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手動擋的車,1

2015-10-20知識

謝謝邀請。

久不寫長文再看到題主對MT沒什麽概念,就在此叨逼一番。

畢竟,要開好MT,不能光靠經驗。MT不同於其他自動變速箱,交給駕駛者的空間最大,不光要明白操作規範,最好還要知其所以然,才能最大限度開好MT。

# 1、變速箱是幹毛用的

簡要說來:變速箱就是用來哄內燃機這個熊孩子的。天使寶寶電動機 原則上 就不需要多級變速箱。

之所以說內燃機是熊孩子,主要原因:它只願意在一定的轉速區間內發力,超出這個轉速區間,對不起,大爺就是要偷懶的。這裏是一張發動機的工況圖。

圖裏是EA211的發動機工況圖。

如何看發動機工況多嘴一下:

橫軸為轉速,縱軸為扭矩和功率。這張圖裏紅線代表扭矩,藍線代表功率。而我們在加減擋的時候,一般涉及到的是加減速,這時候扭矩是主要因素。我們就主要看扭矩線條。

可以看出,發動機在1750-3500RPM的轉速區間,扭矩最大。這也是渦輪增壓發動機的扭矩平台特性,自然吸氣發動機更加傲嬌一些,扭矩最大的往往是一個點。因此駕駛NA+MT組合的車,想要發揮出動力總成的最強效能,難度要大於Turbo+MT的組合。Civic SI就是一個每次豁完事後都有自己換擋時機還是拿捏得不那麽完美的感覺,而ST的扭矩則是隨叫隨到,對轉速區間控制的要求寬松得多。

所以,在駕駛的時候,最理想的狀況就是讓發動機隨時都有充分的扭矩來帶動車子,當然,這也要綜合燃油經濟性來考量。

那麽問題來了。以一台發動機的扭矩,想要讓一台車從靜止起步,那是不夠的。一般5MT的4擋,齒比接近1,變速箱的輸入輸出軸轉速相當,基本上等於發動機直連車輪的效果,然而你可以試試掛上4擋起步看看駕校的教練會不會罵你。。

而當車的速度足夠快之後,對發動機的扭矩輸出就降低了,較低的扭矩一樣可以維持車輛的速度,但是相反的是,對變速箱輸出軸的轉速要求更高(車速快了),如何用較低的發動機轉速來帶動飛速旋轉的車輪,又成了一個問題。

變速箱就是為了調和這一對矛盾而誕生的。

# 2、概念:齒比

除了CVT以外的所有變速箱,不論傳動機構是平行軸還是行星齒輪,都是一個擋位一個擋位變換的。而表述某個擋位特性的關鍵詞就是齒比。

齒比的演算法就是當前嚙合的一對齒輪組上,輸出軸齒輪的齒數與輸入軸齒數的比值。

我們以這張圖為例:

很理想化的模型了。數一下齒數,小齒輪為12,大齒輪為24,如果說此時小齒輪連線發動機,大齒輪連線輸出軸和車輪,那麽這對齒輪組的齒比就是2。

我們還可以算一下其他的參數:轉速,輸出齒輪的轉速為輸入齒輪轉速的1/2,而相應的,輸出齒輪的扭矩為輸入齒輪的2倍。原理很簡單,兩個齒輪的基圓半徑比值為1:2,動用一點我腦中殘存的機械設計知識解釋一下:兩個齒輪要互相嚙合,齒寬必定一樣,那麽齒數比也就與基圓周長比相等,對應的基圓半徑也就與齒比一樣了。嚙合點的線速度與切向力完全一樣,那麽計算角速度的時候,角速度與基圓半徑反比,而扭矩與基圓半徑正比。

大概這樣。。我的渣語言組織大致如此,看不明白直接記結論:

輸出軸轉速=輸入軸轉速÷齒比
輸出軸扭矩=輸入軸扭矩×齒比

就這樣。

# 3、MT的離散齒比

當然,上面的模型是絕對理想化的。真正的汽車上不會是單獨的一對齒輪嚙合,而是多個齒輪嚙合,然後由滑架和花鍵軸來決定哪一組嚙合的齒輪起作用。而在輸入軸和輸出軸之間還有一個中間軸,但是齒比的作用仍然遵從上面的轉速與扭矩的公式。

一台MT的齒比,大致可以這麽表述,以Getrag MMT6變速箱為例:

Gear | Gear Ratio

1 | 3.231

2 | 1.952

3 | 1.321

4 | 1.029

5 | 0.821

6 | 0.685

變速箱各個擋位之間的本質區別,就是齒比不一樣。對於駕駛者來說,大不必糾結變速箱裏面的結構細節,明白齒比意義,就能夠明白為何需要換擋、如何換擋。以及更重要的、駕校從來都不好好教的降擋該如何操作。幾日前在Autoblog上看到一篇文章【Is the skill of rev matching being lost to computers?】(轉速匹配的技巧已經被自動擋慣沒了嗎?)裏面第一段話頗為驚悚:

If the ability to drive a vehicle equipped with a manual gearbox is becoming a lost art, then the skill of being able to match revs on downshifts is the stuff they would teach at the automotive equivalent of the Shaolin Temple.

