你知道你的摩托车变速箱如何工作的吗？

王子

你骑的是跨骑车或是踏板车，都有着决定加速表现与极速能力的变速系统；以档车来说，换档动作常是我们所谓骑乘乐趣的重要一环；而对于踏板车而言，变速系统更是调校车辆时的一大重点。究竟这变速箱在玩些什么把戏，又有什么大学问在其中？我们一起来研究看看！

大部分的车友第一次学骑跨骑车时，都有这样的经验：从离合器的操作开始，到如何加速换挡、如何减速退挡，一定会经过一段笨拙的练习阶段。然而在摸熟了基本操作之后，熟练的换挡动作反而是骑乘摩托车时的一大乐趣，许多人会说：会操作换挡才是真正在操控摩托车。我们到底为何换挡？要在什么时机换挡？变速箱内又藏了些什么？这就是本贴所要传授给各位的。

熟练的换档技艺也可说是骑乘的乐趣之一

为何需要变速箱？

需要变速箱的最大理由，在于“发动机并非完美地输出骑士所需求的动力”，因此我们必须在发动机输出动力之后，以齿轮组调整发动机输出的动力，这就是最简单的原因。以一台能在9000rpm输出50kW最大功率的发动机为例子，若直接在发动机外边挂上轮胎，可能无法达到时速50公里的速度，甚至连起步都不能完成！为了让这台发动机能顺利带动整部车，首先要以一组或多组的齿轮来降低转速、放大扭力，使轮胎输出的扭力足以推动整台车，接着再以不同齿比的齿轮组，随速度增加而更换，来使车辆加速。

只要是汽油发动机，其最大功率只会出现在某一个特定的发动机转速。若是发动机输出动力之后，没有变速箱，直接输出至后轮，那么随着车速的增加，发动机转速也会慢慢提升。但在刚开始加速时，车速较低，发动机转速也相对地较低，低转速域所输出的功率是很小的，远低于最大功率值，此时的加速会显得相当缓慢，直到发动机进入扭力高原区域之后，加速度才会逐渐提升，直到最大功率出现，达到极速。

若是减速比设计不当，或发动机在中、低转速的功率较虚弱，还有可能在加速过程中，造成速度停滞，无法加速。从以上叙述可以知道，“若只有一个挡位（没有变速箱的设计），在加速过程中，只能运用最大功率一次”。若将变速箱放入，并妥善分配挡位，使每一个挡位在特定的速度域加速，则变速箱内有几个挡位，加速度过程中就可以运用最大功率来加速几次。

变速箱使得发动机输出功率得到最大的发挥

发动机每一次爆炸所产生的动力，首先由曲轴输出至发动机外，接着经过一组齿轮组来降低转速，放大扭力，接着才进入变速箱，进入变速箱后，依当时所使用的挡位决定第二次的减速比，再次降低转速、放大扭力后，才将动力输出至传动系统，经由链条或是皮带传递至轮胎来输出动力。

超比挡（Over Drive）

由动力传递过程可以知道，发动机在输出动力至轮胎之前，至少要经过两段减速，第一段是曲轴与变速箱之间的一次减速比，第二段则是变速箱内的二次减速比。不论是汽车或是摩托车，变速箱的最后一个挡位或是最后两个挡位通常会设计为“超比挡”，也就是说，在这个挡位，反而是将齿轮转速提升，缩小扭力。通常超比挡是用来让车辆以稳定速度巡航之用，使巡航时的发动机转速降低，以减少震动，由于此时发动机转速较低，因此也没什么加速力道。从车辆的规格表中，若挡位的减速比小于1，如：0.8、0.7，则该挡位即可称为超比挡。

发动机所输出的扭力经过变速箱调整之后，输出至后轮

升挡

要如何决定升挡的时机，是需要靠经验累积来决定的，一般骑士会以两个因素来做考量，第一个是动力输出情形：若以加速为优先考虑时，当发动机转速超过最大功率时，动力输出会急速下降，此时骑士便会准备升挡，换入下一挡位继续加速。究竟要在最大功率出现后多久换挡则是问题所在，得视换挡之后，发动机转速会落在何处，动力输出状况如何而定。假设变速箱采疏齿比设计，那发动机转速便会掉落许多，此时为了提升换挡之后的发动机转速，便会采取延迟换挡的策略，以弥补整体的加速表现。第二个考虑的，则是发动机的震动情形：若骑士不以加速为目的，只是轻松地骑乘漫游，一般会考虑换挡的因素是发动机震动，起步之后，发动机转速会随着车速而增加，随之而来的便是越来越大的震动，当发动机震动超越骑士所能接受的范围时，骑士便会换挡，以较低的转速来继续加速，震动随之降低。

加速时，如何拿捏换挡的时机需要经验的累积

退挡

当骑士需要动力，而无法经由全开油门来获得足够的输出时，就会需要以退挡的方式来取得较大的动力。以搭载V型双缸发动机的车种为例，一般V-twin的动力输出为扭力高原的形态，换句话说，V-twin自低转速域开始便能输出稳定的扭力直到高转速域。从这一点来看V-twin发动机的输出会发现，只要在同一个挡位，不管发动机转速如何，只要油门全开，发动机会输出几乎一样的扭力来加速。

