要瞭解變速箱油的使用,必須從各種變速箱的形式來談起,,依結構的不同大致可分為以下幾大類:
一、手排變速箱:
系統特性:
這種形式的變速箱特性是,動力傳遞的損失較少、可承受較大的扭力、較經濟的維修費用等優點,主要裝在大客車、貨車、卡車等較大型的載重車輛與部分強調操控性能的小轎車上。由於自動變速箱的方便性與傳動性能的進步,近年來的小轎車已經很少使用手排變速箱了。
油品選用:
手排變速箱油的主要任務是潤滑、並不負責傳動,因此油品的使用上較為簡單,大多數的車型都使用與差速器相同的齒輪油。使用的規範有GL-4、GL-5主要差別在極壓添加劑的比例不同,常見的黏度有75W80、75W90、80W90、85W140。齒輪油的黏度在使用上3.5噸以下的車型常用的黏度是80W90,如使用合成的75W80或75W90黏度的齒輪油可改善天氣寒冷時,入檔不順的問題。後差速器常用的黏度是80W90,載重型車輛後差速器常用的黏度為85W140的齒輪油,主要原因是大型車齒輪上的油膜必須承受更大的剪力與擠壓,因此必須使用黏度較高的齒輪油,在SAE的規範中齒輪油的黏級數度最高為250,但較少使用在一般車輛上。
特例說明:
比較特別的車型如HONDA的K5、K6、K7、K8手排變速箱使用的是一般10W40的機油;一路發3.5噸的車型也是使用10W40的機油而不是齒輪油;HONDA CRV的後差速器油不同於一般齒輪油建議使用原廠專用油;有配備防滑差速器的車型需使用LSD專用的防滑差速器油。
黏度的觀念:
一般人容易誤認為SAE90號的齒輪油黏度是SAE40號機油的2倍,其實SAE90號的齒輪油黏度100℃時是(13.5 ~ 24);而SAE 40號的引擎機油的黏度100℃時是(12.5 ~ 16.3)並無太大的差異,因為SAE引擎油的黏度分類和齒輪油的黏度分類是不同的,不應混淆誤認。
二、傳統型自排變速箱:
系統特性:
手排變速箱在換檔時,必須準確的切換離合器才能順暢的完成換檔動作,自動變速箱在換檔時省去了離合器的操作與切換,使得開車變得更容易,也不致手忙腳亂,原因是自動變速箱使用了液體扭力變換器來取代手排變速箱離合器的功能,因此現代的小型轎車大都配備自動變速箱。這種傳統型的自動變速箱從三個前進檔到目前常見的六檔七檔、大型車甚至有十幾個檔位的都有,這種類型的變速箱主要的構造原理都極為相似。
油品選用:
早期三檔與四檔的換檔控制以機械和油壓控制為主,只有部分檔位用油壓電磁閥控制,因此自動變速箱油的種類與規範相對的比較簡單,通常使用的規範是DEXRON II或DEXRON III為主,也就是黑手界俗稱的2號與3號油,這類變速箱油除了提供變速箱內機件所需的潤滑外,還肩負著傳遞動力的任務。
但是隨著技術的進步與電子零件的大量使用,換檔的控制已轉換為以電子信號為主,透過各種不同功能的感應器傳回的信號,經過中央處理器計算後,控制各種換檔電磁閥更準確的達到換檔的目的。此時的自動變速箱油再多了保護這些電子零件的任務,為了配合這些電子零件的運作,各個不同的製造廠家各自提出了符合屬於它們使用的油品特性,因此自動變速箱油也就變得日趨複雜與多元了。
台灣的「黑手界」常把ATF以號數作分類,但這些都只是業界的俗稱而已,並不是標準,正確的用油仍應以各廠家的認證規範為準:
4號-豐田TYPE IV、三菱的SP III、歐洲ZF TE-TL 11A/14A、克萊斯勒MOPAR PLUS+4
5號-馬自達 M V、歐洲ZF TE-TL 11B/14B、LT 71141金黃色長效油、美國福特 MERCON V
6號-豐田TYPE WS、歐洲ZF TE-TL 14E、賓士236.10、MB722.6變速箱、DEXRON VI
7號-ATF 3353 MB 236.12 、 ATF 4134 MB 236.14 MB722.9 七段變速箱專用油
※特別注意:以上只是黑手界的通稱不是標準
二、CVT無段自動變速箱
作用原理:
