Professional View - 淺談手排變速箱原理(2)

出車禍又加上過年沒地方去，看來只有趕快把要寫的文章弄出來。
不過回頭再仔細詳讀，發現這篇寫的不是很清楚(自己都看不太懂)，想想還是再修改一下。

先前已經介紹過變速箱的相對位置與構造，現在要說明扭力如何輸入與輸出。
不過進入正題前要先了解變速箱齒輪的轉動方向，下圖是變速箱相嚙合的齒輪。
不論副軸齒輪轉動方向為何，主軸齒輪的轉向一定相反。

有了這個概念，接下來就可以說明扭力途徑，以FUSO M036 7速變速箱入二檔為例。

扭力從輸入軸進入後，驅使驅動齒輪(四速齒輪)轉動。
由於驅動齒輪與副軸四速齒輪嚙合，所以假設四速齒輪是向左轉，那副軸四速齒輪則是向右轉(參閱上圖，方向相反)。因副軸各齒輪皆與副軸為一體，所以副軸四速齒輪轉動也會導致副軸各齒輪一同向右轉動。主軸各速齒輪皆與副軸齒輪相嚙合，想當然爾各齒輪也以相反方向向左轉動(倒檔除外)。現在了解了主副軸齒輪轉動的原理，另一個問題就來了，齒輪轉動如何將扭力輸出到後接座?

齒輪是藉由針狀軸承(Needle Bearing)才能在主軸上轉動(如上圖)。
但假若是這樣，當副軸齒輪轉動時，主軸齒輪只會在主軸上空轉，無法傳遞扭力。
這時就得再說明同步齒輪轂(Synchronizer Hub)的功用。

主軸上兩個齒輪中間會有齒槽(Spline)，如上圖左。同步齒輪轂(Synchronizer Hub)以內側齒槽與主軸齒槽相結合，如上圖右。當同步齒輪轂轉動時，整隻主軸也會跟著一起轉動。

那如何讓Hub轉動?就得需要上圖來解說。在主軸上，Hub會介在兩齒輪中間以同步齒輪(Synchronizer Ring)間隔，最外側則是同步滑套(Synchronizer Sleeve)，如上圖左。假設駕駛藉由排檔桿入三檔，則在三檔齒輪與滑套同步後，滑套將會往上移動與齒輪盤相嚙合，如上圖右。因為滑套同時與齒輪和同步轂相嚙合，所以當主軸三檔齒輪轉動時，已與齒輪、同步轂嚙合的滑套也跟著讓主軸與齒輪一同往同一方向轉動。雖然有點小複雜，總之這邊只要能理解齒輪必須藉由同步齒輪轂與滑套讓主軸一同轉動的原理即可。

現在拉回到第三張圖，驅動齒輪向左轉，讓嚙合的整隻副軸向右轉動。假設這時駕駛入二檔，則外滑套與二檔齒輪盤嚙合，最後扭力藉由二三檔同步股傳遞到主軸，所以扭力如上圖紅色箭頭指示方向輸出到變速箱末端接座。而變速箱各檔的運作方式都是如此，完整的扭力輸入路徑如下圖

這樣完整的扭力傳遞路徑應該就有些概念了，下一篇將會介紹與說明齒輪與同步齒輪(Synchronizer Ring)的關係，順道說明主要同步齒輪的種類。