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知識大圖解:離合制動器工程

2014/11/18 | |
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若想讓車子動起來,變速系統扮演了關鍵角色。汽車的變速箱與引擎相連,功能是把引擎的力量傳導到輪子上,讓汽車移動。在這力量傳導的過程中,為了減少曲軸的轉數,確保引擎的扭力在使用上更有效率,就必須換檔。

車子打空檔時,引擎的力量會讓變速箱的輸入軸持續轉動,進而讓變速箱中的某些其他部分處於空轉的狀態。然而,等到駕駛換檔讓車前進或後退,踩下離合器的時候,輸入軸就與引擎分離。因為慣性作用,輸入軸還是能夠持續旋轉一段時間,這意味著變速箱的某些部份因為轉速太快而無法與箱內的各個齒輪齧合。

手排變速箱的輸入軸上面裝著離合制動器,它會在釋放軸承與變速箱軸承護圈蓋之間發揮摩擦的作用,有效減緩輸入軸的旋轉速度,讓變速箱裡其他部位的轉速也放慢。這讓變速箱裡的齒輪可以齧合,磨損與相碰撞的情況不會太嚴重。事實上,離合制動器的一大功能就在於避免變速箱裡的重要零件過度損耗。

常見的汽車離合制動器有三種:單片式碟盤、兩片式的鉸接離合制動器以及能夠削減扭力的碟盤。安裝一件式碟盤時必須先把變速箱從車上拆下來,才能繞過圓形的輸入軸。這種離合制動器很厚,摩擦效果好,可以把轉動中的輸入軸變慢。

另一方面,兩件式的鉸接離合制動器不用拆下變速箱就可以安裝,只要像鉸鏈一樣扣起來,固定在輸入軸上就可以。最後一種限制扭力型的離合制動器則常做重負荷應用,其特有的墊圈的輪轂會在一定的扭力下滑動,確保變速箱裡的齒輪能平順地齧合。

 

傳動系統

車輛內部所使用的變速箱有各種類型,最常見的是手排變速箱,通常可以在營業用車上看到。駕駛必須手動利用排檔桿以及離合器踏板來排檔。踩下踏板後,離合器就與引擎分離,確保引擎的動力不會傳送到車輪上,駕駛把排檔桿移到定位,接著放掉踏板,讓動力再度傳送到車輪。這個過程必須在幾秒內完成,避免移動中的車子損失過多動能。

自排變速箱不用靠駕駛的任何動作就能換檔,開車的過程因而非常順暢。這種變速箱比較常見於家用車輛上。如果車子配備的是手自排變速箱,駕駛可以用手動的方式調高或者調低檔次,但不需踩放離合器踏板。這種變速箱使用了電動齒輪與扭力感應器,手動選擇檔次後,離合器會自動與引擎連結或分離。

 

本文選自《HOW IT WORKS 知識大圖解 中文版》第 01 期(2014 年 10 月號)

 

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