【國王學苑】手排、自排、CVT─ 變速箱種類說明

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圖片來源:BMW/Audi/Nissan

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先前【國王車訊】透過「 FF?MR?RR? 引擎擺放位置解析」以及「 前驅、後驅、四輪傳動─ 汽車驅動方式說明」兩個專題解釋了引擎擺放位置以及驅動方式對車輛所產生的不同影響,接下來則要介紹不同種類的變速箱,對於動力傳輸特性和效率之間的差異。

在介紹不同的變速箱之前,要先來簡單的說明「為什麼需要變速箱?」以內燃機引擎來說,因為內燃機只有在特定的轉速範圍內才能擁有最佳的動力輸出與燃油效率,所以需要透過不同齒輪比的檔位來讓車輛在不同的速度之下,仍然能夠讓引擎轉速保持在合理的範圍當中。

  • 註:本篇將不會針對變速箱詳細結構與運作方式進行說明,之後將會再以專題形式詳細剖析各種變速箱的運作原理。

手排變速箱(Manual Transmission)

圖片來源:BMW

圖片來源:BMW

目前內燃機汽車所使用的變速箱類別當中,手排變速箱是最簡單耐用的一種變速箱,同時在所有類型變速箱當中也擁有最佳的傳輸效率(這裡指的傳輸效率是單就變速箱本身動力輸送過程的效率)。手排全名為「手動排檔變速箱」,顧名思義需要駕駛手動切換檔位,同時必須要以左腳控制離合器的做動來完成換檔動作。也因為如此,手排變速箱在動力輸出的換檔過程為「動力輸出→動力中斷(踩下離合器)→換檔→動力輸出(離合器接合)」。

圖片來源:Getrag

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手排變速箱的傳輸效率依照不同的齒輪設計以及齒比,平均落在96~98%之間。由於結構簡單,所以手排變速箱通常也較輕,妥善率較高,也較為堅固耐用。更重要的是,手排變速箱需要駕駛投入較多的專注力,加上能夠隨心所欲的控制檔位變化,也有許多較為進階的操作技巧,這些都讓手排變速箱除了以上優點之外,還多了一種人與車之間的溝通和連結,而被視為駕駛樂趣的重要一環。

圖片來源:BMW

圖片來源:BMW

但是手排變速箱「雙手雙腳並用」的操作方式難度較高,手動換檔的過程因為動力中斷的關係也會導致較不平順的加速動態,雖然這些都只是小小的「不方便」,卻也是手排變速箱逐漸式微的原因。

自排變速箱(Automatic Transmission)

圖片來源:Jeep

圖片來源:Jeep

若要細分,自排變速箱還能夠分為「自排」、「手自排」以及「自手排」。一般的自排變速箱是使用「扭力轉換器」取代傳統離合器來將引擎的動力輸送至變速齒輪,而簡單來說,自排與手自排的差異在於自排多半只有低速檔位,無法選擇各別檔位手自排則能夠選擇各別檔位。不過,現在的自排變速箱多半都配有手動選擇檔位的功能,因此較少特別說明是自排或手自排,而是統稱為自排變速箱。由於扭力轉換器的運轉方式會帶有滑差,因此讓早期自排變速箱的傳輸效率大約只落在86%左右,但是隨著扭力轉換器以及自排變速箱齒輪不斷改良,現在的自排變速箱傳輸效率已經能夠達到86~94%之間。

圖片來源:GM

圖片來源:GM

那麼「自手排變速箱」呢?雖然被歸類為自排變速箱,但是全名「自動手排變速箱」的自手排其實在結構上與手排變速箱一樣,只不過離合器是透過變速箱電腦進行控制,因此駕駛能夠在自動換檔模式與手動換檔模式之間切換。其中,自手排變速箱又可以分為「單離合器」與「雙離合器兩種,單離合器自手排的結構和一般手排幾乎無異,但是離合器做動交由電腦處理;雙離合器自手排則是有兩組離合器,分別處理奇數檔位和偶數檔位,藉此加快換檔速度。在技術逐漸成熟之下,現在市場上幾乎都是雙離合器自手排,單離合器自手排已經相當稀少。

