2019年7月12日 星期五

檔車齒輪比計算 - 針對雲豹改皓月 4V255 引擎

在騎一陣子檔車後,看到有關初傳比,終傳比,疏齒比/密齒比等等的名詞,但都搞不太清楚。實際騎雲豹200的時候,在雙載騎平路時,到時速60以上時,用4檔覺得轉速有點高,換成5檔又有點虛虛無力感。但原廠雲豹沒有轉速表,也不曉得轉速是多少,只能憑感覺騎車。

後來裝了轉速表,也把馬力和齒輪改變了,就要了解一下不同的組合,騎起來的感覺會有何不同。


如上圖,從引擎到輪胎前進,中間力量的傳遞可以用槓桿來表示。
輪胎加大就會感覺變重拖,等同於將前齒盤加大。輪胎減小,會覺得車子加油變得輕快。等同於將後齒盤的齒數增加。

實際路上騎

拿到車以後,使用原來的齒比 13/30,騎了一趟北宜/北濱,雙載,交通順暢,通常都用 3檔/4檔。時速 40 至 60 之間,轉速在 4千至5千之間,有時速度降下來沒退檔,轉速掉到 3千左右,會比較沒力,但還可以騎。很少到 5千以上,要比較用力加油才會到5千轉。騎北濱時,有時用3檔跑到60,每公升跑的公里數就掉了 5,6公里,大約 24 KM/L。

換 120/80-16 的後胎,4檔 - 4千轉 56KM/H,5檔 - 4千轉 64KM/H,6檔 - 4千轉 67KM/H。
萊納斯老闆是對的,要真的騎了才能確定要怎麼改。目前這比例很適合了,4千轉的扭力夠大,可以很舒服的騎,即使是雙載和上坡。

原廠雲豹 200 轉速(rpm)/(時速km/h)對照表

原廠雲豹 200 只有5檔,網路找到的資料只到 7千轉,應該是超過沒人受得了,所以忽略不計吧。但轉速與時速的關係是線性的,直接乘倍數就可以得到資料了。
檔位\轉速
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
1檔
4.66
91419232833
2檔
7.49
152230374552
3檔
10.14
203041516171
4檔
12.40
253750627487
5檔
15.71
3147637994110

用圖形來表示如下

3,000轉~5,000轉,各檔的速度範圍 
用圖來表示,可以看到 5檔與 6檔的速度重疊部分比較少,難怪以前雙載騎平路時,在4的時速達到快60時,覺得轉速有點高,可是切到5檔會覺得軟軟的沒力,只能勉強維持速度。

反推一至五檔的總傳動比為:
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
27.905
17.353
12.81810.4808.274XX
一減 4.06*二減 2.31=9.3786

再計算一至五檔的減比為:
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
2.97
1.85
1.371.120.88XX

齒輪比

以下參考凱宇的說明計算齒比與時速
鏈條齒盤選配101 (齒比時速計算公式)

把雲豹改用皓月4V255引擎後,一減降為 1/3.33

皓月 4V 255 引擎的各檔齒比如下
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
2.909
1.867
1.278
1.100
0.960
0.870

和皓月的六檔套件做個比較
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
3.083
2.063
1.450
1.130
0.957
0.815

輪胎的規格定義: 胎寬(mm) / 扁平比(%) - 輪框直徑(inch)
胎厚 = 胎寬 x 扁平比

雲豹200 的原廠外胎配置 130/90/16,即胎寬 13CM,胎厚 13CM*0.9=11CM厚,直徑16吋
(所謂的 "香腸胎" 是也,有人說換成 120/80-16 較佳,只是立車稍難,因為後輪矮了2CM。 )

輪胎的總直徑 = 輪框直徑 + 胎厚*2 (上下都有厚度)

注意,輪框的尺寸是英吋(inch),所以要先乘以25.4mm換成相同長度單位。計算豹200的後胎的總直徑為:
(16inch x 25.4mm) + (130mm x 90% x 2) = 640.4mm

輪框的外圍長度,也就是輪子轉一圈前進的距離為:
輪直徑 x 圓周率 = 640.4mm x 3.14159 = 2012mm = 2.01M (公尺)

