涂純明
手動(dòng)變速箱改裝秘籍
“翼神手動(dòng)擋改渦輪,據(jù)說(shuō)280匹馬力!”好久沒有親自開開性能火爆的改裝車了,當(dāng)然要“假借”測(cè)試的名義……開一下這臺(tái)好朋友的座駕啦,歐耶!
但實(shí)際結(jié)果是讓我失望的!0.9Bar增壓值在約莫2000rpm探頂時(shí),我只能看到轉(zhuǎn)速表指針拼命往上爬,但車速卻不見提高,一點(diǎn)都沒有酸爽的加速感……。
怎么搞的?據(jù)說(shuō)問(wèn)題出在變速箱,于是我和朋友開啟了一段有關(guān)手動(dòng)變速箱的探秘之旅。
你不知道的手動(dòng)變速箱
雖然手動(dòng)變速箱使用起來(lái)要換擋、要踩離合器,在如今越來(lái)越擁堵的城市用車環(huán)境中已漸趨沒落,轉(zhuǎn)而被AT、雙離合、CVT等形式的變速箱取代,但不可否認(rèn)的是,傳統(tǒng)手動(dòng)變速箱依然是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單可靠、最耐操、保養(yǎng)維修最省錢省心,以及最能提供開車人自我掌控駕駛樂(lè)趣的傳動(dòng)部件,尤其對(duì)大馬力的改裝車、賽車來(lái)說(shuō),它的重要性至今無(wú)可替代。既然要談手動(dòng)變速箱的奧秘,那我們首先得了解這玩意兒到底干啥用?以及它的演進(jìn)歷史是如何?
1.干啥用:一般汽油發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)5000rpm以上,再加上發(fā)動(dòng)機(jī)先天有著低轉(zhuǎn)速扭矩輸出不足的問(wèn)題,所以變速箱存在的目的,就是要把發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度調(diào)整到適合車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速;同時(shí)也要將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩放大,達(dá)到可以從靜止甚至車輛處于上坡環(huán)境中依然能讓車輛起跑的目的。
齒輪,這個(gè)如果攤平來(lái)看有如杠桿原理的小東西,從此就被運(yùn)用在變速箱上,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)一端安裝小齒輪,驅(qū)動(dòng)車輛輸出軸一端的大齒輪時(shí),就好像用手壓長(zhǎng)杠桿頂起另一端重物比較省力一般扭矩輸出大,但物體移動(dòng)的距離是短的,也就是車速快不起來(lái);相反,則就是換來(lái)較低的輸出扭矩與較高車速。了解以上這原理就一切好辦了,想要車子加速有力還是跑得快,用不同的齒輪組匹配即可,而這也就是之后我會(huì)與大家探討的“齒輪比”。
2.演進(jìn)史:變速箱的發(fā)展史,與車輛的誕生有密不可分的關(guān)系,早在19世紀(jì)末期就由Louis-Rene Panhard和Emile Levassor研發(fā)而出,只不過(guò)當(dāng)時(shí)的變速箱多只有“兩速”,而且是采用所謂的滑動(dòng)嚙臺(tái)(或稱碰撞嚙合)機(jī)構(gòu),換擋時(shí)顧名思義,要不把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車速的比例控制得剛好令換擋撥齒能夠分離與切入不同齒輪組,要不就讓齒輪組在那硬碰硬磨到可以接合的“甜蜜點(diǎn)”,極考駕駛?cè)碎_車功底。后來(lái),有所謂的同步嚙合機(jī)構(gòu)誕生,它是一種犬牙狀的齒環(huán),代替原本硬碰硬式的齒輪嚙合,換擋變得比較容易,但問(wèn)題是早期的它只被應(yīng)用在2或3擋上,直到1952年保時(shí)捷才在356車型使用全擋位同步嚙合齒輪式變速箱,行進(jìn)間就算要退回1擋也沒有難度(不然原本需要停車),而這已經(jīng)有現(xiàn)代手動(dòng)變速箱的完整雛型。80年代,是各家車廠與配件廠“加擋”大爆發(fā)的時(shí)期,所謂的前三速、四速、五速變速箱都在這個(gè)時(shí)代出現(xiàn),直到今日有七前速的手動(dòng)變速箱。
改裝下手處:材質(zhì)、面積、壓力
既然離合器如此“單純”,那還有什么好改呢?說(shuō)清楚道分明,這時(shí)我們就要把故事拉回到改裝翼神的毛病上了!