圖片來源:Porsche

圖片來源:Porsche

自手排變速箱的傳輸效率基本上和手排變速箱沒有分別,加上換檔速度極快,讓自手排經常出現在性能車與超級跑車上。自排和自手排變速箱的共同優點為操作上較為便利、變速箱由電腦控制可以依照不同的模式(Sport、Eco等等)調整變速箱做動的特性,而雖然早期自排變速箱的換檔頓挫感相當明顯,但是現在新的自排變速箱換檔已經能夠做到讓人幾乎感覺不到的程度。至於自手排變速箱與自排變速箱的共同缺點都是結構較為複雜、體積較大、重量較重,以及無論製造或維修的成本都較為高昂。

無段變速箱(CVT)

圖片來源:Nissan

圖片來源:Nissan

無段變速箱的英文全名為「Continuously Variable Transmission」,直譯就是能夠連續變速的變速箱。CVT這種傳動機構早期導入汽車工業時,被認為是相當前衛且先進的變速箱。結構上,CVT是使用兩組普力盤以及一條鋼帶來改變齒比,進而達成變速的效果,所以CVT變速箱並沒有所謂的「檔位」。CVT變速箱有著結構簡單、變速過程線性且平順的優點,而因為無須換檔,所以能夠在動力不中斷的狀況之下讓引擎維持在最有效率的轉速區間,進而達成良好的油耗表現。

圖片來源:Toyota

圖片來源:Toyota

雖然因為運轉方式而能夠達成優異的油耗,但是CVT變速箱的傳輸效率依照不同的設計,僅落在75~88%之間,加上CVT變速箱普遍無法承受較大的動力輸出,因此搭載CVT變速箱的車款常會讓人感覺孱弱無力。除了傳輸效率低,CVT變速箱的優異油耗通常也僅限於市區這種中低速的環境,這是因為普力盤的齒比變化有限,因而讓CVT變速箱較難擁有非常疏的齒比,造成高速油耗和自排或手排變速箱相比之下並沒有優勢的情況。另外,雖然CVT變速平順被視為優點,但是對於不少人來說,少了換檔的感覺也成為CVT變速箱的缺陷,因此現在許多CVT變速箱才會多了檔位模擬的功能,讓變速箱能夠營造出類似換檔的感覺。

圖片來源:Subaru

圖片來源:Subaru

然而,在自排變速箱不斷發展之下,油耗表現、傳輸效率以及換檔平順度的表現都已經持平甚至超越CVT變速箱,因此CVT在多數車廠眼裡已經是沒有優勢的科技。目前只剩下日系車廠包括Toyota、Subaru、Honda以及Nissan在持續生產CVT變速箱,而當中有很大一部份的原因是日本當地的用車環境確實相當適合這種類型的變速箱。

編輯觀點

整體來說,在自排變速箱不斷改良之下,現在已經出現了8速、9速、10速變速箱,而無論是效率、妥善率或者換檔速度都已經超越了CVT和手排變速箱,尤其是雙離合器自手排變速箱,基本上除了成本高昂之外,在性能方面可以說是無懈可擊。在上面提到的各類變速箱當中,CVT在中低速油耗表現的優勢使其在市場上仍然有生存空間,但是正因為自排變速箱的全面優勢,使得手排變速箱存在的理由幾乎只剩下了「駕馭樂趣」,也因此我們可以預期未來搭載手排變速箱的車款只會越來越少,而電動車的崛起,更有機會讓手排變速箱未來消失在市場上。因此,本篇專題除了讓各位讀者了解變速箱之間特性的差異之外,也希望車迷能夠珍惜手排變速箱這種稀有動物,因為在這個自排變速箱成為主流的今日,手排變速箱或許很快地就會消失。