既然是如此，那么退挡是否还能提升加速能力呢？答案还是YES！只要发动机转速处于中、低转速，便可利用退挡使变速箱中的齿比改变，增加减速比，放大扭力，车的加速自然变快了。然而若此时发动机已处于高转速域，则退挡后可能将发动机转速逼入红线区域，反而没有加速的效果，此时将油门全开，已经是目前能得到的最大加速度了。V-twin稳定的扭力高原即为其受欢迎的特点之一，骑士只要依照转速是否还有升高的空间来决定是否要降挡加速，或是以油门全开的方式直接加速。

若以直列四缸的发动机来讨论，情况就要复杂一些了，原因在于直列四缸的发动机在扭力输出方面，会随着转速的提升而向上攀升，直到最大扭力出现之后才慢慢下滑，尤其是注重于高转速域功率输出的发动机，在中、低转速域的输出通常是非常虚弱的。在这种情形之下，只要发动机处于中、低转速，就算把油门全开也无法获得扭力输出，因此需要利用退挡的方式，将发动机转速提升至扭力输出的转速域。退挡之后，除了发动机本身的扭力输出增加之外，变速箱中的减速比也会变大，所以后轮输出的扭力值会暴增，使得四缸车在退挡加速时需要更加小心操控。

退挡补油

退挡补油是经常可以听到的一种技巧，也是跨骑车基本的一种操作，只要站在路旁听声音，就可以知道骑士操作退挡的技巧是否纯熟。一般而言，只要是进行退挡，就需要补油门，主要是利用操作离合器将发动机与变速箱切开的同时，将发动机转速提升，降挡之后，才能平顺地前进。假设需从三挡退至二挡，此时三挡的转速为五千转，退入二挡之后发动机转速必须提升至七千转，那么这二千转的差异，就必须靠拉离合器时补油门的方式来弥补：在离合器切开的瞬间补油门、同时退挡！在退挡时一起补油门并不会太难，需要练习的是，在刹车的情形之下同时退挡、补油门。此时右手指必须拉住刹车拉杆，在退挡的同时又必须扭动手腕做出精准的补油动作。若是补油不足或是过多，则会产生车辆顿挫（甚至后轮锁死的情形）或是突然加速的情形。

不论骑士选择用几指来拉刹车，如何同时刹车、同时退挡补油都需要熟练的技巧

变速箱究竟变的是什么魔术？

以上提了这么多变速箱的重要性，以及骑乘时所会遇到的各种状况，但变速箱的葫芦内到底卖的是什么药，四挡、五挡及六挡变速箱又差在何处？所谓的循环挡及国际挡又有何差别？这里将逐一为各位解说。

解剖变速箱

大家都已经知道齿轮是变速箱的基本零件，也知道不同挡位是由不同齿比的齿轮在做传递动力的动作，但究竟这些齿轮是如何配合的呢？打开变速箱，首先会看到两串齿轮，以六挡变速箱为例，每串齿轮上有六颗大小不一的齿轮，而穿过这两串齿轮的轴心则称为主轴及副轴。换句话说，变速箱的基本构造就是主轴及副轴，上面各串六颗齿轮。虽然两个轴上的六个齿轮在齿数上都不相同，但是却可以将两支轴并在一起，两对、两对齿轮互相咬合如图一所示，图上并有每一对齿轮的编号，从1至6。

主轴上，齿轮A1至A4是与主轴相结合的，也就是说，主轴转一圈，这些齿轮也会跟着转一圈；相对的，A5及A6则是与主轴不相结合，也就是说齿轮A5及A6中间挖了一个洞，让主轴穿过去而已，不管主轴怎么转，与这两个齿轮无关。在副轴上，情况刚好与主轴相反，齿轮B5及B6是与副轴相结合的，会跟着副轴一同旋转；而齿轮B1至B4则是与副轴不相结合，副轴的转动不会影响这四个齿轮的转动。在变速箱中，主轴端是与发动机的曲轴相连的，而副轴则是与传动系统中的小齿盘相连结。换句话说，主轴在变速箱中担任动力输入的角色，而副轴则是担任动力输出的角色，而剩下的六组大小不一的齿轮，则是六个挡位。

没有熟练的挡位变换是无法顺利完成加速动作的

变速箱内的齿轮组

齿轮组在加入拨叉及变速鼓后可经由打挡杆进行换挡

依照前面所说，主轴上只有齿轮A1至A4与主轴是相连结的，而副轴上只有齿轮B5及B6和副轴相连结，所以当主轴转动时，只会有齿轮A1至A4跟着转动，虽然齿轮B1至B4也会被主轴的齿轮所带动，但却因为这些齿轮都没有跟副轴结合，所以不会带动副轴，也就是说，目前的状况，不论主轴怎么转，副轴是不为所动的。如此的状态，不就像是不论怎么转动油门，发动机转速怎么提升，车子还是停留在原地吗？这就是空挡的状态。在空挡时，虽然六个齿轮仍是互相咬合，但在巧妙的安排下，虽然发动机一直输入动力，但却都不会传递至副轴，只是原地空转。

