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你知道你的摩托车变速箱如何工作的吗?

不论骑士选择用几指来拉刹车,如何同时刹车、同时退挡补油都需要熟练的技巧

你知道你的摩托车变速箱如何工作的吗?

变速箱究竟变的是什么魔术?

以上提了这么多变速箱的重要性,以及骑乘时所会遇到的各种状况,但变速箱的葫芦内到底卖的是什么药,四挡、五挡及六挡变速箱又差在何处?所谓的循环挡及国际挡又有何差别?这里将逐一为各位解说。

解剖变速箱

大家都已经知道齿轮是变速箱的基本零件,也知道不同挡位是由不同齿比的齿轮在做传递动力的动作,但究竟这些齿轮是如何配合的呢?打开变速箱,首先会看到两串齿轮,以六挡变速箱为例,每串齿轮上有六颗大小不一的齿轮,而穿过这两串齿轮的轴心则称为主轴及副轴。换句话说,变速箱的基本构造就是主轴及副轴,上面各串六颗齿轮。虽然两个轴上的六个齿轮在齿数上都不相同,但是却可以将两支轴并在一起,两对、两对齿轮互相咬合如图一所示,图上并有每一对齿轮的编号,从16

主轴上,齿轮A1A4是与主轴相结合的,也就是说,主轴转一圈,这些齿轮也会跟着转一圈;相对的,A5A6则是与主轴不相结合,也就是说齿轮A5A6中间挖了一个洞,让主轴穿过去而已,不管主轴怎么转,与这两个齿轮无关。在副轴上,情况刚好与主轴相反,齿轮B5B6是与副轴相结合的,会跟着副轴一同旋转;而齿轮B1B4则是与副轴不相结合,副轴的转动不会影响这四个齿轮的转动。在变速箱中,主轴端是与发动机的曲轴相连的,而副轴则是与传动系统中的小齿盘相连结。换句话说,主轴在变速箱中担任动力输入的角色,而副轴则是担任动力输出的角色,而剩下的六组大小不一的齿轮,则是六个挡位。

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没有熟练的挡位变换是无法顺利完成加速动作的

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变速箱内的齿轮组

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齿轮组在加入拨叉及变速鼓后可经由打挡杆进行换挡

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依照前面所说,主轴上只有齿轮A1A4与主轴是相连结的,而副轴上只有齿轮B5B6和副轴相连结,所以当主轴转动时,只会有齿轮A1A4跟着转动,虽然齿轮B1B4也会被主轴的齿轮所带动,但却因为这些齿轮都没有跟副轴结合,所以不会带动副轴,也就是说,目前的状况,不论主轴怎么转,副轴是不为所动的。如此的状态,不就像是不论怎么转动油门,发动机转速怎么提升,车子还是停留在原地吗?这就是空挡的状态。在空挡时,虽然六个齿轮仍是互相咬合,但在巧妙的安排下,虽然发动机一直输入动力,但却都不会传递至副轴,只是原地空转。

在此要开始介绍其他在变速箱中的零件,分别是拨叉及变速鼓:拨叉总共有三支,形状是Y字形,以开岔的那一端夹持着齿轮,第一支拨叉夹持着齿轮A2A4(其实齿轮A2A4的中间是相连的),第二、第三支拨叉则分别夹持着齿轮B5B6,拨叉的作用在于控制这几个齿轮左右平行移动。这些齿轮虽然都与主轴或副轴相连结,但却可以在轴上平行移动。变速鼓则是控制拨叉位置的零件,每挡骑士踩下打挡杆时,变速鼓便往前转动一步,拨叉的位置也随之改变,控制特定齿轮的左右位置。当骑士勾起打挡杆时,变速鼓便往后转动一步,拨叉也同时回复到上一个位置。

