回顧那些汽車(chē)“黑科技”的首次亮相之變速器
你把第一次給了誰(shuí)？
導(dǎo)語(yǔ)：從1885年卡爾·奔馳發(fā)明第一輛汽車(chē)開(kāi)始，應(yīng)用在汽車(chē)中的“黑科技”就層出不窮，它們有的為了保障行車(chē)安全的，比如安全帶、安全氣囊、ABS、ESP等，有的是提升舒適性的，比如空調(diào)系統(tǒng)等。但是你知道它們最初是出現(xiàn)在到哪些車(chē)上面嗎？本次我們就帶您一起回顧一下，看一下它們最初的樣子
變速器的主要作用是改變傳動(dòng)比，以此擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速之間的變化范圍，最終呈現(xiàn)出的結(jié)果就是改變車(chē)輛的行駛速度。同時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，可以使汽車(chē)能倒退行駛。也就是基于以上兩種用途，變速器現(xiàn)已成為車(chē)輛不可或缺的重要部件之一。
一、變速器的發(fā)明
圖注：世界第一輛汽車(chē)-1885年奔馳1號(hào)
世界公認(rèn)的第一輛汽車(chē)是1885年由德國(guó)工程師卡爾·奔馳發(fā)明發(fā)明的，那么變速器呢？很可惜，當(dāng)時(shí)的這輛三輪汽車(chē)并沒(méi)有搭載變速器，動(dòng)力是由發(fā)動(dòng)機(jī)直接傳輸至車(chē)輪。
圖注：法國(guó)標(biāo)致品牌創(chuàng)始人Armand Peugeot
世界首款變速器誕生于1889年，由法國(guó)標(biāo)致品牌創(chuàng)始人Armand Peugeot研發(fā)，采用2擋設(shè)計(jì)，但是駕駛者必須配合發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行換擋，以至于經(jīng)常找不準(zhǔn)最佳的換擋時(shí)機(jī)，操作繁瑣、復(fù)雜。介于當(dāng)時(shí)只是試驗(yàn)性研發(fā)，并沒(méi)有搭載在任何車(chē)輛上。
圖注：1894年P(guān)ANHARD LEVASSOR
而第一輛搭載變速器的汽車(chē)是法國(guó)品牌Panhard et Levassor于1894年搭載。由品牌創(chuàng)始人Rene Panhard和Emile Levassor共同研發(fā)，變速器為3擋手動(dòng)變速器，在1895年進(jìn)行公開(kāi)展示時(shí)快、時(shí)慢、時(shí)進(jìn)、時(shí)退的成果時(shí)，變速器的功能性與重要性才開(kāi)始得到人們的重視。
圖注：PANHARD LEVASSOR剖視圖，清晰可見(jiàn)變速器的齒輪組
除了對(duì)車(chē)輛的前進(jìn)、后退以及速度控制外，更為重要的是通過(guò)變速箱齒輪間的相互作用，可以達(dá)到轉(zhuǎn)速和扭矩的最佳配合，從而將發(fā)動(dòng)機(jī)的功率最大利用化。從1904年開(kāi)始，變速器也已經(jīng)開(kāi)始以手動(dòng)換擋的方式在汽車(chē)上普遍使用。
圖注：PANHARD VBL 輪式偵察車(chē)
如今的PANHARD LEVASSOR品牌已經(jīng)變?yōu)镻ANHARD，已成為世界頂級(jí)軍用車(chē)輛制造商，品牌至今已有127年歷史。
二、自動(dòng)變速器
手動(dòng)變速箱出現(xiàn)后沒(méi)多久，自動(dòng)變速箱也開(kāi)始出現(xiàn)。1907年福特T型車(chē)開(kāi)始搭載2擋半自動(dòng)擋，雖然只有兩個(gè)擋，但是已經(jīng)是未來(lái)自動(dòng)變速器的雛形。不過(guò)在操作過(guò)程中，它依然需要駕駛者有一定的駕駛技巧，來(lái)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)配合并選擇合適的換擋時(shí)機(jī)。
圖注：Ford T型車(chē)
圖注：Ford T型車(chē)的踏板，雖然為自動(dòng)變速器，但依然需要離合器