減速比為1 時,1000RPM 的時速為 2.01M * 60 *1000= 121 KM/H

假如改  120/80-16 的後胎,後胎的總直徑為:
(16inch x 25.4mm) + (120mm x 80% x 2) = 598.4mm

輪框的外圍長度,也就是輪子轉一圈前進的距離為:
輪直徑 x 圓周率 = 598.4mm x 3.14159 = 1880mm =1.88M (公尺)

減速比為1 時,1000RPM  的時速為 1.88M *  60 *1000= 112 KM/H

終傳 13T/30T -- 2.31

雲豹 200 的原廠鏈條齒盤為 13T/30T,減比 2.31,依據上表可以算出,一至六檔的總傳動比為:
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
22.37
14.36
9.83
8.46
7.38
6.69

減速比為1 時,1000RPM 的時速為 121 KM/H
檔位\轉速
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
1檔
5.41
10.8
16.221.627.132.537.943.348.754.1
2檔
8.43
16.925.333.742.250.659.067.475.984.3
3檔
12.31
24.636.949.261.673.986.298.5110.8123.1
4檔
14.30
28.6
42.957.271.585.8100.1114.4128.7143.0
5檔
16.40
32.8
49.265.682.098.4114.8131.2147.6164.0
6檔
18.09
36.2
54.372.490.5108.5126.6144.7162.8180.9

用曲線來表示如下圖


3,000轉~5,000轉,各檔的速度範圍

由曲線圖可以看出,因為一減降低,各檔的減速比都比原廠的低,轉速/時速的線就變陡了。檔與檔之間也相隔比較大,也就是齒比變疏了。齒比變疏,各檔之間的動力銜接就會變得比較不順。尤其在二/三檔之間,二檔加速到轉速 5000後,時速 45KM/H,升到三檔,轉速會降到3400,會感覺引擎變得無力,也無法加速。尤其在雙載爬坡時,會更辛苦些。

改 120/80-16 的後胎 (減比等同 2.47),減速比為1 時,1000RPM  的時速為 112 KM/H
檔位/轉速
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
1檔
5.01
10.0
15.0
20.0
25.1
30.1
35.140.145.150.1
2檔
7.80
15.6
23.4
31.239.046.854.662.470.278.0
3檔
11.39
22.78
34.2
45.657.068.379.791.1102.5113.9
4檔
13.24
26.5
39.753.066.279.492.7105.9119.2132.4
5檔
15.18
30.4
45.560.775.991.1106.3121.4136.6151.8
6 檔
16.74
33.5
50.267.083.7100.4117.2133.9150.7167.4

因為改齒盤/鏈條成本太高,後輪胎也該換了,就先將後輪改小來騎騎看感覺如何。


終傳 13T/32T -- 2.46

齒盤改為 13T/32T,減比 2.46,依據上表可以算出,一至六檔的總傳動比為:
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
23.83
15.2910.479.017.867.13

減速比為1 時,1000RPM 的時速為 121 KM/H
檔位\轉速
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
1檔
5.08
10.2
15.220.325.430.535.640.645.7
50.8
2檔
7.91
15.8
23.731.639.647.555.3763.371.279.1
3檔
11.56
23.1
34.746.257.869.480.992.5104.0115.6
4檔
13.43
26.9
40.3
53.767.280.694.0107.4120.9134.3
5檔
15.39
30.8
46.261.677.092.3107.7123.1138.51153.9
6檔
16.97
33.9
50.967.984.9101.8118.8135.8152.7169.7

用曲線來表示如下圖

3,000轉~5,000轉,各檔的速度範圍

改 120/80-16 的後胎 (減比等同 2.63),減速比為1 時,1000RPM  的時速為 112 KM/H
檔位/轉速
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
1檔
4.70
9.4
14.118.823.5
28.2
32.937.642.347.0
2檔
7.33
14.7
22.0
29.336.744.051.358.666.073.3
3檔
10.70
21.4
32.1
42.853.564.274.985.696.3107.0
4檔
12.43
24.9
37.349.762.274.687.099.4111.9124.3
5檔
14.25
28.5
42.857.071.385.599.8114.0128.3142.5
6 檔
15.71
31.4
47.162.878.694.3110125.7141.4157.1

