传动系统的改装之离合器和变速箱改装

2008年12月10日

汽车的传动系统是一个牵涉面甚广的复杂系统，如果这个环节上处理不好，无论发动机有多少马力也是徒然。

直齿变速箱

改装直牙(齿)变速箱或序列式变速箱——直齿变速箱其实并不是什么高科技的东西，因为从前的变速箱都是直齿的(现在在老款的货车和摩托车上都可以见到)，直齿变速箱被淘汰的原因是在换挡时动作比较突兀(当然很大程度上在于驾驶员的技术)和噪音偏高，影响了乘坐舒适感。现代汽车的变速箱因采用了斜齿设计并加装了同步器，降低了换挡时的顿挫感(对驾驶员的技术要求较低)和变速箱的噪音，但却带来了换挡速度较慢和动力流失较大等负面影响(对飙车一族而言)，而这正是赛车使用直齿变速箱的原因。

序列式变速箱

序列式变速箱的变速原理和直齿变速箱一样，最大分别是序列式变速箱在换挡时只须简单地推上或拉下排挡杆，这设计不但加快了换挡速度，更大大减低了换错挡的可能(在比赛中换错挡的后果往往是发动机因转速过高而爆缸)，因此直牙(齿)变速箱和序列式变速箱对分秒必争的专业比赛是有一定帮助的，但在民用改装车上这些优势便并不明显了。以序列式变速箱为例，在WTCC(世界房车锦标赛)中赛例规定使用序列式变速箱的赛车须加重25kg，而除了BMW外其它车队都选择使用序列式变速箱，结果是BMW拿到了去年的WTCC冠军，由此可以推算在BMW眼中序列式变速箱抵不了25kg的重量(当然BMW也很有信心他们的车手不会入错挡)，而我的经验是+/-25kg在长4.3公里的珠海赛道上对赛车的圈时只有少于1秒的影响力，但那比赛用的序列式变速箱价格却超过一台广本雅阁!而在民用车上要减少25kg是很容易的，光把车子行李厢内的杂物扔掉可能都不止这个数字。说了那么多是想让车迷朋友们明白，赛车的改装是(在赛例容许的情况下)无所不用其极的，大家不要不加消化便把一些专业比赛的改装理念硬搬来用。

离合器的原理

回到传动系统的改装，在传动系统部件中除变速箱外，车迷们听得最多的便是离合器(下指的离合器均为手动挡干式离合器)。离合器的作用很简单但却非常重要，它在行车时把发动机与传动轴连在一起(驱动车子前进)，在换挡或停车等候时把它们分离。如果没有了它不但换不了挡，要停车时还必须把发动机熄火车子才能完全停下来(就像一个没有了P和N挡的自动变速箱)。在现在的多数汽车里，驱动轮得到的所有动力都是经过离合器传递过来，要把动力有效地发挥出来，离合器便要分毫不差(或不要差太多)地作传送工作。装配在民用车上的原厂离合器经过了制造商工程师们的精心计算，除了能100%承受原厂发动机的动力输出外，还兼顾了耐用性和易用性(离合器踏板的力度和释放离合器时的缓冲力等)。但如果车子的动力输出在改装后有(真正的)大幅提升(20%以上)，原厂的离合器便可能会应付不来，轻则加剧摩擦盘的损耗，重则会导致打滑甚至完全烧毁，那时候车子便开不动了。(如果你的朋友向你吹嘘他的车子在改装后马力大了多少多少，但在改装清单中又没有匹配的离合器在内，那你应知道是怎么回事了。)

改离合器的几种方法

离合器跟刹车系统很相似，都是靠不同物质间的摩擦力来工作。

在释放离合器时当中的离合片(摩擦盘)会被压到发动机的飞轮表面，两者之间的摩擦力把它们紧紧地连在一起，从而达到传送动力的作用。一款离合器可传递的最大动力(扭力)值是由离合片的摩擦半径、摩擦系数、摩擦面压强和离合片数量等因素决定的，情况就像刹车系统的刹车卡钳、刹车片和刹车盘的关系。一般来说，离合器的直径越大便能传递越强的动力，但由于离合片的摩擦半径受空间和飞轮大小的限制，通常没有很大的改动余地，因此生产高性能离合器的改装商第一步要动脑筋的地方就是摩擦盘的摩擦材料。和改换高性能剎车片的道理一样，摩擦盘(摩擦材料)的摩擦系数越高，摩擦力便越大，亦即可承受和传送的动力便越大。第二步可以提高离合器动力承受值的方法是加强压盘弹簧的硬度(K数)，即以更大压力把离合片压向飞轮，因为压到飞轮上的压力(压强)越大，能产生的摩擦力也越大。市面上大部份改装用的高性能离合器都是用以上其中一种或是双管齐下的强化方式来提升输送动力的能力和减少动力流失，带来的负面效果是离合器的接合动作不及原装顺滑和离合踏板较重。

多片式离合器

另一方面，如果你的车子在改装后动力增幅超过30%，或是你喜欢经常作0–100km/h测时赛式的发车动作，又或是你开车时不会在少于5000rpm以下换挡的话，一般高性能离合器将不能应付你的要求。主因是摩擦盘的大小受到空间和飞轮的限制，而压盘弹簧的硬度则要顾及离合踏板的行程和轻重，这时候竞赛用的多片式(multi-plate)))的离合器便是你的最佳选择。简单而言，多片式离合器有扩大摩擦半径的效果，比如从一片式离合器换成两片式离合器，就能把离合器的最大扭力提高接近一倍，而且其体积和重量可以做得比一片式离合器更小，如APRacing设计给F1赛车用的4片式碳/碳(Carbon/Carbon)离合器便能以不到10cm的直径和3kg多一点的重量来传送近1000匹的马力!