在空挡状态时,主轴及副轴是没有连结的,不论发动机转速是多少,与主轴相连结的齿轮A1A4虽然同时带着B1B4转动,但就是无法使副轴转动。但当骑士踏入一挡时,此时变速鼓往前转动一步,使得夹持着齿轮B5的拨叉往左边移动,使得齿轮B5向齿轮B1靠近,并互相结合(齿轮B1的右侧及齿轮B5的左侧是附有齿状的结构,当两者靠近时,便会互相结合,同步转动)。此时,整个变速箱的机制就在从此改变,动力自主轴输入之后,便带动着齿轮A1同步转动,而齿轮A1也带着齿轮B1转动,但是两者的转动速度会依照两者的齿数比例而有所改变,原本齿轮B1只是在副轴上空转,但是由于已经和B5做了结合,所以齿轮B1便会带着B5同步转动,且因为齿轮B5和副轴是相结合的,所以齿轮B5也会带着副轴同步转动。最后的结果就是,主轴开始带着副轴转动,动力开始经由主轴传递至副轴,传出变速箱,而主轴及副轴的转速比例正是依照齿轮A1B1的比例做调整,这就是一挡。

当骑士的左脚再度上勾,要将挡位换入二挡时,此时变速鼓便再度往前转一步,将控制齿轮B5的拨叉向右移动,回复到原位,并继续往右移动,往B2齿轮靠去,与之结合。此时从发动机曲轴传递来的动力便由主轴传递至齿轮A2,由齿轮A2带动着齿轮B2,齿轮B2虽然没有办法驱动副轴,但却与齿轮B5相结合,经由齿轮B5将动力传递至副轴,输出变速箱。

当骑士继续勾起打挡杆,则变速鼓会继续往前转进一步,拨叉会再度移动。若是骑士踩下打挡杆,则变速鼓会倒退一步,将拨叉回复到前一个挡位的位置。原本可以自由转动的主轴与副轴就在三支拨叉巧妙地移动之下,可以完成六种齿比的挡位,且齿轮均一直咬合着。你知道你的摩托车变速箱如何工作的吗?

循环挡与国际挡

在市场上常见的商用跨骑车,不少采用“循环挡”的换挡方式,而世界上主流的大排量摩托车,则均采用所谓的国际挡。循环挡的换挡方式为空挡之下,往前踩为入一挡,再往前踩为入二挡,继续踩至最高挡位后,再继续往下踩则换为空挡,并重复一、二、三等挡位顺序。往后踩则为退挡,由空挡退为最高挡位、次高挡位……直到一挡、回到空挡。国际挡的换挡方式则有所不同,由空挡往下踩是入一挡,但再来则无法继续往下踩,必须往上勾进入二挡,若往上勾得太轻,则会变回空挡,从二挡继续往上勾则入三挡、四挡,直到最高挡位才无法继续上勾。

两种变速箱在结构上完全一样,都具有变速齿轮组,主轴及副轴,拨叉及变速鼓,样样不少。唯一的差别在于变速鼓的不同,循环挡的变速鼓在打至最高挡位时还可以继续往前动一步,此时已经转动360度,回到原本空挡的位置。但在国际挡的变速鼓部分,打到最高挡位时,变速鼓便卡死,无法继续往前转动,要退挡只能踩下打挡杆,将挡位退回。在设计上,国际挡是为了安全考量,使骑士在高速下不至因为操作错误而打入空挡。也确保退挡时,就算退至一挡,也不至于继续退至空挡。

工程师在发明了发动机之后,接着又为其设计变速箱,使发动机的动力输出获得发挥。手动挡位变速箱除了让发动机更容易处于高功率输出状态,也带来了操驾的乐趣。虽然手动挡位变速箱能让骑士更频繁地使用最大功率来加速,但却仍然不是恒时供应;于是CVT变速系统因此应运而生,可以在任何速度都以最大功率来加速。


CVT变速系统使踏板车成为了构造简单、容易操作的二轮车种,只要转下油门,车辆便会自动向前走,逐渐加速,并维持适当的发动机转速来输出动力,驱动车辆。CVT变速系统除了使用在小排气量的代步车种之外,也被运用在大排量的踏板车之上,如Yamaha T-Max或是HondaSilver Wing,这表示成熟的CVT技术不但能带来方便,更能发挥发动机的性能,使其成为与众不同的车种。


CVT传动历史

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