何謂減速比與變速比? 最終減速比有提昇的話扭力也會上升?

何謂減速比與變速比? 最終減速比有提昇的話扭力也會上升?

篇目
●何謂汽車的變速比與減速比?
●何謂變速器?
●何謂變速比、減速比?
●最終減速比有提升的話扭力也會上升?
●CVT的變速比是?
●了解變速比與減速比即可添加選車的樂趣!
●關於汽車構造的推薦文章
 
何謂汽車的變速比與減速比?


▲[日産 GT-R NISMO 新型 2017年]。
 
變速比與減速比是會對汽車加速性造成影響的數值。部分車款在型錄上除了標示汽車排氣量大小、變速箱型式外,也會列出變速比與減速比。
變速比與減速比是顯示變速箱性能的數值,也是用來決定車輛性能的設定與屬性,也可以說是一部汽車的性格。那麼要如何才能從變速比與減速比看出汽車的性格呢?
 
就讓我們一起來看看變速箱所扮演的角色,也一起來了解一下變速比與減速比吧。
 
 
何謂變速箱?


©Shutterstock.com/loraks
 
變速比與減速比是顯示汽車輸出扭力性能的數值,那麼變速箱到底是什麼呢?
 
在汽車與機車上叫變速箱,在腳踏車上一般稱之為變速器,日文漢字的話就是變速機,無論怎麼稱呼,變速箱就是將引擎輸出功率傳達到輪胎的角色。
 
汽車的輪胎與引擎不是直接有連接的,引擎跟輪胎之間有變速器,引擎的功率是由通過變速器來傳達到輪胎。
 
變速箱的職責
 

©iStockphoto.com/mytro Aksonov
 
以腳踏車為例,在剛開始騎的時候會很吃力,但是騎穩了、速度上來了就會很順。相同的汽車也是剛起步時需要相當大的功率才能帶動整部車。而當汽車的車速穩定提昇了,驅動車輛所需要的能量也相對的能減少。
 
腳踏車的快慢可以靠自己多用力踩一點,或也可以放鬆的騎。但是汽車的引擎就不像人可以機靈地調整輸出力道。而變速箱的作用就是調整引擎傳達到輪胎的力道。
 
汽車加速時


©iStockphoto.com/Toa55
 
汽車在起步加速時也是需要相當大的功率,而引擎本身要輸出大功率時也是需要提高轉速。
因此在起步加速時,引擎提高轉所產生的大功率輸出就必須透過變速箱為中介來將驅動低轉速的輪胎。
  
要開更快時


 
當車輛已經到達一定速度後,但還需要開更快時,這時候所需要的引擎驅動功率不需要像靜止起不時來得大,而且此時引擎的轉速對比輪胎的轉速也與起步不同,這時就必須透過變速箱中合適的檔位選擇(變速比)來將引擎輸出的功率轉換為再加速所需要的功率再傳遞到輪軸上。
 
何謂變速箱的變速(換檔)


 
根據行車狀況,改變引擎跟輪胎的連結檔位叫做變速。想必大家都有聽過「1檔、2檔」這樣的說法。這是以不同齒輪組的變速比順序,來表達高低變速比的說法。
 
例如在起步時,連結著低轉速的輪胎與高轉速引擎的變速箱是1檔的齒輪組合(變速比)。
 
基本上汽車的車速增加時檔位也會隨之上升,過去最高檔位是4速與5速,但隨著汽車性能與油耗經濟性的需求,現在的變速箱也已有6速、7速、8速甚至部分車款有到10速等。
 
有時想要迅速加速,有時想輕鬆巡航。
 
來決定駕駛者這些不同需求的關鍵就是變速箱,變速箱的性能,也就是各檔位齒比設定就事關於「汽車呈現的風格」。
 
何謂變速比・減速比?

前面已經說明了關於變速箱在傳動系統扮演的角色與關鍵。接下來就來談談變速比與減速比。
 
何謂變速比?
 
每個檔位基本上是由承接曲軸輸出的主軸齒輪搭配被驅動的副軸齒輪而成,變速比就是各檔位下主軸齒輪與副軸齒輪的齒數比值。例如以Toyota Century這台車為例。
型錄上的變速比如下表。
 
變速比 1檔 3.296
2檔 1.958
3檔 1.348
4檔 1.000
5檔 0.725
6檔 0.582
R檔 2.951
減速比 3.461

看1檔的變速比是3.296,代表曲軸旋轉3.296圈,副軸齒輪旋轉1圈的意思。
而6檔的變速比是0.582,就是曲軸旋轉0.582圈,副軸齒輪旋轉1圈,因此不同檔位的副軸齒輪要旋轉1圈,所需要的引擎轉速也不相同。
 
何謂減速比?
 
減速比有著幾種的稱呼,如差速比、終傳比,都是相同意思。
變速箱除了各檔位外,還有一組最終傳動齒輪,減速比就是終傳齒輪組中,主齒輪與被驅動的副齒輪的齒比。
 
引擎曲軸輸出的動力傳輸到變速箱各檔位齒輪組,動力經過各檔位變速比後再傳輸到最終齒輪組,然後再從最終齒輪組經過差速器傳到傳動軸來驅動輪胎,這就是引擎動力傳輸到輪胎的過程。
 
引擎輸出的功率經過變速系統後經過為差速器傳遞到輪胎。一般來說,差速器在前輪驅動(FF)車是位在變速箱內,後輪驅動(FR)車是在變速箱外部。
 
何謂綜合減速比?
 
