詳細說說摩託車傳動那些事,傳動原理、傳動形式與離合器

2021-01-12 MOTO

在之前的機械單元中,我們討論了摩託車的動力心臟——引擎。接下來,我們則要帶領大家進入動力系統的下一個階段,也就是傳動及變速系統。有了傳動系統,引擎的動力才得以從曲軸一路傳遞至後輪。有了變速系統,引擎的動力才能適時的在不同的速度域發揮。究竟這變速系統的原理是什麼,又有哪些傳遞動力的方式呢?馬上進入我們本期的主題——「傳動與變速」。

有了傳動系統,引擎才能將動力輸出至後輪,使車輛加速。

為什麼需要傳動?

傳動系統便是傳遞引擎動力的媒介,藉助傳動系統,引擎所輸出的扭力才能從輪胎髮揮,真正將車輛加速。文字敘述很簡單,但其實傳動系統是非常重要而且聰明的。如果沒有了傳動系統,那引擎便得放置在後輪旁,直接將曲軸與後輪相接,作動力輸出。如此一來,車輛的重心便會偏在後方,操控性能會大幅度降低。

為了發揮水平對臥式引擎的優點,寶馬的摩託車得將引擎直放。

有了傳動系統之後,引擎便可以放置在前、後輪胎的中間,維持前、後輪相近比例的荷重,而寶馬也才能在摩託車上設計水平對臥式引擎。設計水平對臥式引擎時,寶馬的工程師為了將引擎的優點完全發揮,必須將引擎直放,也就是曲軸將與車身平行。以一般直列四缸的引擎配置來看,曲軸的方向是垂直於車身方向的,或者說,曲軸的旋轉方向,和輪胎是一樣的。但以水平對臥式引擎來看,傳動系統就必須將動力輸出方向作一次直角的轉向,如此一來,輪胎才會往前轉。

減速比

傳動系統除了傳遞動力之外,也必須通過減速比適當地調整動力輸出。若是將引擎轉動的力量直接傳遞至後輪上,則當引擎轉一圈時,後輪也必須轉一圈。換算之後,當引擎以5,000rpm旋轉時,17寸的輪胎也以同樣速度旋轉時,直線的速度便約是600km/h。這樣的速度顯然是太快了,因此需要經過齒輪組等具有類似功能的機構來作減速。

若直接讓引擎的動力傳遞到車輪上,車輛就會變得難以操控,因此傳動也扮演著調節動力的功能。

動力在經過減速之後,雖然速度變慢了,但扭力卻會跟著放大,曲軸扭力及輪上扭力有差異。若引擎可以在5,000rpm 輸出2Nm的扭力,則經過減速至2,500rpm 之後,扭力理論上可以放大至4Nm。但因為動力在傳遞過程中會有損耗,例如摩擦損耗等等,因此實際量測的數據會稍微低一些,也就是傳遞效率的問題。

各式傳動

傳動系統通常利用以下幾個常見機械元件來作搭配,首先是常用於仿賽車及一般街車款的鏈條、齒盤系統,用於踏板的皮帶、普利盤系統,美式巡航車所使用的齒型皮帶傳動系統,寶馬多功能車與旅行車所使用的軸傳動系統。以上所列舉的各種傳動方式,均各有優、缺點,也適合不同車款,再來會作簡單的介紹。

R1250GS身為寶馬的多功能旗艦,動力系統為水平對臥雙缸搭配上軸傳動。

鏈條與齒盤

鏈條與齒盤所組成的傳動系統是當今最常見的,在仿賽車上幾乎清一色使用這一類型的傳動件。動力經過引擎及變速箱之後,便傳遞至驅動軸上的小齒盤(前齒),再藉助鏈條傳遞至後輪軸上被動的大齒盤(後齒)。小齒盤的齒數及大齒盤的齒數換算成減速比,因此鏈條及齒輪在搭配之後,動力還可以獲得一次扭力放大。

動力經前齒與後齒的搭配而放大扭力。

齒盤與鏈條互相搭配的好處在於傳動效率高,可承受的扭力也大,在搭配良好的系統中,效率可以高達95% 以上,是相對較好的設計。維修方便也是這類傳動的優點,不需拆解任何零件,利用眼睛觀察,齒盤及鏈條的磨耗也可以被輕易地檢查出來。鏈條及齒盤重量輕盈,尤其齒盤可以使用鋁合金製品,使整體轉動慣量降低,不會增加車輛加速時的負擔。

