万和城-万和城平台-万和城平台注册-万和城平台登录

主页 > 平台信息资讯 > 公司动态 >
最新车型
点击这里给我发消息
咨询热线:
sybzy123
公司动态

【万和城】摩托车传动那些事?

来源:未知   日期:2020-06-19 16:47
在之前的机械单元中,我们讨论了摩托车的动力心脏引擎。接下来,我们则要带领大家进入动力系统的下一个阶段,也就是传动及变速系统。有了传动系统,引擎的动力才得以从曲轴一

 

在之前的机械单元中,我们讨论了摩托车的动力心脏——引擎。接下来,我们则要带领大家进入动力系统的下一个阶段,也就是传动及变速系统。有了传动系统,引擎的动力才得以从曲轴一路传递至后轮。有了变速系统,引擎的动力才能适时的在不同的速度域发挥。究竟这变速系统的原理是什么,又有哪些传递动力的方式呢?万和城小编马上带大家进入我们本期的主题——「传动与变速」。

有了传动系统,引擎才能将动力输出至后轮,使车辆加速。

为什么需要传动?

传动系统便是传递引擎动力的媒介,借助传动系统,引擎所输出的扭力才能从轮胎发挥,真正将车辆加速。文字叙述很简单,但其实传动系统是非常重要而且聪明的。如果没有了传动系统,那引擎便得放置在后轮旁,直接将曲轴与后轮相接,作动力输出。如此一来,车辆的重心便会偏在后方,操控性能会大幅度降低。

为了发挥水平对卧式引擎的优点,宝马的摩托车得将引擎直放。

有了传动系统之后,引擎便可以放置在前、后轮胎的中间,维持前、后轮相近比例的荷重,而宝马也才能在摩托车上设计水平对卧式引擎。设计水平对卧式引擎时,宝马的工程师为了将引擎的优点完全发挥,必须将引擎直放,也就是曲轴将与车身平行。以一般直列四缸的引擎配置来看,曲轴的方向是垂直于车身方向的,或者说,曲轴的旋转方向,和轮胎是一样的。但以水平对卧式引擎来看,传动系统就必须将动力输出方向作一次直角的转向,如此一来,轮胎才会往前转。

减速比

传动系统除了传递动力之外,也必须通过减速比适当地调整动力输出。若是将引擎转动的力量直接传递至后轮上,则当引擎转一圈时,后轮也必须转一圈。换算之后,当引擎以5,000rpm旋转时,17寸的轮胎也以同样速度旋转时,直线的速度便约是600km/h。这样的速度显然是太快了,因此需要经过齿轮组等具有类似功能的机构来作减速。

若直接让引擎的动力传递到车轮上,车辆就会变得难以操控,因此传动也扮演着调节动力的功能。

动力在经过减速之后,虽然速度变慢了,但扭力却会跟着放大,曲轴扭力及轮上扭力有差异。若引擎可以在5,000rpm 输出2Nm的扭力,则经过减速至2,500rpm 之后,扭力理论上可以放大至4Nm。但因为动力在传递过程中会有损耗,例如摩擦损耗等等,因此实际量测的数据会稍微低一些,也就是传递效率的问题。

万和城平台各式传动

传动系统通常利用以下几个常见机械元件来作搭配,首先是常用于仿赛车及一般街车款的链条、齿盘系统,用于踏板的皮带、普利盘系统,美式巡航车所使用的齿型皮带传动系统,宝马多功能车与旅行车所使用的轴传动系统。以上所列举的各种传动方式,均各有优、缺点,也适合不同车款,万和城小编再来会作简单的介绍。

R1250GS身为宝马的多功能旗舰,动力系统为水平对卧双缸搭配上轴传动。

链条与齿盘

链条与齿盘所组成的传动系统是当今最常见的,在仿赛车上几乎清一色使用这一类型的传动件。动力经过引擎及变速箱之后,便传递至驱动轴上的小齿盘(前齿),再借助链条传递至后轮轴上被动的大齿盘(后齿)。小齿盘的齿数及大齿盘的齿数换算成减速比,因此链条及齿轮在搭配之后,动力还可以获得一次扭力放大。

动力经前齿与后齿的搭配而放大扭力。

齿盘与链条互相搭配的好处在于传动效率高,可承受的扭力也大,在搭配良好的系统中,效率可以高达95% 以上,是相对较好的设计。维修方便也是这类传动的优点,不需拆解任何零件,利用眼睛观察,齿盘及链条的磨耗也可以被轻易地检查出来。链条及齿盘重量轻盈,尤其齿盘可以使用铝合金制品,使整体转动惯量降低,不会增加车辆加速时的负担。

在缺点方面,链条、齿盘为金属互相接触,除了互相磨损之外,也会带来震动与噪音。在起步或是再加速的情况下,也会带来较为恼人的生硬感,行车舒适度不如其他的传动系统。也正因如此,以长途骑乘为主打的休旅、巡航车种,会尽量避开链条及齿盘的传动系统。

链条构造简单,却可以传动较大的动力,是目前最常见的设计。

皮带与普利盘

皮带与普利盘则是踏板常见的传动系统,除了传递动力之外,还可以兼作变速系统。这里所指的皮带是V 型皮带,利用两旁的V 型斜面与普利盘接触的摩擦力来传递动力。利用普利盘的开合情形调整皮带的位置,可以制造不同的减速比达到变速功能,因此也可以作为变速系统。

