本文轉自小丙摩託車評中心,小喬略有改動,致謝為感。
(圖為特邀鬼火少年封閉道路擺拍)
文/小丙
試車小丙
攝影/花全錦、小丙
車輛提供/比亞喬摩託車
遙想二十幾年前, 小丙還是個剛接觸摩託的鬼火少年, 一起玩車的小夥伴炸街幾乎都不安裝傳動外蓋。為啥? 無論是為了追求更高的尾速或更猛的加速力, 我們整天就是在琢磨怎麼強化原廠的傳動系統。今天,鬼火丙就把二十多年來對CVT傳動的理解和觀眾老爺一起分享。
本期帶來的是,踏板車變速系統詳解。進入正片之前先打個針,這期內容非常枯燥乏味, 沒有小姐姐可以看,沒有拉極速可以看,也沒有壓彎磨膝蓋可以看。
長達49分鐘的正片裡, 多數時間筆者拿著工具一邊拆傳動,一邊說著二十幾年前,小丙還是個窮困鬼火少年的時候,改裝CVT傳動的心得。影片非常無聊,但新手只要耐心看完,以後但凡有人跟你吹CVT變速系統是怎麼回事,保證再也不上當受騙。
視頻如下 (超清版本請至最下方閱讀原文)
↑在目前這個小姐姐15秒視頻百萬點讚的視頻快餐時代,觀眾老爺要保護還繼續堅持拍長篇硬貨的小丙啊。
CVT傳動系統的奧秘
CVT變速系統只要轉下油門,車輛便會自動向前走,並維持適當的轉速來輸出動力。CVT變速系統除了使用在小排氣量的代步車種之外,也被運用在大排量的踏板車之上,如Yamaha T-Max或是Honda Silver Wing。
看完上方的拆解影片之後, 筆者將會透過圖文詳解踏板車CVT變速系統,看看這變速箱內到底裝了什麼,可以自動且連續地變速,甚至可以讓發動機一直維持在最大功率來驅動車輛。
由於筆者小時候是個不愛念書, 喜歡亂改傳動的鬼火少年, 長大後除了給各車廠測試車輛之外,也沒其他會的了。
↑不安裝傳動外蓋其實有危險性, 但動力大改的車輛, 測試時由於需要強化散熱, 下場還得隨時調換搭配多種傳動比, 測試車經常出現不安裝傳動外蓋的情況。(圖為小丙正在賽道測試某廠CVT改裝傳動)
CVT傳動歷史
還沒有發展出CVT(Continuously Variable Transmission)無級自動變速之前,最初代的「Scooter」是採用手動換擋,雖然有著與今日踏板車相似的外觀,騎士仍然需要以左手捏下離合器,再轉動左把手以完成換擋。CVT的概念在1950年左右出現,當時運用在一些簡易機械上,但是因為能夠承受的扭力相當有限,曾經被速霸路(Subaru)車廠嘗試當作汽車變速器,卻在初期屢屢碰壁。主要是最初承受扭力有限,那麼裝置於小排氣量機車上或許可行,於是便誕生了目前主流的CVT踏板車,之後車廠漸漸採用不同材質的動力傳遞媒介,提升CVT的扭力上限,CVT結構才開始慢慢用於各種汽車上。
↑小喬機車早期車型採用手動換擋,外觀雖與現時的踏板車相似,但騎士需要以左手捏下離合器,再轉動左把手以完成換擋。
CVT的成熟過程也走了不少歪路, 早期三檔自動變速的名流100,與現今主流CVT不太一樣,利用離心力推動三組不同減速比的齒輪組自動換擋,但齒輪機構噪音大、換擋頓挫感明顯。
CVT原理及構造
↑CVT系統利用離心力控制開閉盤的伸張與收縮,藉以達到變速的目的。
CVT無級變速系統中,傳動皮帶夾於普利盤與普利壓板(風葉盤)中間,而皮帶後端夾上下開閉盤中,開閉盤靠變速彈簧(俗稱大彈簧)將皮帶夾住。當發動機轉動,普利盤裡的配重錘因離心力的牽動,而滑動於普利盤的溝槽間,溝槽的斜坡設計,推擠皮帶向外擴張,因為皮帶長度固定,故皮帶受到普利盤擠壓向外滑動時,後端開閉盤便會被皮帶撐開,皮帶變成往開閉盤內側滑動,起步時前方直徑小,後方直徑大,高速時前方直徑大,後方直徑小,如此滑動便改變了變速比,而且毫無阻礙過程,所以沒有換擋頓挫的感覺,呈現順暢的加速反應,這就是為何CVT也被稱為〝無級變速系統〞。
CVT離合器的接合與分離
↑圖為CVT離合器,當離心力不足的時候, 小彈簧便會拉住摩擦片,停止與外碗的接合。
發動機怠速時,由於離心力不足以甩開CVT系統的離合器, 所以離合器保持分離狀態。當動力傳導到後方遠心離合器時,因離合器旋轉,造成離心力,離合器摩擦片向外甩開,貼於離合器外碗,同時帶動外碗旋轉,外碗與軸心同時被帶動,再經一固定變速比之齒輪組傳動到後輪軸,使摩託向前行走。
離合器、小彈簧
↑改裝用的離合器多在摩擦片材質上下功夫,比如加入更多的金屬纖維藉以增加與碗公咬合的摩擦力。
↑換上較硬的小彈簧,離合器摩擦片便需要較高的轉速才能與外碗接合,可讓起步瞬間加快速度。
