【汽車基礎教室】有換檔的必要嗎？( 完 )
記者：sutl 2002-10-28 | |
自動變速箱
▲這是自排變速箱的解剖圖，左邊綠色的是液體扭力變換接合器的外殼及主動葉輪，紅色的是被動葉輪與鎖定壓板，藍色的是轉子。而變速箱內所有紅色的東西都是與被動葉輪連動的，透過一片片的離合器片運作，行星齒輪組會變化出不同的減速比。
自動變速箱的由來已久，在1937年OLDSMOBILE就已經有與現在結構相差無幾的自排變速箱了。自排變速箱相傳是由一位輪船工程師發明出來的。其實，現今自排車最重要的液體扭力變換接合器，很早就用於輪船等超大動力機械了，當動力太大時，引擎的任何的加減速動作，對於齒輪及輪軸的負擔都太大，很容易被摧毀，所以機械工程師發明了液體接合器，透過液體的結合，使得運轉機件不會遇到太大的衝擊力而損壞。
而傳說中的那位工程師，聽說對於每天上下班時搭公車的震動很不滿意，所以就開始研究將船用的液體接合器縮小化到車上的可能，於是後來出現了免踩離合器的手排車，直接換檔震動很小，不過就是沒力了些。
液體接合器在車上使用時，遇到了在船上沒遇到的問題，船用引擎的怠速很低，船的加速很很慢，所以不會發生轉速差距過大的問題。但在車上，引擎的怠速很高(最少也在500rpm以上)，加速操作劇烈，於是主動葉輪打到被動葉輪的油，在加速完被動葉輪後，被動葉輪所回彈的油，由於速度低，結果會迫使主動葉輪減速，進而使引擎震動、不穩、熄火，所以加入了可以改變被動葉輪液體流向的葉片轉子，將回流的油導成與主動葉輪相同的方向，而轉子上有單向軸承，在被動葉輪速度快時，將會加速而失去效果，變成單純的接合器，這就是液體扭力變換接合器。
液體扭力變換器發明後，就有半自動手排車了，這種車將離合器換成液體扭力變換接合器，要起步時直接將檔位打入一檔踩油門車就會跑了，換檔直接換就可以，就算不小心打到四檔起步，因為液體扭力變換器的作用，引擎並不會熄火，只是加速超慢罷了。
當然，只是不用踩離合器不能算自排，於是GM汽車開發出用油壓控制的自動換檔系統，這套系統使用的是行星齒輪系統，因為行星齒輪可以用制動的方式(就是煞車啦)，來變換空轉、大減速、小減速的狀況，不僅可以用油壓控制，一組齒輪就有兩個檔位。不過，行星齒輪一組就很大很重，所以你可以發現自排車的檔位通常都比手排車少。另外，為了能塞進變速箱，控制行星齒輪的制動帶與離合器片都是極小化的設計，通常自排變速箱會打滑都是這些脆弱的東西造成的。
在早期，這些制動帶與離合器的控制都是靠油壓的，而油壓是自排變速箱內的油壓泵提供的，而油壓的控制原本只有輸出軸油泵控制，當車速高時，油壓提高，進而推動液壓檔位控制閥，決定變速箱油壓的流向。但這樣換檔的機制只跟車速有關，所以後來又加入了油門控制，在早期的自排車上，你可以看到節氣門上有一條線連往自排變速箱，那條線控制著一個閥門，閥門後有來自變速箱油壓泵的油壓，而油流往液壓檔位控制閥門，與來自輸出軸油泵的壓力對抗，這樣換檔機制就跟油門及車速有關了。
手動自排變速箱
▲現在的自排變速箱也有六速的了，不過只有FR車才裝得下，目前也只有M-BENZ,BMW及JAGUAR在用。
在這個電子化控制當道的年代，液壓檔位控制閥已由電磁閥控制，換檔機制可考量的參數就更多了，甚至可以模擬手排，不過為了避免沒有手排觀念的人開手自排出問題，所以電腦裡都有防呆程式，讓許多有手排觀念的人怨聲載道。
無段變速箱
現代汽車除了「離合器＋永囓式齒輪組＋同步齒輪變速」與「液體扭力變換接合器＋行星齒輪組＋制動帶離合器片」這兩大主流變速結構之外，還有無段式的變速系統，目前看得到的都是鋼帶傳動變速系統，這種變速系統的原理很簡單，就是一條鋼帶在兩個斜面輪中，一個是主動輪，一個是被動輪，主被動輪都有油壓控制，可以將鋼帶壓迫到主動輪的外緣，使得減速比降低(事實上已經變成加速比了)，鋼帶從最內緣到最外緣的移動，就形成了無段變化的減速比，也因無段變化，所以沒有換檔的頓挫感。另外，由於是電腦控制液壓，所以也可以做檔位模擬，要幾檔都可以。
不過因為是透過摩擦來傳遞動力，所以能傳輸的動力有限，但這並不是某牌迷你車CVT容易壞的主因，畢竟車廠不敢把變速箱設計的不耐用。目前為了機件壽命著想，大多數的CVT採用液體扭力變換接合器，導致傳輸效率不如手牌車。
選自己所需的變速箱
美國是世界上最早有自排車的國家，時至今日手排車還有三成的佔有率，多數車型都有手排可選。歐洲手排車當道，但還是有自排車可買。選擇手排車或自排車應該問自己，要不要多花錢買自排車？要不要多耗點油使用自排車？還是不想換檔開自排車？