汽車改裝是牽一發(fā)動(dòng)全身的工程,像友人的改裝翼神明顯就是顧了頭失了尾,只把發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出強(qiáng)化,卻沒考慮到原車標(biāo)準(zhǔn)的離合器是否抓得住,而這種情況對(duì)于國(guó)內(nèi)的汽車改裝界來(lái)說(shuō)很常見,卻很少人了解與關(guān)注,連帶使得足以對(duì)應(yīng)強(qiáng)化過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)高輸出動(dòng)力的離合器改裝件也不太多,阿涂輾轉(zhuǎn)找了好久,閑魚轉(zhuǎn)淘寶、炳哥轉(zhuǎn)輝哥,才終于聯(lián)系上“一郎”,這位堪稱改裝離合器的“博士”來(lái)細(xì)說(shuō)分明。一郎哥告訴我,根據(jù)他的多年研究,改裝離合器不外乎圍繞著三個(gè)主題:材質(zhì)、面積、壓力的強(qiáng)化。這里先就材質(zhì)來(lái)說(shuō)。
Part1
現(xiàn)傳力之機(jī):離合器
相信雜志前的許多“老司機(jī)”,光看阿涂講述我朋友翼神發(fā)生的“病狀”,就可以判斷問(wèn)題十之八九出在離合器打滑,也就是一些手動(dòng)擋車開久了,上坡起步時(shí)猛踩油門只見發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速拼命拉高,車速卻未相應(yīng)而起甚至無(wú)法動(dòng)彈,并且伴隨一股燒焦的味道冒出。沒錯(cuò)!確實(shí)是!但前述情況多是車輛離合器片磨耗殆盡造成,而我朋友的翼神則是由于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力改大,原車離合器并未設(shè)計(jì)到足以承受這般扭矩輸出而造成……。
抱歉!說(shuō)了那么多,雜志前還有很多“新司機(jī)”,我們得讓大家都讀懂離合器才是,因此請(qǐng)?jiān)徫?,咱們從頭說(shuō)起!
離合器就像剎車系統(tǒng)一樣,不同材質(zhì)的剎車皮與碟盤,能創(chuàng)造不同的制動(dòng)效果,離合器的摩擦片與壓盤組合搭配亦然,而且復(fù)雜到對(duì)兩者各自的材料搭配、兩者組合的材料搭配都得特別講究,不像筆者為了讓大家易于了解,用表格將兩者的特性差異分開列出那么單純。舉例來(lái)說(shuō),如果摩擦片的材質(zhì)咬合力太強(qiáng),踩離合器踏板控制動(dòng)力銜接的“甜蜜點(diǎn)”就會(huì)很小很難控制,結(jié)果造成的問(wèn)題就是起步容易發(fā)動(dòng)機(jī)死火,或是彈跳明顯非常不舒服,只適合跑賽道的賽車使用。
再舉兩者搭配的例子來(lái)說(shuō),如果用金屬盤面的壓盤對(duì)應(yīng)碳纖維或碳陶纖維摩擦片,后果就是摩擦片的磨損會(huì)非???,就日常使用來(lái)說(shuō)也是不夠理想的組合。還好,專事生產(chǎn)改裝離合器的知名品牌,例如阿涂造訪的“一郎技研”、國(guó)外的EXEDY等都會(huì)對(duì)產(chǎn)品有過(guò)通盤設(shè)計(jì)考量,故此我們也特別建議大家,不管改裝什么品牌的離合器產(chǎn)品,最好不要壓盤用一個(gè)品牌、摩擦片又另一個(gè)品牌,一定要整套配置才會(huì)得到最佳效果。
面積
第二個(gè)改裝離合器的關(guān)注重點(diǎn)在于“面積”,而個(gè)中原理其實(shí)與我們改裝加大剎車盤或大尺寸剎車皮能夠獲得更好制動(dòng)效果是一樣道理。不過(guò),由于一般車輛發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪可供安裝離合器組的位置是固定的,所以要改變面積,只能透過(guò)摩擦片上摩擦材料的大小來(lái)控制,舉圖中的兩種摩擦片來(lái)說(shuō),其中花瓣型的改裝品并非偷工減料,而是由于金屬摩擦材料咬合力比起原廠件提高了,故而控制面積來(lái)取得動(dòng)力傳輸效率與易控舒適性的平衡,這是屬于街道版改裝車的使用范疇。至于整片金屬摩擦材料的摩擦片,相信大家一看就知道——純競(jìng)技專用,就算發(fā)動(dòng)機(jī)超大馬力也能保證完整傳送到車輪,但油離絕對(duì)超難控制。
還有一種前文提及的雙片式離合器,其工作原理之一就是以兩片摩擦片換取雙倍的咬合力,許多競(jìng)賽用車往往體內(nèi)都有它!