在缺點方面,鏈條、齒盤為金屬互相接觸,除了互相磨損之外,也會帶來震動與噪音。在起步或是再加速的情況下,也會帶來較為惱人的生硬感,行車舒適度不如其他的傳動系統。也正因如此,以長途騎乘為主打的休旅、巡航車種,會儘量避開鏈條及齒盤的傳動系統。

鏈條構造簡單,卻可以傳動較大的動力,是目前最常見的設計。

皮帶與普利盤

皮帶與普利盤則是踏板常見的傳動系統,除了傳遞動力之外,還可以兼作變速系統。這裡所指的皮帶是V 型皮帶,利用兩旁的V 型斜面與普利盤接觸的摩擦力來傳遞動力。利用普利盤的開合情形調整皮帶的位置,可以製造不同的減速比達到變速功能,因此也可以作為變速系統。

CVT也有著如鏈條齒盤傳動的前後齒以達到變速的功能。

這類型的系統組合除了可以加入變速的功能之外,也可以搭配離心式離合器,使駕駛只需要操作油門,便可以使車輛行走。整個系統利用摩擦力來進行動力傳遞,因此會有動摩擦及靜摩擦的轉換來使整體動力傳遞更加柔順,增加舒適度,但也限制了傳遞動力的效率及最大傳遞扭力。動力的傳遞效率大約在80% 至90%之間,若是在變速的情況之下,傳遞效率則會更低。

YAMAHA的YCC-AT,將無級變速的CVT改為可以進、退檔的有段系統。

軸傳動

軸傳動形式的系統大量使用在汽車上,原因是可以輕易地設計大動力的傳動系統,只要將傳動軸的直徑增加即可。在摩託車上,只有少數的休旅車種選用軸傳動系統,雖然成本會比鏈條、齒盤系統增加許多,但優點是動力傳遞較為柔順,不會有鏈條的震動,保養周期與平均壽命較長也是軸傳動不可遺漏的優點。

寶馬引以為傲的軸傳動系統。

齒型皮帶及皮帶輪

最後要提的則是齒型皮帶及皮帶輪的設計,這類型的設計常被哈雷的美式巡航機車所使用。這裡的皮帶並非利用摩擦來與皮帶輪接觸,而是採用類似鏈條及齒盤的設計,在皮帶上設計齒數,與皮帶輪上的凹痕相嵌合。其優點為動力傳遞較為柔順、重量較輕、肅靜性高、保養周期較長;不過齒型皮帶傳動也有著成本高與皮帶更換難度較高的缺點。此類型的系統,也經常用於引擎氣門系統的正時機構之上。

除了美式巡航車之外,寶馬也在F800S 上使用齒型作為傳動元件。

離合器

不論是踏板或是所謂的打檔車都需要有離合器的設計,使車速為零時,輪胎可以和引擎分離,才不會使引擎在車輛停止時熄火。一般踏板是使用離心式離合器,是根據引擎轉速來自動控制的,不需要騎士操作,在稍後的內容中會詳細介紹。在這裡,我們主要探討的是掛擋車上需要騎士控制的離合器機構。

離合器的最大功能就在於切斷及結合引擎的曲軸所輸出的動力,一般的變速箱設計中,曲軸的動力在經過第一次減速比之後,便來到離合器。經過離合器之後,才是變速齒輪組,再來才由傳動系統輸出至後輪。因此,當離合器切斷動力時,從變速齒輪開始直至後輪都不會有動力驅動。反過來說,離合器切開時,騎士轉下油門,提升引擎轉數也不會影響車速。除此之外,離合器還有重要的功能便是使車輛起步。當車輛停止時,輪胎的轉動速度便為零,此時必須利用離合器的摩擦力,以引擎的動力逐漸帶起車速,並維持引擎的最低運轉速度,才不會熄火。這樣的過程,也就是所謂的半離合,或稱動摩擦的狀態。簡單地說,離合器在此的功能便是調和動力輸出的前端(引擎)及後端(後輪)之間的轉數,最後結合兩者。

