踏闆車皮帶傳動與無級變速分析

機械傳動的形式很多，皮帶傳動是應用較廣泛的一種。皮帶傳動可用于兩軸中間距較大的傳動，還具有緩和沖擊、吸收震動、噪音小、成本低、保養維修較方便等優點。因其易打滑，傳動比不準确，故隻用于對傳動比有嚴格要求的機構中。同時它還有抗熱性差，抗過載能力差，易衰老等缺點，故不多用于需要傳遞大功率的機構中。

皮帶傳動一般有平皮帶傳動、三角皮帶傳動與同步齒形皮帶傳動三種。在摩托車中常用的是齒形三角皮帶傳動，雖然它的内側膠體也有齒形，但多是為了便于彎曲并非作同步傳動用。近幾年來齒形三角皮帶傳動在踏闆車上應用較多，為得是利用它方便實現無級變速，為發動機與車輪做出不同的傳動比，使用戶駕駛摩托車比操縱換檔車更為簡單方便。

一、有關輕摩皮帶傳動的常識：

1.皮帶傳動的優點與缺點：

皮帶傳動可用于兩軸中間距較大的傳動，所以在多數摩車的設計中，多用于連接發動機到後輪齒輪箱的傳動。因皮帶傳動具有緩和沖擊、吸收震動、噪音少、成本低、保養維修較方便等優點，所以将它應用于摩托車傳動是件有益的事。

因三角皮帶可利用斜邊改變傳動直徑，故作減速傳動的同時，還能變化傳動比。自動理合器與自動無級變速系統的使用，使得控制摩托車速度的操縱省去人工換擋的煩瑣。駕車簡化到象用“傻瓜相機”一樣，因此皮帶無級變速傳動在近幾年的城市款摩車中特别流行，已由原先簡便的輕摩發展到中排量的踏闆車上。

皮帶傳動易打滑，傳動比不準确的缺點在摩托車的行車傳動中不算大問題，故皮帶傳動能在方便操縱的民用車中得到廣泛應用。

皮帶有抗熱性差，抗過載能力差，易衰老等缺點，這隻能靠提高皮帶的質量來解決，因此不多用于需要傳遞大功率的車輛中。

對輕摩車來講，皮帶傳動最大的缺點就是傳動阻尼大，特别是在冷車時。因皮帶在傳導功率時消耗了一部分的能量，所以同排量的皮帶車在動力性能就比不上鍊輪車。其具體表現在滑行與車速上，皮帶車推行時費勁，滑行時象是帶了點刹車，最高車速也大打折扣，定速巡航的耗油量往往比同級鍊輪車要多30--50%，作節油試驗也比較困難。

皮帶傳動的另一缺點就是使軸承側向受力過大，而且在摩托車的設計上多數是與作功受力同一方向的，這使得軸承用在皮帶車上比用在鍊輪車上要吃力的多，較容易損壞。

2.兩皮帶輪的中心距與皮帶的長度：

兩皮帶輪的中心距就是指前後兩個皮帶盤軸心的間距，雖說皮帶有可用于兩軸中間距較大的傳動這一優點，但也不能太大；中間距過大時皮帶過長易晃動，除了皮帶敲打皮帶罩殼相互磨損外，還會給前後兩軸帶來很大的側向力，易損壞機件與皮帶自身。

皮帶的圓周長度=中心距 x 2 1/2前皮帶直徑周長 1/2後皮帶直徑周長。在摩托車的設計中，小輪車的傳動皮帶多是不長的，摩車用皮帶最長的大約是老式嘉陵50車的b型皮帶，約=1014mm。

3.皮帶輪的直徑與皮帶的線速度：

車用皮帶輪的直徑不能太小，因受三角皮帶本身厚度的影響，皮帶不會過分彎曲到很小的直徑，還有就是皮帶在最小直徑傳動時與皮帶盤接觸的面積較小，皮帶容易打滑發熱至燒毀。皮帶盤的直徑大些，皮帶與它接觸的面積多些，傳動效率就高些，側向拉緊力也可以小些。

