Re: [問題]關於自排 手排變速箱種類的一些疑問
作者: wisdom 2016-09-14 09:10:36
根據變速箱本體區分
手排本體 : 傳統手排變速箱(單離合自動手排)，自動手排變速箱(雙離合)
自排本體 : 傳統自排變速箱(行星齒輪)，CVT變速箱
根據離合器區分
單離合器(磨擦板)，雙離合器(磨擦板)，液壓扭力放大器，電磁離合器
變速箱總成基本上會包含一個變速箱本體(變速)，跟一個離合機構(切離引擎與變速箱本
體的動力傳遞)
所以討論變速箱的傳輸效率，也應該要分成兩部份來看，變速箱本體 & 離合器
先從變速箱本體來看
單離合器自動手排變速箱基本上就是一個傳統的手排變速箱(單離合器)+兩組致動器(電磁
閥或馬達)，由致動器代替手動踩離合跟換檔的動作
所以單離合自動手排的效率基本上等於手排變速箱，不過因為電腦換檔可以比人類更精準
快速，所以一般來說單離合自動手排會比人類換檔來得好一些(效率)，不過這不是機構的
差異
雙離合器自動手排的變速箱本體跟一般手排變速箱非常類似，只差主軸有兩根，分別傳遞
單數檔齒輪跟雙數檔齒輪
所以就機械耗損來說，雙離合器變速箱的本體會比一般手排變速箱來得多一咪咪
且雙離合器的機構也比單離合器要複雜(多一組離合器)，所以雙離合器的耗損也會比單離
合器再多一咪咪
因此單就機構設計來說，雙離合器自動手排會比單離合器自動手排(純手排)來得差一些，
但差異不會太大，這幾年因為雙離合變速箱越來越多，效率甚至開始超過手排箱(這是因
為技術越來越精進)
而且雙離合的換檔速度飛快，對變速箱效率是莫大的助益
自排變速箱的本體是行星齒輪，理論上純齒輪咬合的設計，傳輸效率很高，但自排變速箱
為了要達到多檔位，是由多組行星齒輪串聯搭配得到更多檔位
每一組行星齒輪的效率要乘上下一組的效率
譬如三組行星齒輪，一組齒輪的效率是95%，那變速箱本體的傳輸效率是0.95 x0.95 x
0.95 = 85%，跟手排箱本體各檔齒輪是並聯的狀況不同
CVT的鋼帶會打滑，但其實CVT本體的傳輸效率沒有傳說中那麼差，CVT的問題是變速比變
換反應太慢，造成駕駛感溫吞
離合器本體
磨擦板式離合器(單離合、雙離合)的傳輸效率最高，只要磨擦片沒有打滑(或極少打滑)，
傳輸效率就在90%以上，所以綜合離合器跟變速箱本體
手排(含單離合自動手排)的效率很容易做到90%以上，雙離合器初期也有80%以上(近期效
率更好了)
液壓扭力放大器的傳輸效率差，主要/直接原因並不是輸入輪跟輸出輪的轉差(滑差)，扭
力放大器的扭力放大效果就來自輸入與輸出的轉差
但這個轉差會造成同一個時速下，引擎轉速變高(類似三檔開100跟四檔開100的差異，前
者耗油多了)
所以鎖定裝置解決轉差的問題主要是改善定速巡航時轉差造成引擎轉速提高時的油耗表現
扭力放大器本身的設計就是效率低落的原因
輸入輪要帶動液壓油，液壓油的阻尼就是造成效率差的主因，用電風扇來舉例的話，把電
風扇放在水裡轉會是什麼狀況? 光是轉動就很困難了吧
所以鎖定裝置只能改善，沒辦法解決扭力放大器本身效率低落的根本問題
因此綜合扭力放大器跟串聯行星變速箱本體，自排箱的效率大概只有70%以下
電磁離合器? 這是歷史的眼淚了，不用考古了
所以，原po說的平行軸變速箱本體(手排變速箱本體)+扭力轉換器
就會變成自動離合器但手動換檔，可以搭配自動換檔