離合器彈簧的改裝也可提升起步性能,改裝較硬的小彈簧,離合器摩擦片便需要較高的轉速才能與碗公接合,可以讓機車起步瞬間加快速度,這與檔車拉轉彈離合器是屬於相同道理,但如果改裝太強的離合器彈簧,轉速過高才接合,會導致離合器因相對速度過快而無法確實抓緊外碗,嚴重縮短離合器摩擦片與外碗的壽命。
開閉盤、大彈簧
↑開閉盤溝槽多以一直線來設計,讓摩託能順暢地加速。
↑彈力較強的大彈簧可改善開閉盤無法確實將皮帶夾緊的現象,並增進減速之後的再加速性能。
若車輛改裝之後馬力輸出較大,動力傳至開閉盤時,開閉盤組中的大彈簧彈力不佳,會無法確實將皮帶夾緊,也無法藉由摩擦將動力輸出,造成皮帶的打滑現象,此時可改裝彈力較強之大彈簧幫助動力傳輸。彈力較佳的大彈簧也可以促進減速之後的再加速,減速時,普利盤上皮帶的直徑縮小,而後皮帶輪上皮帶的直徑增大,改裝強力的離合器大彈簧可以使後離合器皮帶直徑增加的反應變快、減速後的再加速更加靈敏,但強力離合器大彈簧也會造成傳動比變大,耗油的現象。
普利盤、普利珠、風葉蓋
↑普利盤內置放普利珠,因為普利盤內的普利珠曲道為弧形設計,當普利盤高速旋轉,普利珠便受離心力影響而向外甩出。
↑一般改裝用的普利盤及風葉外蓋,多以輕量化鋁製作。
傳動前端靠著曲軸不斷旋轉,與曲軸固定的普利盤可同步旋轉而獲得強大的離心力,普利盤內置放普利珠,當普利盤高速旋轉,普利珠便受離心力影響而向外甩出,因為普利盤內的普利珠曲道為弧形設計,向外移動的普利珠即可推動固定的普利盤外蓋,當普利盤向外滑出,便會縮小與風葉蓋之間的間距,傳動皮帶也因此向外側推出。大體來說,普利珠若更換成較重的,則低速域時作用不良,因為滾珠一下就把皮帶推向外側,導致機車在需經過較長的時間才開始有加速作用,但較重的滾珠可讓前方皮帶直徑更大,讓減速比較低,因此讓極速更易發揮。輕型的滾珠則相反,因為離心力不足以將皮帶推向外側,中高速時,由於離心力不足,無法將皮帶推向最外側,故高速不良,變成有轉速而沒速度的情況,所以說普利珠的配重可說是一門學問。
CVT傳動示意圖
↑高轉速狀態(前大後小)
↑低轉速狀態(前小後大)
CVT故障判斷
CV的技術目前已經相當成熟,不過在經過長時間的損耗之後,還是會出現性能不足及故障的問題。以下,筆者大致說明CVT變速系統所可能出現的故障情形。
1、普利珠老化或破損
症狀
當車輛出現無法順利變速,導致車輛一直維持在同一個速度無法上升時,就有可能是普利珠發生問題。由於普利珠是滾珠狀的零件,而整個變速原理也是根據普利珠在滑槽之內的連續滾動位置來連續變速,若是普利珠發生變形,甚至破損,勢必造成變速不順(無法連續)或是速度定住而無法突破的現象。
修復辦法
更換普利珠,並檢查普利盤滑槽。當普利珠發生變形或是破損,勢必得更換新的普利珠,同時將其餘的珠子一起更換是較為保險的作法,因為其他的珠子也可能將隨時磨損殆盡。除了更換普利珠之外,也得檢查滑槽是否有被壞掉的普利珠傷到,若有傷痕,也必須一併更換。
2、皮帶斷裂
症狀
當踏板車在行駛間突然發生車輛無法繼續加速,動力無法傳遞至後輪時,便有可能是發生皮帶斷裂的情形。此時,可以仔細聆聽發動機的聲音,在轉下油門之後,發動機轉數是否可以繼續拉高,但後輪並不會輸出動力,若是如此,則可以判斷是皮帶斷了。
修復辦法
皮帶和檔車鏈條一樣都是消耗品,其材質為橡膠內包鋼絲線,橡膠會在長期使用後硬化、變質龜裂,其與普利盤以摩擦的方式互相配合,傳遞動力,當然會有磨損。更換皮帶是解決皮帶斷掉的唯一辦法,更換時需注意普利盤是否也有磨損的情形,若是普利盤碟片也發生磨損,很容易再造成新的皮帶快速損壞。
3、皮帶及普利盤老化
症狀
皮帶與普利盤以摩擦配合,磨損過度時,便會發生傳遞動力效率不足的問題,也就是會感受到動力似乎變差的感覺, 且極速性能明顯降低。
修復辦法
此時必須檢視皮帶及普利盤的磨損情形,判斷是否需要更換零件。
4、離合器過度磨損
症狀
長時間爬坡或是裝載重物,踏板車經常會出現起步抖動的毛病,這就是離合器過度磨損。首先有可能是離合器外碗因為過熱而發生變形,或是被離合器片過度磨損造成摩擦面不平滑而發生結合時的抖動。也有可能是離合器摩擦片因為過度磨損而發生摩擦面的受損或是已經磨損過多,需要更換新的摩擦片了。
修復辦法
起步抖動的問題通常發生在離合器上,因此檢視離合器片及外碗的磨損程度,並加以更換是唯一的解決方法。
↑傳動系統的健康程度對一部車馬力的發揮有著決定性的作用, 雖然基礎原理非常枯燥, 但看完之後,是不是對自己跨下的踏板有更全面的認識了呢?
以上就是這一集所有內容了。
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