離合器結構,由離合器片及摩擦片所組成。

在離合器的結構中,可以主要分成兩部分,第一是離合器片,第二是摩擦片。在圖片中,離合器片及摩擦片便是交叉放置,七片摩擦片便放置在八片離合器片之間。離合器片上附著黃色的摩擦片,藉此和摩擦片產生摩擦力,當黃色的來令耗盡時,則會產生離合器力量不足,需要更換以維持性能。在形狀上,離合器片則是在外圍長有齒型的突起形狀,剛好與離合器外蓋的齒槽接合。而摩擦片則在內緣設計凹狀的齒槽,與離合器內轂設計的凸槽相接合。

從圖表中可以看到,離合器外蓋接合了離合器片,並且與曲軸相連結,屬於驅動端。而離合器內轂則與摩擦片接合,與變速箱連結,屬於被動端。當離合器拉杆是放鬆時,另一個稱為離合器壓板的元件以彈簧將離合器片及摩擦片壓在一起,使主動端與被動端接合。而當離合器拉杆被壓下時,壓板便鬆開,使離合器片及摩擦片兩者能相對地自由運動,動力也就被切開了。

溼式與乾式

了解了離合器的基本作動原理,讀者大概還會想問到,常聽到的溼式離合器及乾式離合器究竟代表什麼意義呢?這裡所談到的溼式離合器便是指整組離合器機構泡在潤滑油(齒輪油),以潤滑油來幫助離合器片與摩擦片完全分離,獨立旋轉。潤滑油還可以使兩者在摩擦時,可以更滑順地接合,另外也有散熱的功能。

DUCATI過往追求極致性能,在旗下高階車種皆採用乾式離合器,增加性能表現,不過考慮到保養與噪音問題,現在大都採用溼式離合器。

乾式離合器則是相反的設計,整組離合器結構並不泡在油中,甚至直接外露在空氣中,方便散熱。因為少了潤滑油,乾式離合器的接合力道十分強勁,常使用在競賽車種之上,車輛起步需要更高的離合器操作技巧,否則會在接合的瞬間熄火。

