摩托车什么传动方式最好

cht 2023-03-31 13次阅读

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,引擎的动力才干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?马上进入我们本期的主题——「传动与变速」。

有了传动系统,引擎才干将动力输出至后轮,使车辆加速。

为何需要传动?

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干从轮胎发挥,真正将车辆加速。

文字叙述很简单,但本来传动系统是非常主要而且聪慧的。

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,而宝马也才干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。

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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。

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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,98迷吧,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,可以创造不同的减速比达到变速功能,因此也可以当作变速系统。

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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,真相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,养生周期与平均寿命较长也是轴传动不可遗漏的优点。

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宝马引以为傲的轴传动系统。

齿型皮带及皮带轮

最终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,而是采纳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、养生周期较长;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 上使用齿型当作传动元件。

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,我们重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,曲轴的动力在经过首次减速比之后,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,离合器还有主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,最终结合两者。

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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,可以重要分成两部分,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。

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DUCATI过往追求极致性能,在旗下高阶车种皆采纳干式离合器,增加性能表现,不过考虑到养生与噪音问题,现在大都采纳湿式离合器。

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。


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