說(shuō)到這里,您大概已經(jīng)了解到改裝離合器的下手之道,產(chǎn)品材質(zhì)與面積都是必須考慮的。
壓力
第三個(gè)改裝離合器的關(guān)注重點(diǎn)——“壓力”,其實(shí)比起前兩要素都好說(shuō),因?yàn)閴毫Υ笮【褪怯刹煌膲罕P彈簧鋼材質(zhì)、厚度、刻線長(zhǎng)度與數(shù)量決定,壓力越大的產(chǎn)品,往往可見其彈簧鋼片越厚,或刻線長(zhǎng)度越短且數(shù)量少,以此越能將摩擦片緊緊壓在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上,確保忠實(shí)傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力。還有,少數(shù)車輛例如斯巴魯翼豹的壓盤運(yùn)作,不是用釋放軸承壓彈簧鋼片釋放摩擦片,而是拉,這種形式的離合器往往能對(duì)應(yīng)較大的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。
“壓力”的原理說(shuō)穿了,其實(shí)就好像改裝多活塞剎車卡鉗能提供比單活塞者更強(qiáng)制動(dòng)力一般,但特別注意其實(shí)這最后一個(gè)改裝離合器下手之道,與材質(zhì)、面積又有密不可分的關(guān)系,好比說(shuō)如果使用金屬摩擦材料的摩擦片,就一定要搭配更高壓力的壓盤,才能確保咬合力足夠忠實(shí)傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。
Part 2
發(fā)現(xiàn)競(jìng)賽的快感:齒輪比&序列式變速箱
經(jīng)過(guò)以上的鉆研學(xué)習(xí),筆者朋友那臺(tái)只能算是輕度改裝層級(jí)的翼神算是解決問(wèn)題了。但阿涂決定既然已經(jīng)走進(jìn)手動(dòng)變速箱這個(gè)改裝冷門區(qū),何不就鉆深一點(diǎn)搞清更多高深學(xué)問(wèn),并且送給有心的讀者更多彩蛋。于是,我又向投身賽車運(yùn)動(dòng)已有多年經(jīng)驗(yàn)的成立車隊(duì)輝哥請(qǐng)益,看看在專業(yè)賽車領(lǐng)域中,除了離合器之外手動(dòng)變速箱還有啥玩頭?
拆開變速箱,玩轉(zhuǎn)齒輪比
本文開頭就說(shuō)過(guò),變速箱是一種透過(guò)不同齒輪組合來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出至車輪,直至驅(qū)動(dòng)車輛行駛的力轉(zhuǎn)換部件,而相信不少讀者都知道“齒輪比”這個(gè)詞,筆者在此就簡(jiǎn)單帶過(guò),告訴大家齒輪比是大齒輪齒數(shù)除以相應(yīng)小齒輪齒數(shù)得出的數(shù)據(jù),其中低擋位齒輪比數(shù)據(jù)大,能夠產(chǎn)生更強(qiáng)的扭矩輸出讓車輛提速,但車速卻無(wú)法達(dá)到太高,高擋位反之。
不過(guò)以上還不是改裝的重點(diǎn),畢竟換裝整套變速齒組工程不小且所費(fèi)不菲
。還好,變速箱在變速齒組之后,還得經(jīng)過(guò)終傳齒輪(尾牙)進(jìn)行最后一關(guān)降速增扭力才會(huì)輸出驅(qū)動(dòng)差速器、車輪,而這里,就是玩到發(fā)燒級(jí)或競(jìng)賽級(jí)的人會(huì)關(guān)注之處。包括像日本CUSC0、我國(guó)臺(tái)灣Want Win等品牌皆有推出部份車款用的終傳齒輪組,你可以選擇加大終傳齒比,換取更好的加速扭矩,在彎道多的小型賽道、上坡山賽道能更無(wú)往不利。但反之,如果面對(duì)像上海國(guó)際賽車場(chǎng)這類有大直道需要拼高速的場(chǎng)地,改大終傳比就有商榷之處,因?yàn)榻K傳加大的反面狀況就是極速降低、油耗增加。補(bǔ)充一下,如果真想改變速箱變速齒組,例如多個(gè)擋位、密齒比,比較方便的方法是“流用”,好比說(shuō)原車搭載5前速手動(dòng)變速箱的本田飛度換成思域、繽智用的六前速手動(dòng)變速箱,亦為一途。
Said by東莞威立汽車技術(shù)服務(wù)部負(fù)責(zé)人賴義輝一般序列式變速箱排檔桿都會(huì)配置得比較長(zhǎng),盡可能靠近方向盤位置,目的就是要減少車手右手來(lái)回方向盤與排擋桿之間的距離,盡可能節(jié)省分秒毫秒的換擋操作時(shí)間,可見汽車賽事的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境有多考驗(yàn)車輛硬件與車手技術(shù)。
爭(zhēng)那0.1秒,玩轉(zhuǎn)序列式變速箱“輝哥,請(qǐng)問(wèn)序列式變速箱為什么會(huì)被評(píng)為賽車圣品?”“因?yàn)槭忻嫔现挥蠿-Track、Sadey、Holinger幾個(gè)比較知名品牌造這種產(chǎn)品,依照選配配置不同,一臺(tái)價(jià)格大約5~20萬(wàn)元……?!焙昧?,我懂了!這東西估計(jì)只有玩賽車玩到發(fā)燒級(jí)與競(jìng)賽級(jí)的讀者有興趣,其它人可能多選擇靜靜飛過(guò)……。
不!中國(guó)富人那么多,玩賽車的人也不少,我能吸引一個(gè)人加入改裝序列式變速箱的行列就等于談成一件不小的合作案,輝哥可要給我提成啊,呵呵!