但扭力轉換器本身效率就是低落，這點無解。
自動離合器(單離合器)的控制很困難，電腦很難判斷離合器的接合點，所以單離合自動手
排大多會有換檔頓挫大的缺點
這是為什麼自排車不使用自動單離合器的主要原因。
p.s. 單離合器自動手排因為是手排變速箱，所以其實非常耐用，一般認為這種變速箱很
爛，主要是致動器或變速箱電腦不耐用
p.s.2 頭又大的e-CVT並不是CVT(鋼帶配前後普利設計)，而是比較像自排變速箱用行星齒
輪的設計，甚至可以說，e-CVT其實就
是自排變速箱本體，只是應用方式讓它有連續可變齒比的效果，細節可以自己GOOGLE
※ 引述《a922955 (Specimen clotted)》之銘言：
: 手排變速箱中有兩支平行軸，軸上有大小不同的齒輪
: 透過換檔桿來控制哪幾個齒輪接合來達成不同齒比的換檔動作
: http://goo.gl/SqQhfL
: 而手排離合器當然就是利用磨擦力接合的壓板了
: https://a2ua.com/clutch/clutch-005.jpg
: 再來看傳統自排變速箱使用的是好幾組行星齒輪，
: 利用控制外面那圈Ring gear動或不動來變換出不同的齒比組合
: (應該吧~如有誤請不吝指正!)
: http://goo.gl/7Fc4RO
:
![]()
: 而搭配的是扭力轉換器，類似兩台電風扇一台插電吹動另外一台
: 不過介質是液體而不是空氣
: 如此可以將引擎動力傳出，也能在車輪靜止時引擎維持怠速轉動不熄火
: 簡化了手排腳踩離合器的步驟
:
![]()
: 對不起前言說的有點長.....
: 我的問題在於當初為何在發展自手排時的搭配是平行軸變速箱 + 傳統離合器呢?
: 單以機械構造而言作動部件少的行星齒輪變速箱換檔速度不是更快嗎?
: 單純論變速箱傳輸效率何者較具優勢呢?
: 又為何不採用平行軸變速箱 + 扭力轉換器這種組合?
: (好像在之前的文章有看到HONDA的車有採用過?有什麼優缺點嗎?)
: 現在鋼帶式CVT + 扭力轉換器的傳動方式好像在時速高於20km/h左右時
: 對扭力轉換器進行鎖定(較後期AT似乎也有的樣子)，藉此提高傳輸效率
: 不過還是得克服鋼帶打滑的問題，總合效率才能提高對吧?
: 抱歉一堆問題，希望對這方面熟悉的人能分享一下解答!
手排本體 : 傳統手排變速箱(單離合自動手排)，自動手排變速箱(雙離合)
自排本體 : 傳統自排變速箱(行星齒輪)，CVT變速箱
根據離合器區分
單離合器(磨擦板)，雙離合器(磨擦板)，液壓扭力放大器，電磁離合器
變速箱總成基本上會包含一個變速箱本體(變速)，跟一個離合機構(切離引擎與變速箱本
體的動力傳遞)
所以討論變速箱的傳輸效率，也應該要分成兩部份來看，變速箱本體 & 離合器
先從變速箱本體來看
單離合器自動手排變速箱基本上就是一個傳統的手排變速箱(單離合器)+兩組致動器(電磁
閥或馬達)，由致動器代替手動踩離合跟換檔的動作
所以單離合自動手排的效率基本上等於手排變速箱，不過因為電腦換檔可以比人類更精準
快速，所以一般來說單離合自動手排會比人類換檔來得好一些(效率)，不過這不是機構的
差異
雙離合器自動手排的變速箱本體跟一般手排變速箱非常類似，只差主軸有兩根，分別傳遞
單數檔齒輪跟雙數檔齒輪
所以就機械耗損來說，雙離合器變速箱的本體會比一般手排變速箱來得多一咪咪