相關焦點

  • 解析摩託車軸傳動與鏈條傳動及皮帶傳動的區別與優缺點!
    解析摩託車軸傳動與鏈條傳動及皮帶傳動的區別與優缺點!大家都知道摩託車的傳動方式跑不出軸傳動、鏈條傳動和皮帶傳動這三種,為什麼不同的摩託車會用不同的傳動方式?小編今天和大家聊聊摩託車軸傳動與鏈條傳動及皮帶傳動的區別與優缺點。
  • 踏板摩託車為啥大多採用皮帶傳動?
    點擊右上方藍字關注「指尖摩託」,第一時間品讀摩託車保養、維修新鮮資訊!踏板摩託車是無級變速的,沒有檔位,與跨騎車採用的鏈條傳動相比,具有噪聲小、不用調鬆緊度、更換方便、傳動平穩等特點,總體上,踏板摩託車的維修保養費用相對高一些。
  • 有幾種傳動形式?
    工具機的傳動形式:工具機的動力來源根據傳動形式,可分為機械傳動、液壓傳動、電氣傳動和氣壓傳動。1、機械傳動:機械傳動應用齒輪、傳動帶、離合器、絲杆和螺母等機械元件傳遞運動和動力,這種傳動形式工作可靠,維修方便,目前在工具機上應用廣泛。
  • 為什麼哈雷對皮帶傳動偏愛有加?鏈條傳動不好嗎?
    為什麼哈雷對皮帶傳動偏愛有佳?鏈條傳動不好嗎?說起摩託車的傳動方式,不外乎就是鏈條傳動、皮帶傳動和軸傳動三種模式了,但一直以來,鏈條傳動模式是最廣為人知的一種,因為市面上在售的摩託車基本都是鏈條傳動模式,那麼鏈條傳動和皮帶傳動模式有什麼區別?又有什麼優缺點呢?
  • 如此經典的哈雷竟然是皮帶傳動?那用鏈條傳動是不是就非常差勁?
    如此經典的哈雷竟然是皮帶傳動?那用鏈條傳動是不是就非常差勁?哈雷的確是皮帶傳動,而其他車型,大部分是採用了鏈條傳動,還有一些採用軸傳動的,比如寶馬摩託車,一看哈雷寶馬這些高端的名詞,就知道它們採用的東西肯定是高檔的東西,只是太貴了。
  • 哈雷為什麼對皮帶傳動如此專一?
    皮帶驅動是哈雷摩託車的特點之一,而其他摩託車品牌車型,大部分是採用了鏈條傳動,還有少部分是採用軸傳動的。比如寶馬摩託車,一看哈雷寶馬這些高大上名詞,就知道它們採用的東西肯定是高檔的東西,只是太貴了。皮帶傳動主要應用在平順的巡航車型和踏板車上。
  • 摩託車的傳動方式是什麼?你以為只有鏈條嗎?其實還有這些!
    摩託車的傳動方式是什麼?你以為只有鏈條嗎?其實還有這些!雖然汽車已經布滿千家萬戶,但是個別人還是非常鍾愛於摩託車,也更熱愛於騎行摩託車上下班,畢竟開車是要面臨「搶車位」以及交通擁堵等等一系列的問題,而摩託車既能達到想要的速度又能帶來充足的動力,並且還便捷,難免有很多車主青睞於摩託車。懂摩託車的車主們都有所了解,摩託車在配重方面還是非常完美的,大多數摩託車都是中置後驅。
  • 巡航車一定得用皮帶傳動?三種常見傳動方式孰好孰壞?
    目前在馬路上跑的大多數機車都是使用傳統的鏈條傳動方式,但是最近新上市的幾款國產巡航車都使用上了皮帶傳動的方式,並且將聽起來更加獨特的皮帶傳動作為一大賣點。那麼,皮帶傳動、軸傳動與鏈條傳動究竟有哪些不同的地方呢?今天小編就要介紹一下這三種常見機車方式的優缺點。
  • 上海歐麒傳動機械廠攜峰科傳動,引領高品質滑臺
    工業是國之利器,提及工業產能中機械最必不可少的就是滑臺,作為工業上的一個關鍵構件,最基本的就是保持對別的物品切削,如果想要同時實現精密高速品質,那峰科傳動滑臺作為行業的領跑者更是不可或缺。、手搖滑臺到機械重型滑臺,峰科傳動總是恰如其分使用其材,精選高剛性材質,保障直線度和直線模組滑塊與導軌零間隙配合以確保高速度順滑靜音,自帶防塵,直線模組往復運動時摩擦係數低,達到靜音效果,通過模塊化組件,保證導向輪貼合轉動軸直線滾動,有效增加接觸面運動速度更快,外用防高強度性材質,保障高直線模組滑塊和導軌零間隙配合,正因有峰科傳動滑臺這樣高速順滑靜音設計,才能助力成為工業生產的得力夥伴。
  • 龍嘉V霸即將上市,詳細參數配置曝光,V缸、皮帶傳動等諸多亮點
    國內太子款摩託車呈現出井噴的勢頭,龍嘉、奔達、輕騎KR等多款新車扎堆上市。其中龍嘉V-BOB「V霸」以皮帶傳動、變徑直把,酷似哈雷「肥霸」的外觀設定,成為許多車友重點關注的目標。經過前期諜照的預熱造勢,它的上市時間也被確定,將於9月7日以眾籌的形式與車友們見面,屆時售價也將得到公布。
  • 螺杆空壓機傳動方式有哪些?不同傳動方式的效果
    在空壓機的傳動系統中,一般可分為直接傳動和皮帶傳動,長期以來,兩種傳動方式孰優孰劣一直是業界爭論的焦點之一。螺杆式空壓機的直接傳動指的是馬達主軸經由連軸器和齒輪箱變速來驅動轉子,這實際上並不是真正意義上的直接傳動。真正意義上的直接傳動指的是馬達與轉子直接相連(同軸)且兩者速度一樣。
  • 雕刻機傳動方式選擇哪種好?
    雕刻機傳動方式選擇哪種好?雕刻機是一種數控設備。雕刻機可以分為廣告雕刻機、木工雕刻機、家具雕刻機、亞克力雕刻機等。雕刻機的參數中,經常會提到「傳動方式」這個詞。所謂的傳動是指利用機械方式傳遞動力和運動。雕刻機的傳動方式有好幾種。我們現在就來具體說說吧。
  • 機械傳動類型及特點
    機械傳動 機械傳動的分類:機械傳動的分類方法有兩類。即按傳力方式分類法和按改變傳動比的可能性分類法: (1)按傳力方式分類:. 機械傳動可分為摩擦傳動和嚙合傳動。摩擦傳動可分為有直接接觸的摩擦輪傳動和靠中間件的帶傳動。
  • 平型皮帶傳動的故障及其處理方法
    今天小編就平型皮帶傳動時可能出現的故障及其處理方法給大家做一個簡單的介紹統計,希望對大家能夠有所幫助。一、在平型皮帶傳輸中可能出現傳動帶從帶輪上脫落具體的表現形式為1、啟動時傳動帶錯位,運轉起來後恢復正常,負荷輕時傳動帶位置正常,負荷重時傳動帶錯位。處理方法:①.張緊傳動帶或減小啟動負荷。②.增大張緊力或減小負荷。
  • 飼料攪拌機的4種傳動方式
    今天小編將向大家介紹幾種常見的飼料攪拌機傳動方式,它們分別又有怎樣的優缺點呢?快來一起看看吧!飼料攪拌機有四種主要的傳動方式,即齒輪傳動,鏈輪傳動,皮帶傳動和蝸杆傳動。1.齒輪傳動優點:齒輪傳動結構緊湊,安全可靠,使用期限長,傳動效率高,並且齒輪傳動的功率和速度可以根據操作者的使用需求來進行調節,具有廣泛的應用範圍,例如SZLH系列環模顆粒機和制粒機的傳動方式就是齒輪傳動。缺點:製造齒輪需要使用特殊的工具機和設備,所以齒輪傳動的加工成本和設備要求較高。
  • 「推薦」各類齒輪傳動結構動圖大合集,一次性看過癮
    齒輪傳動是指由齒輪副傳遞運動和動力的裝置,它是現代各種設備中應用最廣泛的一種機械傳動方式。它的傳動比較準確,效率高,結構緊湊,工作可靠,壽命長。 齒輪傳動方式有很多種,本文以不同的齒輪傳動方式舉例說明。
  • 諾德傳動系統驅動器動態
    在2014年10月27-30日上海舉辦的亞洲國際動力傳動與控制技術展覽會(PTC Asia)中,諾德傳動系統將在其E1 館B1展位中展示用於廣泛工業應用領域的驅動器解決方案。它將主要展示一臺正在運作的機器人模型如何通過諾德分布式驅動器來獲取最大動力。該解決方案已用於諾德的客戶——Symach製造的堆垛機中。
  • 齒輪傳動比計算(每一個參數可別忽略哦)
    齒輪傳動是機械傳動中應用廣的一種傳動形式。那齒輪傳動比是怎麼計算的呢?,用於內嚙合;"-"號表示主從動輪轉向相反,用於外嚙合;對於圓錐齒輪傳動和蝸杆傳動,由於主從動輪運動不在同一平面內,因此不能用"±"號法確定,圓錐齒輪傳動、蝸杆傳動和齒輪齒條傳動只能用畫箭頭法確定。
  • 飼料攪拌機的幾種常見傳動方式
    為了加深大家對飼料攪拌機的了解,我想向您簡要介紹飼料攪拌機的幾種常見傳動方式。飼料攪拌機主要有四種傳動方式,分別是齒輪傳動,鏈條傳動,皮帶傳動和蝸杆傳動。1、齒輪傳動:優點:齒輪傳動可靠,使用壽命長,結構緊湊,傳動效率高,此外,其瞬時傳動比恆定,功率和轉速具有廣泛的應用範圍。缺點:製造齒輪需要特殊的工具機和設備。加工成本和設備要求較高。
  • 帶壓開孔機的齒輪傳動方式
    齒輪傳動在管道工程機械設備中已經獲得了廣泛的應用,帶壓開孔設備的自動進刀齒輪使用行星齒輪的差速推進技術。行星齒輪傳動和普通齒輪傳動相比較有很多獨特的優點。比如,其輸入軸與輸出軸具有同軸性,即輸出軸與輸入軸均設置在同一主軸線上;同時,在傳遞動力時它可以進行功率分流。