皮帶的傳動速度很易計算；取皮帶在皮帶盤中的傳動直徑 x 圓周率 x 皮帶盤轉速/每秒 = 皮帶的線速度/秒。輕摩車用皮帶的線速度一般不大于25米/秒，過大耗能過多皮帶過熱，過小皮帶傳送功率有限。

4.皮帶傳動的傳動比：

在皮帶傳動中，主動輪直徑與被動輪直徑之比叫“傳動比”。主動輪與被動輪的轉速與兩輪的直徑成反比。其公式為：傳動比=主動輪轉速/被動輪轉速=被動輪直徑/主動輪直徑。多數摩托車皮帶盤的靜态傳動比是減速狀态，在1.5--2.5之間。 在輕摩車中，最低車速的傳動比可以用靜态測量的辦法：不用啟動車輛，隻用手扳動前皮帶盤，看看要轉多少圈才能使後皮帶盤轉動一圈。要想測量動态的轉動比，對業餘愛好者來說是件不方便的事，因為動态行車時皮帶有受熱變形、拉長、滑動、等變化，靠目睹皮帶在皮帶盤上直徑的變化來估算已不是太靈，多數是靠發動機轉速表與車速的變化來估算。

例如cj50車：前後皮帶盤的靜态傳動比可以測量出在1.5/1----2/1左右；動态的傳動比如靠發動機轉速表與車速的顯示來估計，約在1/1----1.5/1。由此可以看出，原車的皮帶盤傳動比變化不是很大，皮帶盤使車速的變化最多是增加50%左右。

二、有關輕摩車用皮帶的常識：

1.三角皮帶的種類與規格：

一般三角皮帶有a.b.c.d.e.等五個等級類型，目前輕摩車上用的多是b型。以cj50車用的公牛牌皮帶為例；它的周長是1014mm，外邊寬度是15mm，内側寬度是11mm，厚度是10mm，重量約75g。其它摩托車用的皮帶截面與它差不多，隻是長度各有不同。有時需要應急時，找一b型類别的皮帶，隻要長度差不多也臨時可代用。

2.皮帶的質量與價格：

不同品牌的皮帶質量與價格相差很大，筆者試用過一些a型與b型的工業三角皮帶和某些牌子的b型三角皮帶，都作過詳細的記錄。在此寫出試用它們的情況，僅供好鑽研摩車技術的發燒友參考。

a型工業三角皮帶：3元一條，好處是輕松易彎傳動阻尼小，上皮帶方便，行車輕快，24cc的輕型助力車采用它是最佳選擇。用在50cc的輕摩車上要小心使用，a型皮帶細巧不堪重載，要是高速行車幾公裡就可玩完。偶曾放一條在車内作備用帶，市内可行。

b型工業三角皮帶：4--5元一條，沒有a型工業三角皮帶的優點，粗壯而不易彎曲，上皮帶有點緊。因阻尼大而行車沉穩，皮帶用熱後也可有高速，負載與耐熱比a型皮帶要強的多。但因皮帶太厚不耐彎曲，也用不到一百公裡。

某種标稱西南嘉陵公司牌子的b型摩車三角皮帶：底價約七元一條，外觀尚可，手感偏硬，行車感覺一般，在市内的摩配店多有銷售。最明顯的特點是皮帶外面夾層的耐力拉線是桔色粗硬的尼龍線，用到二百公裡後就開始疵出，如不及時剪去，将越疵越長很快撕壞。用了好幾根，都壞在行車330km的數值上下，後來偶也不再試了。

公牛牌的b型摩車三角皮帶：黃色商标十五元一條，外觀不錯，手感尚可，行車感覺一般，在光華門外的摩配城a區29#的“飛馬摩配”有銷售。試用第一條跑了近五千公裡，要不是俺爬山胡鬧，應該還可多用些時間。後來買的白色商标十元一條，沒有第一條那麼耐用。該帶最明顯的特點是皮帶外面夾層的耐力拉線是淡綠色多股尼龍線，但尼龍線外包了一層黑色的細棉線，我的感覺是夾層的耐力拉線最好全是柔軟細線組成，這樣不會有硬線頭疵出的損壞苗頭出現。