且雙離合器的機構也比單離合器要複雜(多一組離合器)，所以雙離合器的耗損也會比單離
合器再多一咪咪
因此單就機構設計來說，雙離合器自動手排會比單離合器自動手排(純手排)來得差一些，
但差異不會太大，這幾年因為雙離合變速箱越來越多，效率甚至開始超過手排箱(這是因
為技術越來越精進)
而且雙離合的換檔速度飛快，對變速箱效率是莫大的助益
自排變速箱的本體是行星齒輪，理論上純齒輪咬合的設計，傳輸效率很高，但自排變速箱
為了要達到多檔位，是由多組行星齒輪串聯搭配得到更多檔位
每一組行星齒輪的效率要乘上下一組的效率
譬如三組行星齒輪，一組齒輪的效率是95%，那變速箱本體的傳輸效率是0.95 x0.95 x
0.95 = 85%，跟手排箱本體各檔齒輪是並聯的狀況不同
CVT的鋼帶會打滑，但其實CVT本體的傳輸效率沒有傳說中那麼差，CVT的問題是變速比變
換反應太慢，造成駕駛感溫吞
離合器本體
磨擦板式離合器(單離合、雙離合)的傳輸效率最高，只要磨擦片沒有打滑(或極少打滑)，
傳輸效率就在90%以上，所以綜合離合器跟變速箱本體
手排(含單離合自動手排)的效率很容易做到90%以上，雙離合器初期也有80%以上(近期效
率更好了)
液壓扭力放大器的傳輸效率差，主要/直接原因並不是輸入輪跟輸出輪的轉差(滑差)，扭
力放大器的扭力放大效果就來自輸入與輸出的轉差
但這個轉差會造成同一個時速下，引擎轉速變高(類似三檔開100跟四檔開100的差異，前
者耗油多了)
所以鎖定裝置解決轉差的問題主要是改善定速巡航時轉差造成引擎轉速提高時的油耗表現
扭力放大器本身的設計就是效率低落的原因
輸入輪要帶動液壓油，液壓油的阻尼就是造成效率差的主因，用電風扇來舉例的話，把電
風扇放在水裡轉會是什麼狀況? 光是轉動就很困難了吧
所以鎖定裝置只能改善，沒辦法解決扭力放大器本身效率低落的根本問題
因此綜合扭力放大器跟串聯行星變速箱本體，自排箱的效率大概只有70%以下
電磁離合器? 這是歷史的眼淚了，不用考古了
所以，原po說的平行軸變速箱本體(手排變速箱本體)+扭力轉換器
就會變成自動離合器但手動換檔，可以搭配自動換檔
但扭力轉換器本身效率就是低落，這點無解。
自動離合器(單離合器)的控制很困難，電腦很難判斷離合器的接合點，所以單離合自動手
排大多會有換檔頓挫大的缺點
這是為什麼自排車不使用自動單離合器的主要原因。
p.s. 單離合器自動手排因為是手排變速箱，所以其實非常耐用，一般認為這種變速箱很
爛，主要是致動器或變速箱電腦不耐用
p.s.2 頭又大的e-CVT並不是CVT(鋼帶配前後普利設計)，而是比較像自排變速箱用行星齒
輪的設計，甚至可以說，e-CVT其實就
是自排變速箱本體，只是應用方式讓它有連續可變齒比的效果，細節可以自己GOOGLE
※ 引述《a922955 (Specimen clotted)》之銘言：
: 手排變速箱中有兩支平行軸，軸上有大小不同的齒輪
: 透過換檔桿來控制哪幾個齒輪接合來達成不同齒比的換檔動作
: http://goo.gl/SqQhfL
: 而手排離合器當然就是利用磨擦力接合的壓板了
: https://a2ua.com/clutch/clutch-005.jpg
: 再來看傳統自排變速箱使用的是好幾組行星齒輪，
: 利用控制外面那圈Ring gear動或不動來變換出不同的齒比組合
: (應該吧~如有誤請不吝指正!)