CVT (Continuously Variable Transmission)是連續可變自動變速箱之意,就是俗稱的無段自動變速箱。CVT在機構上與傳統自排變速箱最大的差別,在於CVT系統是透過輸入軸與輸出軸上的兩組錐型盤組成的V型結構,帶動皮帶或鋼帶來傳遞動力,利用兩組V型結構切面直徑大小的變化,來達成減速或加速的目的,不像傳統變速系統採用複雜的齒輪組構造。
CVT的進化史:
較早使用CVT變速箱的車型有速霸陸的JUSTY、日產的MARCH、飛雅特的PUNTO都是排氣量較小的車型,我們通稱為第一代CVT系統。這一代CVT系統所採用的「磁粉式電磁乾式離合器」設計,因為經不起台灣潮濕高溫及市區走走停停的用車環境,磁粉容易結塊而失去切離與接合的離合器功能,因此降低了CVT系統的耐用性。
第二代的CVT系統常見的車型有三菱的LANCER、日產的霹靂馬(日規),這一代的CVT系統使用傳統液體扭力轉換器,取代第一代為人詬病的電磁粉,因此提升了CVT的實用性,但排氣量仍在2000㏄以下。
第三代的CVT系統直到動力傳輸帶的材質與設計上有了重大突破,高剛性加大V型鋼帶,強度足以承受3.5L引擎的強大扭力,再次大幅提升耐用度。而且省油程度較同型4AT車款高達10%。這時的CVT系統已能使用在較大排氣量的車上,如日產的TEANA、三菱的OUTLANDER。
CVT的優點:
由於構造較簡單,CVT 比傳統自排變速箱系統少了約40%的零件,體積小、重量輕,不但省油,而且較不易損壞,可降低車主維修保養的負擔。同時CVT在動力傳遞時沒有傳統自排變速箱的齒輪比落差,因此動力傳輸過程較直接無損耗,換檔時不需降低引擎扭力與轉速,所以不會有換檔的頓挫感。
CVT油品的選用:
由於CVT無段變速系統的構造與傳統自排變速箱不同,因此不可任意使用一般的自排油來添加,應選用符合原廠規範,與可靠的國際潤滑油品牌來使用,以避免造成CVT系統的異常損壞。
三、DSG雙離合器變速箱
DSG(Direct Shift Gearbox)系統的演化
1996和1997年,Ferrari和BMW分別推出將離合器改以電子化控制的自手排系統。之所以會叫做自手排是因為在架構上仍是屬於手排形式但駕駛人卻不再需要以左腳來控制離合器的釋放與接合,而是交由電子系統進行,加上換檔模式多了模擬自排的功能,因此駕駛人在使用上也更加輕鬆,且在電子系統的運作下也可發揮比人為換檔更快的效能。
BMW這套採用電子離合器設計的自手排變速系統,首先配置在M3的跑車上,稱為SMG自手排變速系統,在當時車壇也曾掀起不少話題,隨後更陸續發展出SMG-Ⅱ和SMG-Ⅲ等改良版本。一直到了 2002年,Volkswagen推出DSG更改寫了自手排變速系統的歷史與銷售記錄。
系統特色:
DSG變速系統的最大特色就是內含兩組離合器與動力軸,並將單數檔與雙數檔個別配置在兩支動力軸上,再搭配兩組獨立的電子式離合器。也正因如此,DSG變速箱在行進間可以預先載入下一個檔位。例如當您以2檔行駛時,3檔齒輪其實已經準備妥當,且在2檔釋放的瞬間就可同步將3檔載入,這就是DSG變速箱的換檔效能硬是比傳統手排與自排,甚至電子離合器式自手排都更快的原因。
DSG變速箱在換擋過程中只有微小的動力損失和極短的換擋時間,使整個換擋過程達到了高效率,和更低的能量耗損,自然就提高了加速性和車輛燃油經濟性。
雙離合變速箱還可細分為乾式雙離合變速器與濕式雙離合變速器兩類,兩者可以說是各有所長。簡單來說乾式雙離合器優點是反應較靈敏,但離合器片的磨損較嚴重。而濕式雙離合器則減少了離合器片的磨損,不過由於有液壓傳動時的滑差,所以換檔時會有些許的延遲。
類似的系統:
其實雙離合變速箱並不是Volkswagen的獨有專利,其他車廠也有類似的系統,例如:BMW、M DKG、保時捷、PDK、福特、VOLVO、Power shift、三菱、Twin Clutch SST
這些都是雙離合器型的變速箱,在結構原理上也極為相似,只是名稱不同。