3.皮帶損耗的“臨界點”與使用壽命：

用了一打有多的皮帶後，對各種皮帶的使用壽命始終沒有個準确的測定結果，最後發現皮帶的磨損一般有三種情況；表面磨損，彎曲折傷，高溫燒毀。其中表面磨損與彎曲折傷都有個大概的使用壽命，隻有高溫燒毀是不可預料的。試過在郊區狂飙，一刻鐘就可燒毀一條皮帶；而慢慢行車，一條舊損皮帶也能拖上一百多公裡回家。

皮帶車在高速行駛時，皮帶與皮帶盤磨擦産生大量的熱量，其磨擦産生的熱量，是一樁很難準确計算出的麻煩事物。輕摩車在中速行車時，皮帶傳動約有20%的能量損耗。這些内耗的能量如果都集中在皮帶上，大約可以使皮帶每秒鐘升溫一度，要是沒有散熱的出路，皮帶很快就會過熱燒毀。

内耗熱量的散發主要是靠掠過金屬皮帶盤周邊的旋轉氣流。大摩黃牌車的皮帶盤上多有風葉打風散熱，而輕摩中某些皮帶盤就沒有風葉。因為與空氣溫差越大越容易散熱，所以皮帶盤的磨擦産熱雖然随着車速增高而增加，但其積熱溫差與車速不會成正比，熱到一定的程度就為止了。

車用皮帶視其品牌質量的不同，都有一個忍耐高溫工作的“臨界點”，好的皮帶自然“臨界點”就高些。這樣一來就出現了這樣的局面，慢慢行車皮帶的壽命就很長，沒有“高溫燒毀”直到出現“表面磨損”或是“彎曲折傷”為止。若高速行車就會使皮帶盤積溫迅速上升，一但超出皮帶忍耐高溫工作的“臨界點”，皮帶很快就燒毀玩完。

在一般業餘玩車人的手裡，沒有能測量旋轉中皮帶盤溫度的儀器，隻有牢記一點：**品牌的皮帶在這車上，長途可以騎到**km/h的車速，或是短期内可以騎出**車速。

早年騎皮帶車有一經驗：每當行車輕松最爽的時候，就是皮帶已熱得發軟，接近“臨界點”，皮帶傳動阻尼最小的時候。初時不知，玩壞了不少皮帶作學費，以後才有數點。最好的辦法就是在皮帶盤上加個自制的風扇，給皮帶盤與皮帶進行強制風冷，蠻有效果的。

4.皮帶傳動摩車的特點：

與鍊輪車相比較，最明顯的特點就是阻尼大，那怕是自動離合器已是分離狀态時，推行依然吃力，因為皮帶盤與皮帶即使空轉，也是有很大阻尼的。這樣的車滑行不輕松，油門一關馬上就減速了，對市内交通與山地下坡的行車控制有方便的地方；但對于長途高速行車與節油就很不利，而且對發動機的磨損也大，高速或上坡時發動機更吃力容易過熱。

實現皮帶傳動的無級變速後，無需人工換檔，駕車操作簡單了，有利于在複雜的鬧市環境中機動穿行。皮帶變速車比無檔鍊輪車起步力矩大，爬坡能力強，車速變化範圍大，有利于在山地艱險地面越野強行。皮帶車使用可靠，結構簡單，配件便宜，保養維修也簡單的多，是用戶在業餘條件下自行保養維修摩車的有利方面。

五、輕摩車用無級變速的後皮帶盤：（以cj50為例.）

1.以自身彈簧壓力調節皮帶松緊與工作直徑的後皮帶盤： 在皮帶傳動無級變速的輕摩車上，後皮帶盤算是個比較簡單的東西。它平時以自身彈簧壓力把活動的一面盤面壓向固定的另一面盤面，梯形皮帶被擠出在盤面的外圓，讓皮帶在後皮帶盤上随時自動保持最大的工作直徑。