選擇 - 120/80-16 的後胎,13/32 齒盤
輪胎減小,降低扁平比,此為 KTR 的胎


終傳 13T/34T -- 2.62

在裝好以原廠 13T/30T終傳比試騎之後,凱宇的香魚老闆 13T/36T 太大,用 13T/34T 就夠了。13T/34T的減比為 2.62,依據上表可以算出各檔的總傳動比為:
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
25.366
16.280
11.144
9.592
8.371
7.586

原廠 130/90-16 後胎,減速比為1 時,1000RPM 的時速為 121 KM/H
檔位\轉速
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
1檔
4.77
9.5
14.3
19.1
23.928.633.438.242.947.7
2檔
7.43
14.9
22.329.737.244.652.059.466.974.3
3檔
10.86
21.7
32.6
43.454.365.276.086.997.7108.6
4檔
12.61
25.2
37.8
50.463.175.788.3100.9113.5126.1
5檔
14.45
28.9
43.457.872.386.7101.2115.6130.1144.5
6檔
15.95
31.9
47.963.879.895.7111.7127.6143.6159.5
** Linux 下的計算指令  for i in {1..10}; do echo 7.99*"$i" | bc -l; done

用曲線來表示如下圖

由圖可以看到各檔的線變得較平,與原來的雲豹頗為一致。
3,000轉~5,000轉,各檔的速度範圍

在巿區騎乘,可能會用到5檔,有人不喜歡要換這麼多檔。可是看後面的檔位,速度範圍比較大,表示比較不會因為轉速變化讓速度有挫頓感。換成這齒比,就是抱定平常不騎到 90以上了,若要騎到 90就要稍微拉轉一下。

把原廠雲豹與皓月配 13T/34T 齒盤的曲線放在一起


可以看到1、2、4、6檔的線重合,但皓月的2/3檔之間,跳得比較大。不曉得皓月為何加大2/3檔間的差距,要真的騎過才知道感覺如何。不確定是給的參數有問題,也許是特別設定的吧。另外,皓月的6檔對應雲豹的5檔,從曲線比較來看,等於是在雲豹的4檔和5檔之間,多了一檔。

改 120/80-16 的後胎,減速比為1 時,1000RPM  的時速為 112 KM/H
檔位\轉速
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
1檔
4.42
8.8
13.3
17.7
22.1
26.5
30.9
35.4
39.8
44.2
2檔
6.88
13.8
20.6
27.5
34.4
41.3
48.2
55.0
61.9
68.8
3檔
10.05
20.1
30.2
40.2
50.3
60.3
70.4
80.4
90.5
100.5
4檔
11.68
23.4
35.0
46.758.470.181.893.4105.1116.8
5檔
13.38
26.8
40.153.566.980.393.7107.0120.4133.8
6檔
14.76
29.6
44.359.173.988.7103.5118.2133.0147.8

120/80-16 與 130/90-16 的輪胎高度分別為 598.4mm 與 640.4mm,比例為 1.07。所以 13T/34T齒盤改配 120/80-16 後胎,等於將減比提升為 2.62x1.07= 2.80。

終傳 13T/36T -- 2.77

改變二減,就會改變齒比的疏密。要得到和原來雲豹一樣的齒比,可以直接計算,4.06*2.31/3.33=2.82。二減改成 2.82,或 13T/37T,騎乘感應該會差不多。不過車行極力反對,建議應該要騎過之後再做決定。後來也證實車行是對的。


這裡以比 2.82 小的 13T/36T的減比,來做一個計算。皓月有賣這一組齒盤,其實凱宇的最大的後齒也只有 520/36T凱宇的香魚老闆認為在公路上就很大很夠用了。

13T/36T 齒盤的減比為 2.77,依據上表可以算出各檔的總傳動比為:
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
26.829
17.219
11.78810.1468.8548.021

