马力怎么传,原来可以这样玩

2017-03-02 20:35涂纯明
汽车杂志 2017年2期
关键词:离合器手动齿轮

涂纯明

手动变速箱改装秘籍

“翼神手动挡改涡轮,据说280匹马力!”好久没有亲自开开性能火爆的改装车了,当然要“假借”测试的名义……开一下这台好朋友的座驾啦,欧耶!

但实际结果是让我失望的!0.9Bar增压值在约莫2000rpm探顶时,我只能看到转速表指针拼命往上爬,但车速却不见提高,一点都没有酸爽的加速感……。

怎么搞的?据说问题出在变速箱,于是我和朋友开启了一段有关手动变速箱的探秘之旅。

你不知道的手动变速箱

虽然手动变速箱使用起来要换挡、要踩离合器,在如今越来越拥堵的城市用车环境中已渐趋没落,转而被AT、双离合、CVT等形式的变速箱取代,但不可否认的是,传统手动变速箱依然是结构最简单可靠、最耐操、保养维修最省钱省心,以及最能提供开车人自我掌控驾驶乐趣的传动部件,尤其对大马力的改装车、赛车来说,它的重要性至今无可替代。既然要谈手动变速箱的奥秘,那我们首先得了解这玩意儿到底干啥用?以及它的演进历史是如何?

1.干啥用:一般汽油发动机最高转速可达5000rpm以上,再加上发动机先天有着低转速扭矩输出不足的问题,所以变速箱存在的目的,就是要把发动机运转速度调整到适合车轮转动的转速;同时也要将发动机的输出扭矩放大,达到可以从静止甚至车辆处于上坡环境中依然能让车辆起跑的目的。

齿轮,这个如果摊平来看有如杠杆原理的小东西,从此就被运用在变速箱上,当发动机一端安装小齿轮,驱动车辆输出轴一端的大齿轮时,就好像用手压长杠杆顶起另一端重物比较省力一般扭矩输出大,但物体移动的距离是短的,也就是车速快不起来;相反,则就是换来较低的输出扭矩与较高车速。了解以上这原理就一切好办了,想要车子加速有力还是跑得快,用不同的齿轮组匹配即可,而这也就是之后我会与大家探讨的“齿轮比”。

2.演进史:变速箱的发展史,与车辆的诞生有密不可分的关系,早在19世纪末期就由Louis-Rene Panhard和Emile Levassor研发而出,只不过当时的变速箱多只有“两速”,而且是采用所谓的滑动啮台(或称碰撞啮合)机构,换挡时顾名思义,要不把发动机转速与车速的比例控制得刚好令换挡拨齿能够分离与切入不同齿轮组,要不就让齿轮组在那硬碰硬磨到可以接合的“甜蜜点”,极考驾驶人开车功底。后来,有所谓的同步啮合机构诞生,它是一种犬牙状的齿环,代替原本硬碰硬式的齿轮啮合,换挡变得比较容易,但问题是早期的它只被应用在2或3挡上,直到1952年保时捷才在356车型使用全挡位同步啮合齿轮式变速箱,行进间就算要退回1挡也没有难度(不然原本需要停车),而这已经有现代手动变速箱的完整雏型。80年代,是各家车厂与配件厂“加挡”大爆发的时期,所谓的前三速、四速、五速变速箱都在这个时代出现,直到今日有七前速的手动变速箱。

改装下手处:材质、面积、压力

既然离合器如此“单纯”,那还有什么好改呢?说清楚道分明,这时我们就要把故事拉回到改装翼神的毛病上了!

汽车改装是牵一发动全身的工程,像友人的改装翼神明显就是顾了头失了尾,只把发动机动力输出强化,却没考虑到原车标准的离合器是否抓得住,而這种情况对于国内的汽车改装界来说很常见,却很少人了解与关注,连带使得足以对应强化过发动机高输出动力的离合器改装件也不太多,阿涂辗转找了好久,闲鱼转淘宝、炳哥转辉哥,才终于联系上“一郎”,这位堪称改装离合器的“博士”来细说分明。一郎哥告诉我,根据他的多年研究,改装离合器不外乎围绕着三个主题:材质、面积、压力的强化。这里先就材质来说。

Part1

现传力之机:离合器

相信杂志前的许多“老司机”,光看阿涂讲述我朋友翼神发生的“病状”,就可以判断问题十之八九出在离合器打滑,也就是一些手动挡车开久了,上坡起步时猛踩油门只见发动机转速拼命拉高,车速却未相应而起甚至无法动弹,并且伴随一股烧焦的味道冒出。没错!确实是!但前述情况多是车辆离合器片磨耗殆尽造成,而我朋友的翼神则是由于发动机动力改大,原车离合器并未设计到足以承受这般扭矩输出而造成……。

抱歉!说了那么多,杂志前还有很多“新司机”,我们得让大家都读懂离合器才是,因此请原谅我,咱们从头说起!

