手動變速器

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五速手排檔位圖

手動變速器英語Manual Transmission縮寫MT),亦稱手排變速器粵語俗稱棍波,是汽車變速器中最基本的一種類型,其作用是改變傳動比,亦稱齒輪比,是引擎扭力被變速器齒輪放大的倍數,車輛靜止剛起步時,由於本身質量較大,使其運動將使用較大的力,根據槓桿原理力矩用半徑最長的低速檔大直徑齒輪把引擎扭力放大,協助車輛開始向前行駛。車輛開始行駛後,由於慣性將保持向前方移動,用較小的扭力即可讓車輛繼續向前行駛,所以改換入半徑較小齒輪比小,扭力放大倍數較小但旋轉轉速較快的小齒輪高速檔,即可用較少的引擎轉速達到相同的車速來省油,或讓車速更快。齒輪比小於一的省油檔稱為超比檔(overdrive),密齒輪比是指各檔位齒輪比落差小,代表各檔扭力落差小,有利於車輛加速,並提供倒檔和空檔。通常,駕駛員通過踩離合器踏板和操縱換擋桿可以在任何檔位間進行選擇。也有少數手動變速器,如摩托車變速器,某些賽車變速器,只允許順序換擋,這些變速器被稱為順序換擋變速器。近年來隨著電子控制元件耐用度的改善,由電腦控制自動切換離合器自動換檔的自動手排變速箱在歐洲車上也愈來愈普及,福斯汽車福特汽車則在市售車上提供更新一代的雙離合器自動手排,變速箱同時具有兩組離合器,每次換檔時自動切換到另一組未使用的離合器迅速嚙合,不需如傳統手排變速箱得等唯一一組離合器分開後再重新嚙合,換檔速度更快,換檔震動也更小。

手動變速器的模擬結構和操作原理
(從左到右,從上到下,分別為:倒檔,靜止檔,第一檔,第二檔,第三檔,第四檔)

內部結構[編輯]

傳動軸[編輯]

傳動軸的布置形式通常有兩軸式和三軸式兩種。通常後輪驅動的汽車會採用三軸式變速器,即輸入軸,輸出軸和中間軸。輸入軸前端接離合器與發動機相聯,輸出軸後端通過凸緣與萬向傳動裝置相聯。

輸入軸與輸出軸置於同一條水平線上,中間軸則與它們平行布置。動力通過齒輪從輸入軸傳至中間軸再傳至輸出軸。在許多變速器中輸入軸和輸出軸能接合在一起,因此動力不必經過中間軸,這時的檔位稱為直接檔。直接檔通過單軸傳動,傳動比為1:1,具有最高的傳動效率。即使在不能提供直接檔的變速器中,把輸入軸與輸出軸布置在一條直線上也有利於降低工作時變速器所需承受的扭矩,。

倒檔裝置[編輯]

為了因應停車或其它特殊需求(如"狹路讓路"...等),所設置的倒車檔位,且僅有一個檔位

一般來說,倒檔的齒輪比都會跟一檔的差不多

同步器[編輯]

在同步嚙合變速式中則有同步器的設置,可使兩個齒輪在接合前速度先達到一致,此種同步器在所有的手動排檔汽車的變速器中都已使用

離合器[編輯]

離合器是可以使引擎與變速器分開跟結合的一個機械部分,引擎與變速器結合的時候可以傳輸動力,卻沒辦法換檔,所以換檔前要先踩離合器把引擎與變速器分開,切換檔位改變齒輪比後再放離合器讓引擎與變速器接合,繼續傳輸動力。

操縱機構[編輯]

一根長長的桿子,裝有排檔頭且標示著檔位的位置,以一連串的連桿連接著變速箱。

一般稱之為檔把(中國大陸)、排檔桿(台灣)、手牙(馬來西亞/新加坡)或波棍(香港)。

通常設置在中央扶手與中控台的中間位置(地檔),有部份車系將其設置在轉向柱上(懷檔)。

檔位選擇[編輯]

通常以1檔為手排車的起歩檔

1檔後依車速或轉速升降檔

當車速慢下來很多時又再加速要退至適當的檔位

標示"R"的區域為倒車檔,有些大眾車系列(捷達 jetta),使用倒檔時必須靠左側下按才能掛檔,還有一種倒檔掛法是提起設置於變速器上的倒檔提鈕,如福特新全順

簡單來說,在前車輛前進引擎轉速高的時候升檔,引擎轉速低的時候降檔,但升檔必須按照順序升檔,降擋則可以超過一個檔位差,也叫越級降擋。

轉速高低每台車不一樣。

與自動變速器的比較[編輯]

此處的自動變速器是指傳統的液力式自動變速器,即通過液力變矩器及行星齒輪傳遞動力的自動變速器。

優點[編輯]

  • 與自動變速器相比較可以給汽車駕駛愛好者帶來更多的操控快感
  • 傳輸效率比自動變速箱為高,在同排量發動機條件下,比自動變速器省油。
  • 維修保養比自動變速箱便宜、耐用程度比自動變速箱好
  • 如果願意以較高成本使用自動手排,則可以兼顧自排的方便性及手排的高效率
  • 引擎煞車的效能較強
  • 電瓶沒電時可實施推發

缺點[編輯]

  • 開車時還要控制離合器和換檔比較麻煩,在塞車和行駛市區時會更不利
  • 控制離合器技術不純熟者常常在馬路上熄火,特別是上坡
  • 操作不當的話有機率把引擎跟變速箱弄壞
  • 屬於純力學機械結構,故增加檔位必會造成體積和質量的增加,使檔位增加有限(當前最多為七速,但最佳的檔位數是六速),進步能力受阻;相對之下,採用行星齒輪組(AT)或鋼帶(CVT)的自動變速器,可隨著技術提升壓縮體積,進而達到增加檔位卻不增加體積的優點。

參見[編輯]