小齿轮架也会跟着旋转，不过转速就会低于太阳齿轮！各种…呃……好像很复杂喔！不过没关系，基本上这部份只要记住自排变速箱就是靠着电脑根据节气门开启角度、车速、转速等资料提供讯号给自排变速箱中的诸多电磁阀，然后控制行星齿轮组来完成变速目的就好了！

　　当然，如同手排变速箱一样，自排变速箱的档位如果越多，变速箱可以提供较密的齿比，加速更为连贯、换档的落差也能够更小……然而，碍于生产成本以及结构复杂，目前市售车种是以搭载四速自排为主流，少数较为落伍的车款还搭载着三速自排变速箱…只有少数引擎输出较佳的车款搭载着五速自排变速箱。而由于电子控制技术的进步，现下的自排变速箱，几乎都标榜着可以非常＂人性″地掌握最佳的换档时机，这是因为变速箱电脑考虑了更多的资料，包括了行车状况、驾驶意图…等参数，藉着计算整合这些资料，改变（甚至记忆）变速箱换档的时机，像是现在MITSUBISHI的Lancer搭载的INVECII自排变速箱，就是标榜着高度智慧化思考的自排变速箱

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ATF与齿轮油不同的地方“不都是＂黑油″吗？”

　　常听到有人问起∶ATF与手排变速箱中的齿轮油有什么不同？基本上的差异是ATF必须比一般齿轮油稀一点，流动性必须十分良好，如此才能畅行在自排变速箱中许多的细小管路中，而且不会因为温差而造成流动性太大的变化，造成扭力转换器工作的失常，所以千万不要傻傻的将这两者混为一谈，否则您的自排变速箱很可能会因此而“挂点”！ATF在使用的时间久了之后，液质会老化，摩擦系数改变、流动速率会变低，此时的换档动作反应会变慢，所以在使用到一定的时间或里程数之后，必须要更换ATF，又，因为整个自排变速箱的管路实在是密集复杂，如果只用拆底部螺丝泄去ATF的方法，势必无法将管路中大量的残油干净漏光，所以要尽量把ATF换干净的方法就是用循环的方法清洗变速箱内里，也就是用大量的ATF来清洗变速箱，如此可以将旧油残留的比例降至最低！

另一种自排变速系统……“CVT变速系统”

　　除了靠扭力转换器及行星齿轮组来变速的形态外，还有另一种自排变速系统∶“CVT变速系统”，也就是无段自动变速箱，我们以现在市面上数量最多的CVT车款∶NISSANMarch的NCVT系统来说明，NCVT总共可分成四个工作部份∶系统其一为电磁粉离合器，其二为前进倒车同步啮和转换系统，第三是钢带与滑轮，四为最后驱动减速齿轮。当车子开始起步以后一直到超速的过程，变速箱都会提供无段的速度变换。这个过程中液体压力作用于两对合滑轮上，藉以改变两者的相对位置，使钢带改变位置达到无段变速的目的，而这个滑轮所受的压力是决定于引擎转速、引擎扭力、油门踏板位置等多项资料，而这些资料再由电脑处理后告诉电磁粉离合器什么时候该工作，以达到让车子前进、后退的目的。

　　还有值得一提的是电磁粉离合器的工作方式，当前述资料转换为电流后送到电磁粉离合器后，即产生磁性，当铁粉受到磁化的时候，铁粉就连结成炼状，简单而言就是铁粉被电磁凝结成固体状，当驱动组件与被驱动组件之间充满了铁粉时，一经通过电流两个原本不相连的组件就被连结起来，进而传递来自引擎的动能，而这些结合力量的大小就靠电流大小来控制，就如同脚踩离合器的施力大小即可控制离合器接合程度的道理是一样的。由于无段自动变速系统拥有加速连贯的特性，加上引擎动能的损耗较低，所以目前几个大厂都有研发CVT变速系统的动作，以SUBARU与PORSCHE共同合作开发的CVTip系统，甚至到了可以利用程式设定各个变速档位的齿轮比！这是相当惊人的设计！相信在日后还会有更多、更先进的CVT系统出现。