在此要开始介绍其他在变速箱中的零件，分别是拨叉及变速鼓：拨叉总共有三支，形状是Y字形，以开岔的那一端夹持着齿轮，第一支拨叉夹持着齿轮A2与A4（其实齿轮A2及A4的中间是相连的），第二、第三支拨叉则分别夹持着齿轮B5及B6，拨叉的作用在于控制这几个齿轮左右平行移动。这些齿轮虽然都与主轴或副轴相连结，但却可以在轴上平行移动。变速鼓则是控制拨叉位置的零件，每挡骑士踩下打挡杆时，变速鼓便往前转动一步，拨叉的位置也随之改变，控制特定齿轮的左右位置。当骑士勾起打挡杆时，变速鼓便往后转动一步，拨叉也同时回复到上一个位置。

在空挡状态时，主轴及副轴是没有连结的，不论发动机转速是多少，与主轴相连结的齿轮A1至A4虽然同时带着B1至B4转动，但就是无法使副轴转动。但当骑士踏入一挡时，此时变速鼓往前转动一步，使得夹持着齿轮B5的拨叉往左边移动，使得齿轮B5向齿轮B1靠近，并互相结合（齿轮B1的右侧及齿轮B5的左侧是附有齿状的结构，当两者靠近时，便会互相结合，同步转动）。此时，整个变速箱的机制就在从此改变，动力自主轴输入之后，便带动着齿轮A1同步转动，而齿轮A1也带着齿轮B1转动，但是两者的转动速度会依照两者的齿数比例而有所改变，原本齿轮B1只是在副轴上空转，但是由于已经和B5做了结合，所以齿轮B1便会带着B5同步转动，且因为齿轮B5和副轴是相结合的，所以齿轮B5也会带着副轴同步转动。最后的结果就是，主轴开始带着副轴转动，动力开始经由主轴传递至副轴，传出变速箱，而主轴及副轴的转速比例正是依照齿轮A1及B1的比例做调整，这就是一挡。当骑士的左脚再度上勾，要将挡位换入二挡时，此时变速鼓便再度往前转一步，将控制齿轮B5的拨叉向右移动，回复到原位，并继续往右移动，往B2齿轮靠去，与之结合。此时从发动机曲轴传递来的动力便由主轴传递至齿轮A2，由齿轮A2带动着齿轮B2，齿轮B2虽然没有办法驱动副轴，但却与齿轮B5相结合，经由齿轮B5将动力传递至副轴，输出变速箱。当骑士继续勾起打挡杆，则变速鼓会继续往前转进一步，拨叉会再度移动。若是骑士踩下打挡杆，则变速鼓会倒退一步，将拨叉回复到前一个挡位的位置。原本可以自由转动的主轴与副轴就在三支拨叉巧妙地移动之下，可以完成六种齿比的挡位，且齿轮均一直咬合着。

循环挡与国际挡

在市场上常见的商用跨骑车，不少采用“循环挡”的换挡方式，而世界上主流的大排量摩托车，则均采用所谓的国际挡。循环挡的换挡方式为空挡之下，往前踩为入一挡，再往前踩为入二挡，继续踩至最高挡位后，再继续往下踩则换为空挡，并重复一、二、三等挡位顺序。往后踩则为退挡，由空挡退为最高挡位、次高挡位……直到一挡、回到空挡。国际挡的换挡方式则有所不同，由空挡往下踩是入一挡，但再来则无法继续往下踩，必须往上勾进入二挡，若往上勾得太轻，则会变回空挡，从二挡继续往上勾则入三挡、四挡，直到最高挡位才无法继续上勾。

两种变速箱在结构上完全一样，都具有变速齿轮组，主轴及副轴，拨叉及变速鼓，样样不少。唯一的差别在于变速鼓的不同，循环挡的变速鼓在打至最高挡位时还可以继续往前动一步，此时已经转动360度，回到原本空挡的位置。但在国际挡的变速鼓部分，打到最高挡位时，变速鼓便卡死，无法继续往前转动，要退挡只能踩下打挡杆，将挡位退回。在设计上，国际挡是为了安全考量，使骑士在高速下不至因为操作错误而打入空挡。也确保退挡时，就算退至一挡，也不至于继续退至空挡。

工程师在发明了发动机之后，接着又为其设计变速箱，使发动机的动力输出获得发挥。手动挡位变速箱除了让发动机更容易处于高功率输出状态，也带来了操驾的乐趣。虽然手动挡位变速箱能让骑士更频繁地使用最大功率来加速，但却仍然不是恒时供应；于是CVT变速系统因此应运而生，可以在任何速度都以最大功率来加速。

CVT变速系统使踏板车成为了构造简单、容易操作的二轮车种，只要转下油门，车辆便会自动向前走，逐渐加速，并维持适当的发动机转速来输出动力，驱动车辆。CVT变速系统除了使用在小排气量的代步车种之外，也被运用在大排量的踏板车之上，如Yamaha T-Max或是HondaSilver Wing，这表示成熟的CVT技术不但能带来方便，更能发挥发动机的性能，使其成为与众不同的车种。