時(shí)間會(huì)快來(lái)到了1924年，英國(guó)Vulcan汽車(chē)公司設(shè)計(jì)出了真正意義上的第一臺(tái)自動(dòng)變速器，這臺(tái)2擋自動(dòng)變速箱由行星尺輪、液力變矩器和鎖止離合器構(gòu)成，不過(guò)這款變速器并沒(méi)有投產(chǎn)。
圖注：通用生產(chǎn)的Hydra-Matic四擋自動(dòng)變速器
圖注：Oldsmobile 88搭載Hydra-Matic變速器
圖注：Oldsmobile 88
Vulcan計(jì)劃的擱淺造就了通用汽車(chē)公司成為第一家成功研發(fā)變速器的廠商，在通用工程師Earl A. Thompson的領(lǐng)導(dǎo)下，通用汽車(chē)公司于1932年開(kāi)始研制自動(dòng)變速器，1934年研發(fā)出可以在發(fā)動(dòng)機(jī)全扭矩輸出狀態(tài)下的自動(dòng)變速器，在1935年交付給Oldsmobile進(jìn)行試驗(yàn)性認(rèn)證，Hydra-Matic變速器具備了現(xiàn)代變速器的行星齒輪結(jié)構(gòu)，三排行星組提供四個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒擋。在操作過(guò)程中，駕駛者通過(guò)踩下離合器選擇前進(jìn)擋或倒擋，而掛入前進(jìn)擋后，就可實(shí)現(xiàn)4擋自動(dòng)變速器了。
圖注：當(dāng)年Hydra-Matic變速器的宣傳海報(bào)
起初通用擔(dān)心自動(dòng)變速器故障，為了保護(hù)凱迪拉克的名譽(yù)，與1939年首次搭載于Oldsmobile 88車(chē)型上，待技術(shù)成熟后的1940年，才大量應(yīng)用于凱迪拉克和龐蒂克車(chē)型。1941年，選裝價(jià)格為100美元。1941年底，二次世界大戰(zhàn)前，通用汽車(chē)公司已生產(chǎn)了20萬(wàn)輛搭載Hydra-Matic變速器的轎車(chē)。戰(zhàn)爭(zhēng)中雖然轎車(chē)停產(chǎn)，而Hydra-Matic卻有了新的用武之地，這款本來(lái)為轎車(chē)設(shè)計(jì)的自動(dòng)變速箱裝備在了M5 Stuart和M24 Chaffee輕型坦克上，在歐洲和太平洋戰(zhàn)場(chǎng)上展示了其出色的可靠性。
圖注：1941年，戰(zhàn)爭(zhēng)的來(lái)臨使得通用的Hydra-Matic變速器大展宏圖
三、手動(dòng)變速器同步器的出現(xiàn)
早期的手動(dòng)變速器由于沒(méi)有搭載同步器，在操作上因發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端的運(yùn)轉(zhuǎn)需要駕駛者通過(guò)繁瑣的操作才能成功進(jìn)行換擋，至于有多繁瑣，相信很多朋友從老一輩駕駛員那里都聽(tīng)說(shuō)過(guò)踩兩腳離合的故事。
圖注：同步器
圖注：同步器原理就是在擋位鎖止前與動(dòng)力輸出端預(yù)先同步轉(zhuǎn)速
圖注：早期駕駛員教科書(shū)
所謂兩腳離合就是因?yàn)樽兯倨鞑粠狡?。換擋時(shí)要在空擋位置停留片刻，離合器抬起，讓離合器片和飛輪同步，轉(zhuǎn)速一致時(shí)才可順利換擋。這個(gè)操作比較復(fù)雜，難以精確掌握。于是后來(lái)發(fā)明了同步器，通過(guò)同步器使要嚙合的齒輪達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速而順利嚙合。
圖注：1952款保時(shí)捷356
圖注：1952款保時(shí)捷356內(nèi)飾
其實(shí)，手動(dòng)變速器同步器早在1928年就已經(jīng)由通用工程師Earl A.Thompson設(shè)計(jì)出來(lái)了，這一發(fā)明可謂是極大地簡(jiǎn)化了駕駛者的操作繁瑣性，可是由于技術(shù)及設(shè)計(jì)方向上的變化（向著自動(dòng)變速努力）的原因并沒(méi)有得到普及。世界上第一輛搭載同步器的汽車(chē)是1952款保時(shí)捷356。在這輛車(chē)誕生之前，換擋踩兩腳離合可是家常便飯。