轉譯過來就是:

如果開手動車的已經變成失落的藝術的話,降擋時的轉速匹配技巧簡直就是汽車駕駛領域的少林絕學。

當然在國內這種說法也許不準,不過考慮到美國MT被壓縮得比國內更過分,就明白Autoblog這一段怨念滿滿的話是怎麽回事了。對此,我作為MT重度愛好者也是感同身受。

說回變速箱,換擋的基本流程是這樣:

切斷動力→換擋(本質上就是從一個齒比換成另一個齒比)→重新接合動力

而管切斷動力與接合動力的就是左腳下面管的事情:離合器。

# 4、動力開關

離合器的基本原理你可以把它看成一個動力的開關,踩下離合器踏板切斷動力,擡起來就重新接合動力。

離合器的中間構件是離合器片,在動力接合的時候,它夾在發動機的輸出端——飛輪,和變速箱的輸入端——變速箱輸入軸和位於軸上一同旋轉的壓盤。那麽問題來了,上面提到的轉速匹配就在這裏凸顯了:如果飛輪和壓盤的轉速落差太大,那麽在擡起離合的瞬間,就會有很明顯的拉扯感。

而開好MT的核心要訣,就在於控制好這幾個數值之間的關系:

發動機轉速:對應的就是飛輪的轉速。這個可以由油門拉高,松油門會自動掉落。

擋位:可以控制齒比,這是由手上的換擋桿決定的。

車速:擋位與齒比決定了變速箱輸入軸的轉速。在換檔間隙,只能透過踩剎車讓車速降低,平地情況下,車速不會自己增加。

開MT,無非就是這三個數值之間的匹配遊戲。而如何匹配這三個數碼,全在駕駛者自己。

因此常常說MT有駕駛樂趣就是從這裏來的。駕駛者擁有遠遠多於其他種類變速箱的控制權,甚至可以說沒有兩個開MT的駕駛者擁有完全一致的駕駛習慣,有一百個司機,就有一百個MT的開法。只要不違背基本法(別嘗試將發動機轉速壓制到怠速以下或者紅轉以上這類),想怎麽開怎麽開。

# 5、升降擋原則

升擋:

升擋的時候,換檔間隙動力斷開,因此我們可以認為速度基本不變。這時候,我們將擋位從低檔換到高擋,齒比就降低了。在車輪轉速不變(也就是變速箱輸出軸轉速不變)的情況下,相當於輸入軸的轉速降低了。而這時候由於沒有踩油門,發動機轉速會天然掉落,飛輪的轉速正好能夠匹配上降低後的變速箱輸入軸轉速。擡起離合就不會有明顯頓挫。

降擋:

降擋的時候完全相反,變速箱輸入軸的轉速會升高,而一如上面,發動機的轉速是自然掉落的。這時候如果不理會直接擡離合,就會被車子重重踹上一腳。這就需要人工踩油門,將飛輪轉速拉上去,或者空擋踩剎車將變速箱輸入軸的轉速壓低,直到可以和飛輪轉速匹配上。

那麽,為什麽要換擋?

原因很簡單:伺候好內燃機這個熊孩子,讓它一直待在舒舒服服的轉速區間裏,這樣讓它出力的時候隨時都可以幫你一把。

所以,一直都說換擋不看速度而要看轉速。駕校教練告訴你的那絕對不是開MT的真相。在駕校的時候哼哼哈哈但是自己實際開車,只需要記住MT的核心要訣就是四個字:

控制轉速

不論是升擋還是降擋,都要維持轉速在自己理想的區間內。

# 6、來看實戰

其實原理看起來這麽復雜,實際駕駛的時候,沒人會一邊開車一邊摁小算盤掐著表去換擋。熟練成自然。

對於MT駕駛來說,核心問題就是:如何維持發動機的轉速在一個合理區間。

一般民用車的轉速範圍從

900-6500

,那是一個很寬泛的範圍,合理的標準是什麽?

答案仍然在駕駛者心中。

如果你是節油型的駕駛者,那麽就嘗試將發動機轉速控制在經濟轉速區間,別超過2000轉。

如果你是激進型的駕駛者,那麽就讓發動機的轉速控制在亢奮區間內,這就視發動機的特性而定,比如R9DA發動機在1700RPM到6000RPM(大概)都可以發力,那麽就相對簡單一些,控制在這樣寬泛的區間內即可,但是B16這類神奇的發動機,扭矩峰值很窄,加上又有VTEC上身,就需要將發動機轉速控制在相對很高但是又很摘的一個轉速區間內。所以我之前曾經在另一個答案中說過要將NA發動機的全部實力逼出來,難度比Turbo要大,因為它的容錯小得多。