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各式各樣的變速系統

傳動與變速要向您介紹兩種主要的變速系統,一種是齒比固定式變速系統,通常利用齒輪組來搭配完成。第二種則是CVT無段變速系統,以V型皮帶及普利盤為主要元件。以下,便要先為大家介紹齒比固定式變速系統。

齒比固定式變速

圖中靠近下方的兩個軸分別為主軸及副軸,擔當動力的輸入及輸出。

這裡所稱的「齒比固定式變速系統」便是指一般的手動變速箱的設計,相對於自動變速的CVT無段變速系統,每個檔位的齒比皆是固定的。當然,變速箱也可以透過更換齒輪對的方式來調校變速箱,改變整體輸出曲線。

在齒輪箱中,可以看到以下幾個主要的機械元件:

  • 主軸:負責變速箱的動力輸入,於離合器相接,動力源自於引擎曲軸輸出。
  • 副軸:負責變速箱的動力輸出,輸出動力至小齒盤,在經由傳動系統輸出至後輪。
  • 齒輪組:由幾對減速比不同的齒輪組構成,不同減速比的齒輪對便代表了不同的檔位,兩顆齒輪分別串在主軸及副軸之上,形成完整的配對。
  • 撥叉:撥叉是用來控制齒輪在軸上的橫向移動,達到變速的功能。也就是說,變速時,齒輪只是在軸上進行橫向運動而已。
  • 變速鼓:圓柱形的凸輪,用來控制撥叉的移動。當騎士操作打檔桿時,每踩一下,變速鼓就會轉動一個角度,撥叉也會跟著移動至定位。
  • 打檔桿:打檔桿便是騎士操作變速箱的介面,透過勾或踩來轉動變速鼓,達到變速的功能。



變速原理

在變速箱中,最重要的便是變速齒輪所搭配出的變速功能,但究竟變速箱是怎麼運作的呢?

首先,變速箱內的各基本元件在先前已經作了詳細的解釋了,以下,便以一顆六速的變速箱來作解釋。變速箱內有主軸及副軸,上面分別串著六顆齒輪,且兩兩成對,互相咬合,共十二顆齒輪。這十二顆齒輪中,並非每一顆齒輪都與軸相結合。在主軸上,只有C1、C3、C4及C6齒輪與軸相結合,也就是說只要主軸轉,以上的四顆齒輪便會跟著轉動。其他剩餘的兩顆齒輪C2及C5只是掛在主軸之上,可以自由空轉。在副軸上,情形正好相反,只有D2及D5齒輪與軸相結合,其他的四顆齒輪是可以自由地在軸上空轉的。

如此一來,雖然兩根軸上皆串有六顆齒輪,但在上述的情形之下,兩顆軸是可以互不影響,自由轉動的。這同時也是空檔的狀態,不論引擎曲軸以多少速度轉動,並不影響後輪的停止或是運動。

當騎士抓起離合器同時採下打檔桿入檔時,控制C3及C4的撥叉便會將兩顆齒輪(兩顆齒輪是一體的)往C2齒輪靠近,使兩者結合,同步轉動。此時,動力便會經過C2及D2齒輪組,從主軸傳至副軸,以驅動輪胎。而C2及D2兩顆齒輪的齒數比,便是主軸及副軸轉速的比例。

在本設計中,撥叉還另外控制了齒輪D2及齒輪D5,而控制撥叉在何時移動的就是變速鼓了。騎士每進行一次打檔變速,變速鼓就會轉動固定的角度,而撥叉便隨著變速鼓上的凹槽來控制上述齒輪橫向移動,達到變速功能。



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