CVT也有着如链条齿盘传动的前后齿以达到变速的功能。

这类型的系统组合除了可以加入变速的功能之外,也可以搭配离心式离合器,使驾驶只需要操作油门,便可以使车辆行走。整个系统利用摩擦力来进行动力传递,因此会有动摩擦及静摩擦的转换来使整体动力传递更加柔顺,增加舒适度,但也限制了传递动力的效率及最大传递扭力。动力的传递效率大约在80% 至90%之间,若是在变速的情况之下,传递效率则会更低。

YAMAHA的YCC-AT,将无级变速的CVT改为可以进、退档的有段系统。

轴传动

轴传动形式的系统大量使用在汽车上,原因是可以轻易地设计大动力的传动系统,只要将传动轴的直径增加即可。在摩托车上,只有少数的休旅车种选用轴传动系统,虽然成本会比链条、齿盘系统增加许多,但优点是动力传递较为柔顺,不会有链条的震动,保养周期与平均寿命较长也是轴传动不可遗漏的优点。

宝马引以为傲的轴传动系统。

齿型皮带及皮带轮

最后要提的则是齿型皮带及皮带轮的设计,这类型的设计常被哈雷的美式巡航机车所使用。这里的皮带并非利用摩擦来与皮带轮接触,而是采用类似链条及齿盘的设计,在皮带上设计齿数,与皮带轮上的凹痕相嵌合。其优点为动力传递较为柔顺、重量较轻、肃静性高、保养周期较长;不过齿型皮带传动也有着成本高与皮带更换难度较高的缺点。此类型的系统,也经常用于引擎气门系统的正时机构之上。

除了美式巡航车之外,宝马也在F800S 上使用齿型作为传动元件。

离合器

不论是踏板或是所谓的打档车都需要有离合器的设计,使车速为零时,轮胎可以和引擎分离,才不会使引擎在车辆停止时熄火。一般踏板是使用离心式离合器,是根据引擎转速来自动控制的,不需要骑士操作,在稍后的内容中会详细介绍。在这里,我们主要探讨的是挂挡车上需要骑士控制的离合器机构。

离合器的最大功能就在于切断及结合引擎的曲轴所输出的动力,一般的变速箱设计中,曲轴的动力在经过第一次减速比之后,便来到离合器。经过离合器之后,才是变速齿轮组,再来才由传动系统输出至后轮。因此,当离合器切断动力时,从变速齿轮开始直至后轮都不会有动力驱动。反过来说,离合器切开时,骑士转下油门,提升引擎转数也不会影响车速。除此之外,离合器还有重要的功能便是使车辆起步。当车辆停止时,轮胎的转动速度便为零,此时必须利用离合器的摩擦力,以引擎的动力逐渐带起车速,并维持引擎的最低运转速度,才不会熄火。这样的过程,也就是所谓的半离合,或称动摩擦的状态。简单地说,离合器在此的功能便是调和动力输出的前端(引擎)及后端(后轮)之间的转数,最后结合两者。

离合器结构,由离合器片及摩擦片所组成。

在离合器的结构中,可以主要分成两部分,第一是离合器片,第二是摩擦片。在图片中,离合器片及摩擦片便是交叉放置,七片摩擦片便放置在八片离合器片之间。离合器片上附着黄色的摩擦片,借此和摩擦片产生摩擦力,当黄色的来令耗尽时,则会产生离合器力量不足,需要更换以维持性能。在形状上,离合器片则是在外围长有齿型的突起形状,刚好与离合器外盖的齿槽接合。而摩擦片则在内缘设计凹状的齿槽,与离合器内毂设计的凸槽相接合。

从图表中可以看到,离合器外盖接合了离合器片,并且与曲轴相连结,属于驱动端。而离合器内毂则与摩擦片接合,与变速箱连结,属于被动端。当离合器拉杆是放松时,另一个称为离合器压板的元件以弹簧将离合器片及摩擦片压在一起,使主动端与被动端接合。而当离合器拉杆被压下时,压板便松开,使离合器片及摩擦片两者能相对地自由运动,动力也就被切开了。

湿式与干式

了解了离合器的基本作动原理,读者大概还会想问到,常听到的湿式离合器及干式离合器究竟代表什么意义呢?这里所谈到的湿式离合器便是指整组离合器机构泡在润滑油(齿轮油),以润滑油来帮助离合器片与摩擦片完全分离,独立旋转。润滑油还可以使两者在摩擦时,可以更滑顺地接合,另外也有散热的功能。

DUCATI过往追求极致性能,在旗下高阶车种皆采用干式离合器,增加性能表现,不过考虑到保养与噪音问题,现在大都采用湿式离合器。

干式离合器则是相反的设计,整组离合器结构并不泡在油中,甚至直接外露在空气中,方便散热。因为少了润滑油,干式离合器的接合力道十分强劲,常使用在竞赛车种之上,车辆起步需要更高的离合器操作技巧,否则会在接合的瞬间熄火。

 


 
分享到: