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摩托车自动换挡和无级变速

2009-4-14  来源:摩托车商情网 阅读次数:33193

摩托车换挡时离合器与油门的配合让新手们总是感到手忙脚乱,广大的用户总是渴求更简便的操作。传统踏板车采用的无级变速方式看上去是一个不错的办法,但踏板车传动效率低、油耗居高不下让很多车手望而却步。如何让摩托车符合人性化的设计思想,做到操作简单和节省燃油的两者兼顾呢?设计师们对发动机的优化和改造让这一难题找到了答案:自动换挡技术和新的无级变速技术提供了很好的解决途径。但很多人常常将自动变挡和无级变速混为一谈,本文以隆鑫系列发动机为例介绍自动换挡和无级变速的区别。

一、自动换挡

目前市场上摩托车自动换挡实际指的是离合器控制方式的简化即自动离合方式。在自动离合方式下,车手踏下换挡踏板后,发动机可自动实现离合器的分离进行换挡;在换挡结束后,可自动实现离合器的结合。2000年以来,自动离合方式在50-125mL排量的车型中广泛配置,成为市场的热点。对于新用户来说,自动离合的摩托车像是加了油门的自行车,操作简便。自动离合方式按照结构的不同可分为两种:单级自动离合方式和两级自动离合方式。

1、单级自动离合方式

单级自动离合以隆鑫LC150FMG为代表,广泛应用在90-100排量弯梁车型上。单级自动离合方式离合器只有一级,直接安装在曲轴上,动力从离合器传出,经过从动齿轮减速,传递到主副轴。结构见图1。

离合器的分离和结合是依靠离合器内随发动机转速不断运动的甩块。当曲轴转速大于1500转/分时,离合器主动盘上的四组甩块由于离心力的作用向外运动,压缩离合器弹簧,迫使摩擦片压紧,将动力传出。当转速低于1500转/分时,离合器主动盘上的甩块由于重力回落,压缩弹簧伸展,摩擦片间产生间隙,动力被切断。

单级自动离合器车型在换挡时,换挡臂上靠花键连接的操纵杆拨动离合器端面上的凸轮盘转动,凸轮盘向内挤压离合器外罩,使离合器处于分离的状态,动力切断,便于挡位的转换。

单级自动离合车型对换挡操作极大地简化,同时油耗也控制在理想地范围(一般100排量弯梁车型经济油耗在1.7L/100KM以内)。但在换挡过程中,如果驾驶员没有减油门降低曲轴转速,会出现离合器摩擦片不能彻底分离,造成换挡困难或换不起挡。

2、两级自动离合方式

两级自动离合方式主要应用在110-125排量弯梁车型中。两级离合器中的初级离合器安装在曲轴上,采用三组离心式蹄块结构,次级离合器采用油浴多片,结构类似骑式125车型。曲轴动力经过两级离合器传递到主副轴。结构见图2。

离合器的分离和结合通过初级离合器来进行的,根据转速不同时,蹄块的离心力不同来控制离合器的通、断。以隆鑫LX110-3为例,当曲轴转速达到1800转/分时,初级离合器上主动盘内的蹄块克服弹簧的拉力向外运动,与主动盘外罩接触,动力通过初级离合器传递到次级离合器,传递到主轴。当曲轴转速低于1800转/分时,蹄块的离心力小于弹簧的拉力,蹄块与外罩分离,动力传递被切断。

换挡时,踩下换挡臂,换挡臂上安装的操纵杆会向前伸出,操纵杆联结的制动片卡住转动的外罩,使初级离合器处于停止状态,同时下凸轮盘和上凸轮盘(图2中未画出,形状同单级离合器凸轮盘)可使次级离合器分离,可保证换挡的有效性,降低换挡时的冲击。

两级自动离合是单级离合器基础上改进而成的,它解决了单级离合器发动机中转速对换挡影响,在油门控制上无论加油或回油时都可以换挡,对新用户来说更易于掌握,操作更方便。

二、无级变速

以上两种都是传统的变速方式,它们共同的特点是都采用主副轴齿轮传递动力,实际上是一种分级的阶梯式传动,在换挡过程中能明显感觉到有时会出现“顿”的感觉,而且由于齿轮结构复杂,所以占用的空间尺寸较大,故障率也较高。无级变速传动CVT(Continously Variable Transmission)是一种全新的变速方式,无级变速传动加入电子控制技术后称为ECVT,电控无级变速器(ECVT)代表了汽车和摩托车变速器的最高技术水准,其工作原理是在电脑的控制下通过变换主、从动盘的工作半径进行无级传递,具有结构简单、尺寸较小的特点。电控无级变速与自动换挡有着本质的区别:电控无级变速器可以精确感知车手的加速意图,实现流畅顺滑的无间隙换挡过渡,一改传统换挡时的滞顿感。 

摩托车上采用电控无级变速最成功的例子是铃木公司,铃木公司2002年推出的Burgman AN650和2003年推出的概念车G-Strider将ECVT技术引入到踏板车中,让驾驶者充分感受技术的进步。Burgman AN650和G-Strider的变速箱采用了用了铃木电控无级变速系统SECVT (Suzuki Electrically-controlled Continuously Variable Transmission), SECVT是在无级变速(CVT)基础上采用了电脑进行控制,通过三个分别装在驱动盘、从动盘、曲轴上的三个传感器收集发动机的信息(见图3),并参考车速和油门的位置,自动计算出目标转速,利用电机带动改变驱动盘的直径(见图4)达到变速目的。车迷们常常提到的挡位只是传统变速器不同速比齿轮啮合的一种状态,而无级变速严格来说是没有挡位的。Burgman AN650分为自动波和手动挡两种状态,在自动波状态设定了Power Mode和Normal Mode两种模式,相当于轿车中的运动模式和经济模式;同时SECVT按照电子程式分配了不同速比,将手动挡状态划分成6个区段,类似于主副轴形成的6个挡位,驾驶者可以根据需要,通过点动功能选择不同的挡位。

Burgman AN650的换挡操作十分简单,在左手柄上可以完成所有的控制。黄色的“D&M”键可选择自动波和手动挡,“Power” 在自动波状态下使用,可以加强发动机的扭力输出;“UP”和“DOWN”键在手动挡状态下使用,可进行加、减挡的控制。见图5所示。

电控无级变速方式在操纵方便性和乘坐舒适性上均可与传统的踏板车无级变速相媲美,其传动效率却远远高于传统踏板车;同时它能最好地协调外界行驶条件与发动机的负荷,充分发挥发动机的功率潜力,提高燃料经济性。电控无级变速系统另一个显著的优点是可以将发动机的转速控制在最小范围内变化,而车速在较宽的范围内变化。

 


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