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手自排？自手排？

这个问题实在是再简单也不过了，望文生义嘛！“手自排”就是“可以手动的自排系统”；而“自手排”就是“自动手排系统”或称“无离合器手排系统”，再进一步阐释∶“手自排”基本上说来还是自排变速箱的机构，只是多了根操纵杆，让驾驶人懒惰的时候就完全像操作一般自排变速箱一样，任车子摆布，如果一时兴起，想自己操控档位的变换，那么只要拨弄那根杆子，变速箱就会照您的意思换档，高从PORSCHE的Tiptronic、平价一点则有MITSUBISHIVirage的Sport-Mode……皆属此类变速系统，事实上，这种变速系统严格说起来，只是让自排变速箱更人性一点，可以随驾驶人的心意决定档位所在，由于动力一样会从扭力转换的过程中大量损耗，事实上并不会对性能有太大的帮助。

　　而“自手排”呢？其实就是为了省去手排驾驶需要不断脚踏离合器的麻烦，它还是手排变速箱，只不过由辅助机构帮您切换离合器，您仅需用手作出换档的动作即可，不用踩离合器啦！至于有哪些车子是使用所谓的“自手排”系统，从前一阵子FERRARI推出的355F1、到现在在台湾已经停产的RENAULTTwingoItec、还有一些竞技车辆上所使用的序列式变速箱，都属于这种不用踩离合器就可以换档的“自手排”系统，由于基本形态还是手排变速齿轮组的结构，动力损耗较小，省去了踩离合器的动作，说起来，这类变速系统可以说是在性能与实用之间找到了最佳的平衡点！

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OD、HOLD、SPORT…　　自排系统怪招大解密

　　有很多人都对自排变速箱有时候多出来的几个按键、或是功能感到困惑，其实说穿了，这些功能都是车厂为了让自排变速箱稍稍聪明一点所设计出来的，简单至极、无须困惑！我们一样一样来看。超比档OD（OverDriver）∶这是一个让驾驶人选择要不要使用“超低齿轮比传动档”的设计，这个超比档就是一个齿轮比低于1的档位，目的是为了省油，说起来其实现在四速自排变速箱的第四档齿轮比都低于1了，所以这个档位并无啥特殊之处，不过，有超比档切换功能的变速箱，当你把超比档关掉之后，变速箱最高只会换档到超比档次一档（以四速自排来说，就是三档），藉此，变速箱会在较低档位间游移，输出扭力较佳。HOLD键∶其实HOLD键的功能和手动降档的意思差不多，按下HOLD键，变速箱会将目前的档位向下降一档，藉此换取较高齿轮比、得到较高的扭力输出，在入弯前、或想降档加速时非常好用。

　　“Sport”、“Winter”…等模式∶除了前述的功能之外，有的自排变速箱会有不同的模式让驾驶人选择，也就是驾驶人按照不同的需要选择自己想要的换档模式，比方说，按至E（Econamic）经济模式时，变速箱就会提早换档，抑制转速维持在低转速域、降低油耗；或是W（Winter）雪地行车模式，变速箱会以较高档位起步，以保持驱动轮的抓地力、避免打滑；当驾驶人想要小飙一下时，可以切换至S（Sport）运动模式，变速箱会延迟换档转速，也就是在高转速域才换档，以取得良好之加速性！不过，有一点必须要注意的是∶并不是所有车辆变速箱的S模式都代表着Sport，以朋驰车种来说，自排变速箱只有两种模式∶E以及S模式，而它的S模式是Standard（标准）之意，车主们最好还是先看看车主手册，才不会有弄混之虞。写了这么大一篇关于变速箱的结构原理，无非就是希望读者可以对自己爱车的变速机构能有一些基本的了解，变速系统可是负责车子前进、变速、静止、后退的重要传动机构，完全都不懂怎么可以呢？