憑經驗談談摩託車溼式多片式離合器

2020-12-19 MOTO

何謂"溼式多片式離合器",以及改裝與應用?

外觀不外乎就是這樣的東西,只要是掛擋車基本上都會有這東西。

離合器的工作方式基本上都是這樣。

這是離合器分解圖,不難看出就是一堆摩擦片跟鋼板組成。

摩擦片與鋼板長這樣,還有彈簧,以上都是多片式離合器的構造以及初步的運作方式。

為何今天把這拿出來討論呢?

是因為看見許多車友不太了解為何自己的車子引擎及變速箱的問題老是無法解決,甚至認為是通病,許多車友,總多少會聽過」改裝離合器能提升車輛性能」諸如此類的,為何改裝完卻出現問題呢? 甚至沒改的也出現這些狀況。

空檔很難掛? 拉杆變得很重? 半離合點找不到?只有熄火的時候才能正常變檔! 這個爛變速箱?

首先要了解溼式多片離合器的工作原理,還有相當的細節,有些溼式多片更搭載環形的吸收彈簧,甚至有滑動的結構,以我的車來說,原廠引擎搭配4.5片的摩擦片及4.5片鋼板還有4柱的彈簧,PS.4.5片是指摩擦片的圓周面積量,外觀為5片原廠引擎真的只配這樣。

但是為何呢?離合器主要工作是將引擎正在做動的力量逐漸帶入靜止的變速系統鏈條以及後輪為何是逐漸?

以力學的角度看,要將靜止的後輪驅動,引擎是無法直接推動的(就是踩一檔直接熄火,通過離合器半離合將力量以動摩擦逐漸的帶動後輪為促使車輛前進,這中間動摩擦增加力道速度關係著引擎能否順利的帶動車輛(會不會起步熄火以酷龍扭力輸出僅12.7牛米/7000rpm來說,確實原廠的離合器配置就已足夠。

為何這麼說呢?怎不說馬力?

因為引擎驅動車輛加速前進,是靠扭力而非馬力為何說原廠4.5片已經足夠了呢?該引擎需要到7000rpm才有12.7牛米扭力值,意思就是引擎低轉超級沒有扭力。

問題A.沒扭力的輸出跟幾片摩擦片有什麼關係,多一點不是更能傳輸力道?

問題B.彈簧硬起來,增加最後的摩擦力呢?

<以下大量假設,並非實際數據>

解析A問題 摩擦面積

1.引擎不會花式熄火,持續穩定輸出4N(牛頓)的扭力在轉速S

2.原廠離合器總接觸面積為 4.5x圓周面積(Y)=4.5Y改裝離合器粽接觸面積為 6.0x圓周面積(Y)=6Y

3.4.5與6皆為摩擦片片數,其彈簧力道壓版皆相同並且離合器拉杆做動範圍(有效半離合接觸為5mm)通過頂杆力矩變化行程只有0.5mm(固定為50條)要在這50條的行程內將力道傳輸出去,以下大概就是原廠與改裝的出力差異。

在引擎固定輸出力道下,以及放開離合器同樣的時間及行程,抵達相同的末速度唯一的差異就是4N的釋放時間,所謂的」加速度"的差異。

4.原廠離合器在2秒完成5.99km加速過程改裝離合器在1.5秒完成5.99Km加速過程

5.一組摩擦片與鋼板需要10條的行程才能切斷95%的動力

問題A結論

這樣不是很棒嗎?起步可以很快?

沒錯,就那瞬間很快這加速度的時間差主要來自於相同時間所受到的接觸面積差越大的傳遞面積在相同的時間行程可以越快傳遞相同的力量,但是你的引擎出力只有4N白話說,改裝的離合器起步要更加細膩拉,時速還沒5Km引擎的力道早就整個傳過去了引擎運轉並非像電動機可以持續輸出扭力是有個扭力周期,細觀來看1800rpm>一秒60圈>60圈又只有30次點火有爆炸出力。

像這樣,進壓爆排不斷循環,大部分的時間都是低於4N輸出,而推動車輛所需的功率皆為固定,改裝離合器僅以75%時間達到所需的接觸面積相同的起步加速時間,引擎負載卻多了25%。

改裝離合器在這裡就產生了大問題

引擎無法負載多出的25%力道,用以往的騎乘習慣導致起步熄火。

解決方式:

1.花更多時間更多精力釋放離合器拉杆

2.補足25%的力量需求(大開油門,彈射起步

3.提升動力,改車什麼的

4.1 2兩者一起做或1 2 3一起做

5.換回原廠離合器...

補充細節 很重要!

多片溼式離合器拉起來不代表完全切斷動力,只是傳遞動力變小而已,實際上運轉會有機油產生摩擦力,更不提沒有設計良好細節的多片離合自身的摩擦在上述離合器頂杆固定的做動行程下50條,原廠五片離合器每片均可獲得10條的遊移間隙,使得變檔時離合器不會傳遞過多能量給變速箱動力減少95%,變速箱齒輪受力只有5%,可以輕易換檔。

改裝6片離合器呢?

相同不變的摩擦片與鋼板多了一組,意味著需要共60條的行程才能切斷95%甚至只有90%的力道,可是別忘了頂杆機構只提供50條的行程,換算下來離合器拉到底,還會有動力傳輸15%~30%掛在變速箱上頭。

結果:原地換擋困難,半離合行程過長

Ps.半離合過長可改短行程強力拉杆,使力矩變短提升頂杆行程,但是會變重手還更需要細心控制拉杆。

解析B問題彈簧加重/5彈簧/6彈簧

直接結論:

缺點就是你手感變重,離合器線提前下課,優點真的就是可以減少激烈操駕時產生的打滑現象。

提高磅數的離合器拉起來真的很重,改裝省力拉杆/頂杆獲得較舒適的使用者體驗,但是總有個但是你的半離合間隙就變長了,跑出空檔掛不上,變檔困難的現象此時此刻的你是不是覺得B問題跟A問題交錯了了呢?沒錯,改變拉杆就是改變頂杆行程,就是改變變速箱換擋時的負載。

其他

若是那種低轉扭力引擎會不會打滑呢?最最重手的離合器我握過就是野狼了,沒錯原廠的離合器非常的重手,不外乎就是硬彈簧但是打滑問題並不存在。

進口車是怎樣,那個CBR150的離合器有夠輕的有一點很重要前面都沒提,那就是摩擦片與鋼板的熱膨脹係數,進口車為何可以做到6片甚至7片離合器都還能輕易的換擋,功不可沒的絕大多數就是摩擦片,不信就自己買FCC裝看看,還有就是零組件的設計細節與精度,最重要的是人家是進口車666,但是我更換230引擎最受困擾的就是離合器間隙跟不易換檔原廠就搭配6片6柱離合器,可想而知本人同時存在A與B問題。

最後改裝完離合器片後徹底獲得解救,在引擎高溫運作下,優異的低熱膨脹係數,使得變檔遊移間隙更大,完全去除換擋不易的問題。但是出現了全油門高轉變檔打滑問題........(有一好沒兩好拉杆頂杆行程說來說去其實只是槓桿原理而已)

滑動離合器是?

做動方式只要想成腳踏車的棘輪就行了,目的是高轉狀態下引擎不出力會產生極大的引擎剎車,滑動離合器只是減少過大的引擎剎車用的至於會不會在加速的時候打滑這就不用擔心了,結構上是有角度的栓槽,原子筆拆開就有87%像了。

總結

更換品質更好的摩擦片或機油確實可以提升性能或是舒適度,車廠在設計車輛時考量的因素非常的多,該給的都會給,基本上正常的使用狀況下是一定夠用的。掛擋車的離合器改裝可以說是相當普遍,但是大多數人並不太清楚其運作原理。

這也是我本身也是摸索了很久交叉測試出來的結論,改車這種東西就是牽一髮動全身的,現在騎沒問題不代表以後都沒問題以上都只是我個人的理論,如果有錯誤可以提出意見或討論。

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