: http://goo.gl/7Fc4RO
:
: 而搭配的是扭力轉換器，類似兩台電風扇一台插電吹動另外一台
: 不過介質是液體而不是空氣
: 如此可以將引擎動力傳出，也能在車輪靜止時引擎維持怠速轉動不熄火
: 簡化了手排腳踩離合器的步驟
:
: 對不起前言說的有點長.....
: 我的問題在於當初為何在發展自手排時的搭配是平行軸變速箱 + 傳統離合器呢?
: 單以機械構造而言作動部件少的行星齒輪變速箱換檔速度不是更快嗎?
: 單純論變速箱傳輸效率何者較具優勢呢?
: 又為何不採用平行軸變速箱 + 扭力轉換器這種組合?
: (好像在之前的文章有看到HONDA的車有採用過?有什麼優缺點嗎?)
: 現在鋼帶式CVT + 扭力轉換器的傳動方式好像在時速高於20km/h左右時
: 對扭力轉換器進行鎖定(較後期AT似乎也有的樣子)，藉此提高傳輸效率
: 不過還是得克服鋼帶打滑的問題，總合效率才能提高對吧?
: 抱歉一堆問題，希望對這方面熟悉的人能分享一下解答!
作者: gouxiu (善體小修) 2016-09-14 09:14:00
佩服
作者: ken720331 (肯) 2016-09-14 09:16:00
推
作者: PPTer (PowerPoint Boy) 2016-09-14 09:19:00
專業推 ecvt還滿有趣的
作者: a922955 (Specimen clotted) 2016-09-14 09:29:00
太感謝W大了!!!好詳細的說明，那想問一下那些九速自排變速箱或更多檔位的不就會有更多動力耗損嗎?http://eahart.com/prius/psd/TOYOTA E-CVT的原理說明，可以自己動手調整體驗不同時速當初看到真的覺得這設計很厲害，利用兩組馬達就可以無段去調整行星齒輪裡各個轉速，自排變速箱就是輸在ring只能鎖定或自由轉動對吧~所以要達成多檔位必須要靠很多組行星齒輪來達成，也不是無段的了
作者: Yench (閑閑沒事) 2016-09-14 09:42:00
CVT反應慢 一部分也是要保護鋼帶 但不同家的CVT個性差蠻多
作者: unicorn13 (999) 2016-09-14 09:50:00
想請問一下，假設兩台一樣的車，引擎出力相同，差別在於變速箱(傳統手排及傳統4AT)，兩者的效率差別大概多少？
作者: wisdom 2016-09-14 09:59:00
天差地別，開開看MARCH 手排跟4at就知道了，這種動力小的車，差異更加明顯
作者: OrzOGC (洞八達人.拖哨天王) 2016-09-14 10:02:00
我開過surf的自排和手排,自排只有無力.笨和蠢可以形容國1南下轉台76的上坡感覺就很明顯.OD降檔本應都很慢...
作者: Sturmvogel (fire) 2016-09-14 10:16:00
同是四AT有些開起來就是又蠢又沒力開商用車載貨，同一款車手牌跟自牌開起來是完全不一樣
作者: qbaow (白海豚) 2016-09-14 10:39:00
感謝簡潔易懂的說明~
作者: zzahoward (Cheshire Cat) 2016-09-14 11:07:00
ZF8其實傳遞效率和換檔速度就真的不輸DCT了，從BimmerAudi 用到Alfa
作者: OrzOGC (洞八達人.拖哨天王) 2016-09-14 11:13:00
那是高級車種啊...平民車的還是很兩光,馬川的好多了
作者: lclc8501 (阿霖) 2016-09-14 11:19:00
開過自排的ACTIVA後，再回頭開自己的1.6手排老可那個感覺真的差很大...特別試跑高速 開阿梯罵加速時你不經懷疑 車是不是壞了...是樓上說的SURF，我也親身體會過...一樣1.8自排軟到靠北邊走
作者: gtsandevo (咖啡磨) 2016-09-14 13:00:00
Wisdom汽機車都研究很深啊...
作者: chewie (北極熊) 2016-09-14 13:51:00
CVT調教真的有差
作者: wisdom 2016-09-14 15:42:00
略懂略懂
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