  綜合減速比
變速比 1檔 3.296 11.407
2檔 1.958 6.777
3檔 1.348 4.665
4檔 1.000 3.461
5檔 0.725 2.509
6檔 0.582 2.014
R 2.951 10.213
減速比 3.461  

減速比是經過變速箱後輸出主軸的旋轉速與輪胎的旋轉速的比。透過變速比再加上減速比,就可以知道引擎的旋轉速與輪胎旋轉速的比值。這個比值統稱為綜合減速比。
 
例如前文Century這部車的減速比是3.461。1速的變速比是3.296,所以加上了變速比與減速比的11.407則是綜合減速比。
 
從變速比・減速比來比較汽車動力輸出的方式
 
  Century Hiace
  綜合減速比   綜合減速比
變速比 1檔 3.296 11.407 3.600 17.550
2檔 1.958 6.777 2.090 10.189
3檔 1.348 4.665 1.498 7.254
4檔 1.000 3.461 1.000 4.875
5檔 0.725 2.509 0.687 3.349
6檔 0.582 2.014 0.580 2.828
R 2.951 10.213 3.732 18.194
減速比 3.461   4.875  

以豐田的Century與Hiace為例來看,1速的綜合減速比,相較於Century是11.407,Hiace則是17.550。
 
假設是相同的引擎,一檔起步加速時Hiace比較強。再來看6速,6速的綜合減速比,相較於Century是2.014,Hiace則是2.828,以相同引擎動力的情況下,Century的最高速度會比較高。
 
相同的,與其他檔位的綜合減速比來看,可以知道Hiace是強而有力的風格,Century是輕快穩定的風格。
  
最終減速比有提昇的話,扭力也會上升?

從引擎與輪胎輸出的功率稱為扭力。
那麼綜合減速比與扭力的關係又是如何的呢?
 
綜合減速比與扭力的關係



變速箱與差速器中的齒輪組,與槓桿是相同原理的。簡單一點來看,如果力點是引擎,作用點為輪胎的話,那個關係就如上圖所示。
 
綜合減速比大的話,引擎的旋轉速也會變多,但輪胎的旋轉速會變少。只是相對的,從輪胎出來的功率會比從引擎出來的功率要來更多。
 
相反的綜合減速比小的話,引擎的旋轉速會少,輪胎的旋轉速會多。然後從輪胎出來的功率會比從引擎出來的功率還要更少。
 
也就是說,如果是相同引擎的旋轉速,綜合減速比愈大扭力也會變大。
 
最終減速比與扭力的關係
 
一般有所謂透過改裝差速器的軸心來提高減速比的方法,藉此達到「扭力提昇」,但實際上是怎麼回事呢?
 
從結論來說扭力是會上升,因為綜合減速比是變速比與減速比相乘後的產物,因此減速比愈大的話綜合減速比也會變大。綜合減速比與扭力的關係如上所敘,如同槓桿原理。
 
將最終減速比(減速比)提高,綜合減速比愈大的話從輪胎出來的功率也會變大。也就是說扭力也會上升。
 
綜合減速比與加速的關係
 
綜合減速比愈大的話,從輪胎輸出的扭力也會上升。那麼輪胎的扭力上升的話會有甚麼現象呢?
 
扭力上升的話,汽車會更加強的加速道。例如在高速公路行車時,想要再加速的話,大腳踩下油門,變速箱就會出現Kickdown的動作,讓車子有更大的出力來進行加速。
 
這是因變速箱接受指令進行降檔,當檔位變低、變速比提高時,綜合減速比也會提昇。這跟將最終減速比提升時,綜合減速比也提昇是相同的理由。
 
但是最終減速比不像各檔位能在行駛中進行切換,變速箱會以降檔來達到提高出力、再加速的方式來達成目的,但這樣的話,最高行駛速度也會下滑。
 
馬力與扭力的意思是?不同處與從單位的換算・計算方法來徹底解說。
 
何謂CVT的變速比?


 
近年來有愈來愈多的新車採用CVT(無段變速箱),但是CVT變速箱的變速比又是怎樣的呢?
 
CVT當然也有變速比,只是它不是使用齒輪來切換1檔、2檔,而是在如同交通錐的圓錐盤中間(普利盤)利用專用鋼帶來滑順地進行變速。
 
普利盤的開闔讓鋼帶環繞的直徑產生大小變化,錐盤狀的普利盤可以想像成是由無數的齒輪疊合而成,因此變速比雖然存在,但是區分上是非常的細密、近乎無段,引此也不會有數據放在型錄上面。
 
了解變速比與減速比即可添加選車的樂趣!


©Shutterstock.com/femme
 
有些汽車型錄上會標示變速箱的變速比與減速比。乍看之下是看不懂的數字,但只要知道了意思,在選購車輛時會有更多的小樂趣。
 
對於汽車的知識越豐富的話愈能正確、快樂的進行選車。請務必多比較各種的型錄,就能對不同汽車的性能屬性更進一步的掌握。


原文出處:減速比や変速比とは?最終減速比が上がればトルクも上がるのか?
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