离合器就像刹车系统一样,不同材质的刹车皮与碟盘,能创造不同的制动效果,离合器的摩擦片与压盘组合搭配亦然,而且复杂到对两者各自的材料搭配、两者组合的材料搭配都得特别讲究,不像笔者为了让大家易于了解,用表格将两者的特性差异分开列出那么单纯。举例来说,如果摩擦片的材质咬合力太强,踩离合器踏板控制动力衔接的“甜蜜点”就会很小很难控制,结果造成的问题就是起步容易发动机死火,或是弹跳明显非常不舒服,只适合跑赛道的赛车使用。

再举两者搭配的例子来说,如果用金属盘面的压盘对应碳纤维或碳陶纤维摩擦片,后果就是摩擦片的磨损会非常快,就日常使用来说也是不够理想的组合。还好,专事生产改装离合器的知名品牌,例如阿涂造访的“一郎技研”、国外的EXEDY等都会对产品有过通盘设计考量,故此我们也特别建议大家,不管改装什么品牌的离合器产品,最好不要压盘用一个品牌、摩擦片又另一个品牌,一定要整套配置才会得到最佳效果。

面积

第二个改装离合器的关注重点在于“面积”,而个中原理其实与我们改装加大刹车盘或大尺寸刹车皮能够获得更好制动效果是一样道理。不过,由于一般车辆发动机飞轮可供安装离合器组的位置是固定的,所以要改变面积,只能透过摩擦片上摩擦材料的大小来控制,举图中的两种摩擦片来说,其中花瓣型的改装品并非偷工减料,而是由于金属摩擦材料咬合力比起原厂件提高了,故而控制面积来取得动力传输效率与易控舒适性的平衡,这是属于街道版改装车的使用范畴。至于整片金属摩擦材料的摩擦片,相信大家一看就知道——纯竞技专用,就算发动机超大马力也能保证完整传送到车轮,但油离绝对超难控制。

还有一种前文提及的双片式离合器,其工作原理之一就是以两片摩擦片换取双倍的咬合力,许多竞赛用车往往体内都有它!

说到这里,您大概已经了解到改装离合器的下手之道,产品材质与面积都是必须考虑的。

压力

第三个改装离合器的关注重点——“压力”,其实比起前两要素都好说,因为压力大小就是由不同的压盘弹簧钢材质、厚度、刻线长度与数量决定,压力越大的产品,往往可见其弹簧钢片越厚,或刻线长度越短且数量少,以此越能将摩擦片紧紧压在发动机飞轮上,确保忠实传递发动机输出动力。还有,少数车辆例如斯巴鲁翼豹的压盘运作,不是用释放轴承压弹簧钢片释放摩擦片,而是拉,这种形式的离合器往往能对应较大的发动机动力。

“压力”的原理说穿了,其实就好像改装多活塞刹车卡钳能提供比单活塞者更强制动力一般,但特别注意其实这最后一个改装离合器下手之道,与材质、面积又有密不可分的关系,好比说如果使用金属摩擦材料的摩擦片,就一定要搭配更高压力的压盘,才能确保咬合力足够忠实传递发动机动力。

Part 2

发现竞赛的快感:齿轮比&序列式变速箱

经过以上的钻研学习,笔者朋友那台只能算是轻度改装层级的翼神算是解决问题了。但阿涂决定既然已经走进手动变速箱这个改装冷门区,何不就钻深一点搞清更多高深学问,并且送给有心的读者更多彩蛋。于是,我又向投身赛车运动已有多年经验的成立车队辉哥请益,看看在专业赛车领域中,除了离合器之外手动变速箱还有啥玩头?