減速比為1 時,1000RPM 的時速為 121 KM/H
檔位\轉速
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
1檔
4.51
9.0
13.5
18.022.627.131.636.140.645.1
2檔
7.03
14.1
21.1
28.1
35.2
42.2
49.2
56.2
63.3
70.3
3檔
10.26
20.5
30.8
41.0
51.3
61.6
71.8
82.1
92.3
102.6
4檔
11.93
23.9
35.8
47.759.771.683.595.4107.4119.3
5檔
13.67
27.3
41.054.768.482.095.7109.4123.0136.7
6檔
15.09
30.2
45.360.475.590.5105.6120.7135.8150.9

改 120/80-16 的後胎,減速比為1 時,1,000RPM  的時速為 112 KM/H
檔位\轉速
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
1檔
4.17
8.3412.5116.6820.8525.0229.1933.3637.5341.70
2檔
6.50
13.0019.5026.0032.5039.0045.5052.0058.5065.00
3檔
9.50
19.0028.5038.0047.5057.0066.5076.0085.5095.00
4檔
11.04
22.0833.1244.1655.2066.2477.2888.3299.36110.40
5檔
12.65
25.3037.9550.6063.2575.9088.55101.20113.85126.50
6檔
13.96
27.9241.8855.8469.8083.7697.72111.68125.64139.60

終傳 12T/36T -- 3.00

將鏈條齒盤改為 12T/36T,減比 3.0,依據上表可以算出,一至六檔的總傳動比為
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
29.060
18.651
12.767
10.989
9.590
8.691

減速比為1 時,1000RPM 的時速為 121 KM/H
檔位\轉速
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
1檔
4.16
8.3212.4816.6420.8024.9629.1233.2837.4441.60
2檔
6.49
12.9819.4725.9632.4538.9445.4351.9258.4164.90
3檔
9.48
18.9628.4437.9247.4056.8866.3675.8485.3294.80
4檔
11.01
22.0233.0344.0455.0566.0677.0788.0899.09110.10
5檔
12.62
25.2437.8650.4863.1075.7288.34100.96113.58126.20
6檔
13.92
27.8441.7655.6869.6083.5297.44111.36125.28139.20

但是凱宇的香魚老闆說更大的減比是越野車用的,在公路上不實用,所以這個只是純計算,不會實施。其實6檔5千轉只到70KM/H,也是真的太不合理了,若換成 120/80-16的後胎,就更不可行了。

所以萊納斯的老闆說得對,要真的騎過才能確定。況且,我原先把輪胎的周長算錯了,減比為1,1000RPM 的時速變成 130KM/H,就整個變得不同了。


總傳動比比較

原豹200一至五檔的總傳動比為:
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
27.905
17.353
12.81810.4808.274XX

雲豹 200 的原廠鏈條齒盤為 13T/30T,減比 2.31,各檔的總傳動比為:
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
22.37
14.36
9.83
8.46
7.38
6.69


鏈條齒盤改為 13T/36T,減比 2.77,依據上表可以算出,各檔的總傳動比為:
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
26.829
17.219
11.78810.1468.8548.021

鏈條齒盤改為 13T/37T,減比 2.85,一二減合計 9.4905,各檔的總傳動比為:
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
27.608
17.719
12.12910.4409.1118.257

鏈條齒盤改為 13T/38T,減比 2.92,一二減合計 9.7236,各檔的總傳動比為:
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
28.286
18.154
12.42710.6969.3358.460

鏈條齒盤改為 12T/36T,減比 3.0,各檔的總傳動比為
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
29.060
18.651
12.767
10.989
9.590
8.691


各齒比3000~5000 的速度範圍
齒比
雲豹200
13T/30T
13T/32T
13/34T
13/36T
檔位\轉速
3000
5000
3000
5000
3000
5000
3000
5000
3000
50000
1檔
14
23
16 27 15 25 14 24 14 23
2檔
22
37 25 4224 40 22 37 21 35
3檔
30
51 37 6235 58 33 54 31 51
4檔
37
62
43 7240 67 38 63 36 60
5檔
47
79
49 82 46 77 43 72 41 68
6檔
--
--
54 91 51 85 48 80 45 76



參考 FB 的 SYM SB300 車友改齒輪的經驗

原廠前13後42 (減比 3.23),改成前12後45 (3.75),目標扭力狼
換齒原因

  1. 最多就是騎到表速100左右,後面根本用不到
  2. 早上趕上班途中,遇到開50~60KM的烏龜車,要超車不好超,除非降檔拉轉,但是等到速度上來都過幾秒了去了,對向的車往往都近了(很少從右側超車)
  3. 上班路上有一段10多公里的山路要爬山,遇到長長的上坡就要換5檔,才有努力往上爬的機會