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訪客
2023-03-07 14:24:15

變速箱頓挫、變速箱遲滯、變速箱油溫高、鎖檔-〝活速〞活化和降溫

變速箱油溫 / 以85℃或者90℃最佳

當變速箱油溫超過115℃時,變速箱控制器的換擋邏輯(類似於電腦程式)會發生變化。為實現降溫,換擋邏輯將增加在變矩器上的鎖止力,同時限制變矩器打滑時的打滑次數。一旦溫度回落到115℃及以下,換擋邏輯也將恢復正常狀態。

1.活速降低溫度,拉高轉速不鎖檔, 109年9月21日有位醫師開跑車說與一位開BMWX5車飊車速度200公里近半小時,BMWX5車主似乎跑不動車,速度慢下來停路肩休息,醫師說變速箱鎖檔要降溫度才能再開。車主非常無奈等冷卻吧!

2.前年有位年輕車主開馬自達馬6,喜歡拉高轉速7000rpm以上換檔,常常鎖檔,去原廠詢問說保護變速箱,車主到處加油精依然鎖檔,經友人介紹網路上有一瓶〝活速〞很神奇,可以試試看車主超級疑慮有效嗎?等變速箱冷卻後加入,馬上測試約半小時,真的不鎖檔太不可思議東西,我告知車主變速箱反應快了,但您的會引擎跟不上,試車告訴他竟然有感覺引擎變慢,於是建議加一瓶〝天補劑〞進去就會兩者同步輸出,試車真的如此引擎拉轉速更快更敏銳有力,引擎變安靜好多

,變速箱更聰明,試車回來時,在轉彎時馬力竟然不會損失,真的特別,年輕人非常高興付5,100元離開,回頭告訴他在賣機油油精商人,您的產品真的不可思議神奇。

●提供車主參考值,新車使用問題或舊車使用問題種種,這些問題是七~八年來從車主車輛蒐集得到心得。
為何起步慢1~2秒鐘?
為何起步沒力?
為何加速無力?
為何爬坡沒力?
為何耗油兇?
為何引擎聲大?
為何引擎抖動?
為何變速箱油溫高?

為何變速箱鎖檔?
為何油溫高橡膠油封硬化?
為何變成冷車入檔位車不走,熱車才走?
為何變成起步頓挫?
為何變成剎車時頓挫?
為何變成入檔頓挫?
為何變成換檔頓挫?
為何變成輕微打滑?
為何變成高轉速?
為何變成引擎與變速箱無法同步?
為何變成手排入擋不順?
為何變成變速箱漏油?
為何變成重拖?
為何變成渦輪增壓反應遲緩?

●車之靈魂“活速”產品特性
1.扭力充沛超強凌厲,提升約30%以上
2.馬力充沛源源不絕,提升約30%以上
3.引擎轉速迅速敏銳與換檔毫不遲疑
4.省油約30~35%以上
5.油溫降低與控溫功能,又可減少熱源傳入車室
6.自動清油泥
7.降低抖動與共鳴
8.頓挫完全消失,變速跳檔超順暢
9.活化油封與O型環,避免延長時間換擋
10.修護機件磨損與降低磨損
11.防止內、外、離合器油封橡膠硬化與止漏油
12.油門輕、降低噪音15dBA
13.延長變速箱壽命5倍以上
14.引擎與變速箱完全同步傳輸
15.變速油變超耐高溫、抗氧化、不酸化、不變質、不裂解
16.變速油變超潤滑,增加油含氧量
17.變速油可行駛100,000公里 在更換
18.自我排除水份
19.降低齒輪磨擦系數
20.自動修護變速箱與保護變速箱
21.鍍上一層保護薄膜
22.增加AT活門閥體與油封氣密度超高
23.自排變手排,加速反應超強靈敏
24.抗腐蝕與清油路變速箱好與壞決定一部車動能發揮
25.提速超強勁
26.爬坡時輕踩油門引擎自行調高轉速
27.怠速時引擎轉速降低200ppm之間

國家地堡有限公司
TEL:04-22630491
FAX:04-22603472
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台灣台中市(402) 南區福田三街302-1號

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