拆开变速箱,玩转齿轮比

本文开头就说过,变速箱是一种透过不同齿轮组合来控制发动机输出至车轮,直至驱动车辆行驶的力转换部件,而相信不少读者都知道“齿轮比”这个词,笔者在此就简单带过,告诉大家齿轮比是大齿轮齿数除以相应小齿轮齿数得出的数据,其中低挡位齿轮比数据大,能够产生更强的扭矩输出让车辆提速,但车速却无法达到太高,高挡位反之。

不过以上还不是改装的重点,毕竟换装整套变速齿组工程不小且所费不菲

。还好,变速箱在变速齿组之后,还得经过终传齿轮(尾牙)进行最后一关降速增扭力才会输出驱动差速器、车轮,而这里,就是玩到发烧级或竞赛级的人会关注之处。包括像日本CUSC0、我国台湾Want Win等品牌皆有推出部份车款用的终传齿轮组,你可以选择加大终传齿比,换取更好的加速扭矩,在弯道多的小型赛道、上坡山赛道能更无往不利。但反之,如果面对像上海国际赛车场这类有大直道需要拼高速的场地,改大终传比就有商榷之处,因为终传加大的反面状况就是极速降低、油耗增加。补充一下,如果真想改变速箱变速齿组,例如多个挡位、密齿比,比较方便的方法是“流用”,好比说原车搭载5前速手动变速箱的本田飞度换成思域、缤智用的六前速手动变速箱,亦为一途。

Said by东莞威立汽车技术服务部负责人赖义辉一般序列式变速箱排档杆都会配置得比较长,尽可能靠近方向盘位置,目的就是要减少车手右手来回方向盘与排挡杆之间的距离,尽可能节省分秒毫秒的换挡操作时间,可见汽车赛事的竞争环境有多考验车辆硬件与车手技术。

争那0.1秒,玩转序列式变速箱“辉哥,请问序列式变速箱为什么会被评为赛车圣品?”“因为市面上只有X-Track、Sadey、Holinger几个比较知名品牌造这种產品,依照选配配置不同,一台价格大约5~20万元……。”好了,我懂了!这东西估计只有玩赛车玩到发烧级与竞赛级的读者有兴趣,其它人可能多选择静静飞过……。

不!中国富人那么多,玩赛车的人也不少,我能吸引一个人加入改装序列式变速箱的行列就等于谈成一件不小的合作案,辉哥可要给我提成啊,呵呵!

不多说!到底序列式变速箱与一般手动变速箱有何不同?它有哪些优点值得一辆车的售价呢?首先,换挡速度快是常见解答,它能凭藉复杂的入挡轨道与换挡拨叉机构,将一般车辆H字形的排挡换挡路径简化为推拉动作,而且除了一挡车辆起步时需要踩离合器踏板之外,其它挡位都无需踩离合即可换挡,这无疑能让换挡速度提高不少,对于连0.1秒都争的赛车运动当然有存在意义,但就因为这一项便值十几万?

其次才是最重要的,在于序列式变速箱市场需求量少,所以厂家大多可以提供定制服务,也就是说你想妻多少挡位、哪一挡哪个齿比,要多少滑差的防滑差速器,厂家都能提供给你,而且制作齿轮与同步啮合齿的材料往往都是高强度钢,更能禁得住大马力长时间摧残不崩坏,这对比赛来说可是超级受用!附带一提,一般变速箱使用的是斜齿齿轮,运转时噪音较小;但序列式变速箱多使用平行齿轮,运转时的噪音比较明显,强度、耐用度则更好。

至于改装序列式变速箱可是专业活,一般两种安装方式——套用原车变速箱外壳,或是利用转接座连接发动机,因此产品送到买家手中往往还需要自行组合甚至制作配件。另外,由于换挡免踩离合也不用收油门,所以需要连接一条电路到发动机控制电脑,命令发动机在换挡时改变点火正时调整转速。Balabata……,到此为止,因为这变速箱中的战斗机太过专业;;再说下去得一整本书了!

THE END

手动“党”的专享乐趣

说完一堆很专业、很冷门的手动变速箱改装故事,其实阿涂自己都有感能够看完这全篇的读者估计不多,毕竟中国大陆懂得汽车改装的人群不多,能改到手动变速箱如此深入的人更肯定少之又少。但当我看到一郎哥、辉哥,在如此一条专业且孤高的道路上坚持求进求完美地走着,我又怎能不把这专属于手动“党”玩车乐趣的好事传递给大家呢?

文末提醒大家,搭载双离合变速箱、自动变速箱、CVT变速箱的车真的没有玩转变速箱的福气,只要改装发动机动力超过变速箱可承受扭矩,除了抓不住之外还会很快烧坏离合控制机构换来大修应对,亲们可别以身试法!

猜你喜欢
离合器手动齿轮
关于齿轮的有趣问答
搞笑段子
你找到齿轮了吗?
异性齿轮大赏
骑车上班日
手动挡车起步出现了焦糊味是离合器片烧了吗?
风行S5001.6L手动尊享型
宝骏5601.8L手动豪华型
C4世嘉 1.6L手动豪华型