原廠6檔4000轉可以快80KM,改完後6檔4000轉剩64KM
原廠6檔100KM轉速5600轉,改完後6檔100KM要6400轉
改完110km/h (GPS 100km/h) 約7000轉

改完油耗35.7km,但因為他大多4000多轉就換檔了,而且沒在跑快速道路或100km以上巡航,如果常高速巡航會比較耗油一些,但是市區少停紅燈,可能又可以補回來一點,還是要看路段、車況、右手習慣

SB300 為類比式時速表,網友測試結果,當時速為刻度 160km/h,用前面GPS測得大約為 140~145km/h之間。

另外,CPI SM250 ,馬加 24PS,前後齒盤為 13T/45T,減速比 3.46,不過它是越野車。


在FB的留言中,有人針對改 SB300齒比的作法,認為降檔就能得到相同效果
  1. 換齒是一種方式,,或許你也可以平常用5檔 改用4檔騎 得到的等於換齒輪
  2. 感覺除了1檔之外,2、3、4、5、6檔比較像原廠的1、2、3、4檔。(以扭力表現為主,馬力為輔)如果6檔跟原廠的4檔差不多,直接用4檔就好了,何必改?
看似有理,把我也弄糊塗了,因此才會仔細計算,畫圖,想把它弄清楚。其實是不一樣的,只是我也不是很清楚,不容易說清楚就是了。

畫圖程式

上面的曲線圖是用 gnuplot 畫的,畫圖的指令整理如下。
#export GDFONTPATH=/usr/share/fonts/corefonts/

set term png enhanced size 1200,800  font "Arial,20"
set output "test.png"

set term x11 enhanced


dat_file = 'org_200.dat'

unset label
unset arrow
 set xlabel "RPM" 
 set ylabel "KM/H"
 set xrange[0:9999]
 set yrange[0:160]
 set arrow from 2500, graph 0 to 2500, graph 1 nohead lc 4 
 set arrow from 5500, graph 0 to 5500, graph 1 nohead lc 4

plot dat_file using 1:2 title 'Gear 1' lc 6  with linespoints , \
  dat_file using 1:3 title 'Gear 2' lc 6  with linespoints , \
     dat_file using 1:4 title 'Gear 3' lc 6  with linespoints , \
     dat_file using 1:5 title 'Gear 4' lc 6  with linespoints , \
     dat_file using 1:6 title 'Gear 5' lc 6  with linespoints
     


dat_file = 'new255CC_13T_30T.dat'
dat_file = 'new255CC_13T_36T.dat'
dat_file = 'new255CC_12T_36T.dat'

unset label
unset arrow
 set key top left
 set xlabel "RPM" 
 set ylabel "KM/H"
 set xrange[0:9999]
 set yrange[0:160]
 set arrow from 2500, graph 0 to 2500, graph 1 nohead lc 4
 set arrow from 5500, graph 0 to 5500, graph 1 nohead lc 4

plot dat_file using 1:2 title 'Gear 1' lc 6  with linespoints , \
  dat_file using 1:3 title 'Gear 2' lc 6  with linespoints , \
     dat_file using 1:4 title 'Gear 3' lc 6  with linespoints , \
     dat_file using 1:5 title 'Gear 4' lc 6  with linespoints , \
     dat_file using 1:6 title 'Gear 5' lc 6  with linespoints , \
     dat_file using 1:7 title 'Gear 6' lc 6  with linespoints

資料檔如下,只列出原廠雲豹的資料。
# RPM Gear1 Gear2 Gear3 Gear4 Gear5
0   0  0   0  0  0
1000  4.66  7.49  10.14 12.40 15.71
2000   9    15    20    25    31
3000  14    22    30    37    47
4000  19    30   41    50    63
5000  23    37    51    62    79
6000  28    45    61    74    94
7000  33    52    71    87    110
10000 46.6  74.9  101.4 124   157.1



沒有留言:

張貼留言

網誌存檔