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扭力轉換器
自排變速箱扭力轉換器(液力耦合器)的原理   常聽到一些關於自排變速箱的問題,像是暫時停車時自排變速箱不排至空檔是否會磨損啦?為什麼使用自排車會比手排車要費油?其實,只要稍微明白自排變速箱的工作原理,這些問題就不會再困擾讀者,您說是或不是?



  自排變速箱的傳動方式完全異於手排變速箱,手排變速箱的動力只是單純的以離合器壓板直接接合傳動,而自排變速箱並不像手排變速箱那麼的直接,出力端(引擎)與受力端(傳動系)之間是籍由油的流動來傳遞動力的,找個比較類似的例子吧,隨便拿家裡的兩個電風扇,一個插著電的風扇代表引擎,一個沒插電風扇的代替輪子,兩個電風扇對著放,插著電的風扇是不是吹動了沒插電的風扇?只不過這兩個風扇傳遞動力的介質是空氣,而自排變速箱傳遞動力的介質是油罷了。  扭力轉換器中的兩個離心扇,我們稱引擎帶動的那片離心扇為泵,而傳遞動力至傳動系的那片離心扇稱為渦輪。筆者試圖把它說得簡單些,其實,這兩片離心扇的樣子很像,都好像一個 碗的形狀,在碗中有著傾斜的扇葉,如果我們讓碗轉動,是不是會因為離心力的作用讓碗中的液體因離心力向碗口甩出呢?如果此碗中再做有斜斜的扇葉,而且扇葉傾斜的方向是順著運動方向,那麼甩出去的液體除了會向離心方向移動,是不是還會向除了離心力的作用外,是不是還會向切線方向移動?如果在這個旋轉的碗上面再蓋上一個構造差不多的碗?結果油又從另外那個碗的外圍流向中心,油打在這個碗的扇葉上使它轉動,而油又回到了這兩個碗的中心,如此循環不已,是不是很像之前那兩個電風扇呢?  當然囉!這只是扭力轉換器驅動的原理,事實上,上面的說明並不充份,因為接近中心時,油的流動不一定會朝理想的方向回來又再出去,因此還設計有定子(一個可以修正油流向,又會旋轉的怪東西),使油的作用更接近理想。定子它位於兩個輪葉的中心,而且,定子上有一個單向離合器,它是一個很妙的東西喲,它的功能在於改善扭力轉換器的效率。妙的設計喲,其實,當「引擎帶動的渦輪」將油推向左下方時,油的推力推動「輸出端的渦輪」,當作用後流回中心時,油會向內側右上方流回「引擎帶動的渦輪」,結果產生一個逆轉引擎渦輪的力量。定子可以修正油的流向,並在兩個渦輪轉速接進時鎖定在「輸出端的渦輪」上,以增進效率。   由於自排車的檔位變換是利用行星齒輪系「太陽齒輪、行星齒輪托架、外環齒輪三個軸」與引擎「傳動軸、輸出軸」相互切換(3×2共六組變化,其中兩組變化會倒轉),通常,自排變箱會配有兩組行星齒輪組,而且倒退檔也不一定會使用行星齒輪系做切換,隨著製造廠商的不同,有些還會有額外的設計,變化有些複雜,因此筆者並不刻意討論。由於行星齒輪組與傳動軸、輸出軸相互切換,因此切換用的離合器構造反而比齒輪組更為複雜,將近佔變速箱構造的一半。它利用電子伺服,在轉速(或者是因轉速使油壓升高的油壓)到達換檔的需求時,電子伺服器會控制離合器的切換,來改變輸出轉速喲!



自排變速箱的優點  自排變速箱最大的好處就是使用方便,藉由扭力轉換器的連接,在換檔時,它不需要離合器做切換,使得使用者不必負擔太多心力與時間在學習上。自排變速箱的另一個好處在於它沒有什麼磨損,即使檔位並不在空檔,怠速時踩著煞車也不會有什麼磨損。看了上面文章的聰明讀者應該知道為什麼了,扭力轉換器在傳遞送力時並沒有直接接觸,而是靠著液體流動撞擊葉面將動力送至另一端,即使把輪子煞住,只是液體無法流動而使得液體與液體在摩擦,只是比較費油就是了。



自排變速箱的缺點   自排變速箱最大的缺點就是耗油量,由於它不屬於直接傳動(非兩固態直接接合),手排變速箱採直接接合,使得主動軸與從動軸同步傳送(即主動軸轉一圈,從動軸也轉一圈),而自排變速箱採非同步傳送,主動軸與從動軸之間以流體做間接傳動,所以主動軸轉一圈,帶動流體去推從動軸的時候,不免要損失一些動力在一些無效的流動之上,所以流體無法將動力完全轉換至從動軸,因此,配有自排變速箱的車就比配有手排變速箱的車要來得耗油了。



永久免換變速箱油的討論  其實,自排變速箱除了行星變速機構離合器與手排箱的同步齧合器是是以直接摩擦接合(或制動)外,並沒有什麼零件是直接摩擦接合的, 只要油品品質夠好,車主好好開,即使不換機油也沒有關係,所以啦,一些美國汽車製造商就祭出「永久免換排變速箱油」的口號啦!即使如此,雖然永久免換自排變速箱油不會影響汽車使用壽命(在變速箱還未完蛋,其他的零件就掛了,就可以稱此變速箱不會影響汽車使用壽命),而且節省了不少保養成本與保養時間,但是不換自排油,變速箱因雜質污染勢必降低 了性能,使油耗增加些許,因此兩者的成本或許前者較佔優勢,但對於愛車的讀者勢必與讀者一樣,去把變速箱油給換掉,所以囉,擁有「永久免換變速箱油」的車主,是否要更換變速箱油,就看您的價值觀的認定囉!
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扭力轉換器



當汽車工業繼續發展,一般消費者開始對於控制油門、剎車以及離合器等三個踏板的複雜操作模式感到厭煩。機械工程師開始思考如何以利用機構的,來簡化使用的過程。扭力轉換器便是在這樣的情形之下被導入汽車產品,成就了全新的使用經驗。
 扭力轉換器取代了傳統的機械式離合器,被裝置在引擎與自排變速箱之間,能夠將引擎的動力平順的傳送到自排變速箱。從圖中可以清楚地看到,扭力轉換器的離作方式與離合器之間截然不同。在扭力轉換器之中,左側為引擎動力輸出軸,直接與泵輪外殼連接。而在扭力轉換器的左側,則有一組渦輪,透過軸與位於右側的變速系統連接。導輪與渦輪之間沒有任何直接的連接機構,兩者均密封在扭力轉換器的外殼之中,而扭力轉換器之內則是充滿了黏性液體。當引擎低速運轉時,整個扭力轉換器會同樣低速運轉,泵輪上的葉片會帶動扭力轉換器內的黏性液體,使其進行循環流動。但是由於轉速太低,液體對於渦輪所施力之力道,並不足以推動車輛前進,車輛便可靜止不動,便可達到如同離合器分離的狀況。

 

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大雄的禮車

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