不多說(shuō)!到底序列式變速箱與一般手動(dòng)變速箱有何不同?它有哪些優(yōu)點(diǎn)值得一輛車的售價(jià)呢?首先,換擋速度快是常見解答,它能憑藉復(fù)雜的入擋軌道與換擋撥叉機(jī)構(gòu),將一般車輛H字形的排擋換擋路徑簡(jiǎn)化為推拉動(dòng)作,而且除了一擋車輛起步時(shí)需要踩離合器踏板之外,其它擋位都無(wú)需踩離合即可換擋,這無(wú)疑能讓換擋速度提高不少,對(duì)于連0.1秒都爭(zhēng)的賽車運(yùn)動(dòng)當(dāng)然有存在意義,但就因?yàn)檫@一項(xiàng)便值十幾萬(wàn)?
其次才是最重要的,在于序列式變速箱市場(chǎng)需求量少,所以廠家大多可以提供定制服務(wù),也就是說(shuō)你想妻多少擋位、哪一擋哪個(gè)齒比,要多少滑差的防滑差速器,廠家都能提供給你,而且制作齒輪與同步嚙合齒的材料往往都是高強(qiáng)度鋼,更能禁得住大馬力長(zhǎng)時(shí)間摧殘不崩壞,這對(duì)比賽來(lái)說(shuō)可是超級(jí)受用!附帶一提,一般變速箱使用的是斜齒齒輪,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音較小;但序列式變速箱多使用平行齒輪,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音比較明顯,強(qiáng)度、耐用度則更好。
至于改裝序列式變速箱可是專業(yè)活,一般兩種安裝方式——套用原車變速箱外殼,或是利用轉(zhuǎn)接座連接發(fā)動(dòng)機(jī),因此產(chǎn)品送到買家手中往往還需要自行組合甚至制作配件。另外,由于換擋免踩離合也不用收油門,所以需要連接一條電路到發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦,命令發(fā)動(dòng)機(jī)在換擋時(shí)改變點(diǎn)火正時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)速。Balabata……,到此為止,因?yàn)檫@變速箱中的戰(zhàn)斗機(jī)太過(guò)專業(yè);;再說(shuō)下去得一整本書了!
THE END
手動(dòng)“黨”的專享樂(lè)趣
說(shuō)完一堆很專業(yè)、很冷門的手動(dòng)變速箱改裝故事,其實(shí)阿涂自己都有感能夠看完這全篇的讀者估計(jì)不多,畢竟中國(guó)大陸懂得汽車改裝的人群不多,能改到手動(dòng)變速箱如此深入的人更肯定少之又少。但當(dāng)我看到一郎哥、輝哥,在如此一條專業(yè)且孤高的道路上堅(jiān)持求進(jìn)求完美地走著,我又怎能不把這專屬于手動(dòng)“黨”玩車樂(lè)趣的好事傳遞給大家呢?
文末提醒大家,搭載雙離合變速箱、自動(dòng)變速箱、CVT變速箱的車真的沒有玩轉(zhuǎn)變速箱的福氣,只要改裝發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力超過(guò)變速箱可承受扭矩,除了抓不住之外還會(huì)很快燒壞離合控制機(jī)構(gòu)換來(lái)大修應(yīng)對(duì),親們可別以身試法!