這樣的結構使得皮帶車在每次起步時，皮帶傳動的變速比都處在小前盤/大後盤的最大減速比狀态，使車手起步的操作很方便。而且在發動轉速降低到變盤值以下時，前盤工作直徑變小，後盤随時能自動恢複最大的工作直徑。

當發動機轉速提高到變盤值以上時，前變速皮帶盤的兩面盤面合攏，皮帶被擠出成較大的工作直徑。這時的後皮帶盤就被皮帶拉得勒進較小的工作直徑，活動的那面盤面就被皮帶勒得與固定盤面分開。這樣就是較小的減速傳動狀态。

一般的後皮帶盤結構較簡單，近年來出現有自行靠力矩來控制後盤變盤效果的活動盤滑槽。将離合器裝在後皮帶盤上一體化的趨勢也很普及，其總體結構稍微複雜一點，但基本原理相同。好處是改善了摩托車爬坡性能與滑行效果，值得提倡。

2.後皮帶盤的實用直徑的與使用：（以cj50為例.）

後皮帶盤的最大直徑是104mm，最小的直徑是52mm，但這都不是皮帶在後盤上的最大最小的工作直徑。10mm厚度的梯形皮帶在後盤上的最大工作直徑最好不要超出92mm，也就是說皮帶的外邊最好不大于後盤的最大直徑，否則高速時皮帶容易脫落。

梯形皮帶在後盤上的最小工作直徑最小也不會低于62mm，因為這是後盤最小直徑 皮帶厚度的限制。這樣一來就可以在理論上計算出：cj50的皮帶傳動變速系統最大的減速比是1/2.3。（前盤最小的工作直徑40mm/後盤最大工作直徑92mm）。

cj50車後皮帶盤的質量與使用壽命是很無常的，偶兩多年來用了八九個後盤，最快損壞的隻用了一個星期還不到上千公裡。因為其原始設計缺陷的原因，偶除了給滑槽部位勤加粘稠的潤滑油和加強散熱外，一時還拿不出啥好辦法來。

比較簡單的做法是：改小前盤的變盤值。在發動機65%标準轉速前，前盤就得開始變盤改變減速傳動比。（發動機在每分鐘四千轉時，整車進入高檔位行車狀态。）這樣對平地行車的節油很有效果，發動機的振動也減少了，但對于起步加速與高速爬坡要受影響。

3.cj50後皮帶盤的缺點及其改善的方法：

cj50後皮帶盤的缺陷有三點，其中兩點是個人難以改變的：其一是給活動盤導向的滑槽圓筒部分尺寸太短，導緻後盤在最大的工作直徑時，導向筒的滑動面壓強很大，加上導向筒的材料鋼火太差，再勤加潤滑油也難免很快磨損。

活動盤面的導向筒磨損後，活動盤面工作時不能與固定盤面保持平行，會産生一種特别的夾帶現象。這種特别的夾帶現象表現在行車時發動機較吃力耗油，行車難快還皮帶過熱；而換了新的後盤後頓時整車煥然一新跑得快快。

缺陷之二是後盤在皮帶進入最小工作直徑時，固定盤面的最小盤面不是标準的斜面，這對皮帶有很大的夾帶傷害作用，新式皮帶車就不是這樣的。為此偶在調節皮帶的工作直徑範圍時，還得小心避開這段區域，用不到最小的工作直徑。

缺陷之三是後盤在皮帶工作時會有過熱現象，皮帶傳動阻尼大磨擦大自然會産熱多多，但皮帶的耐熱是有限的，有時高速行車十分鐘就會燒毀一條皮帶。這個問題還算是好解決，自己用薄鐵皮剪個散熱風扇，夾在壓簧與活動盤面之間就ok了。

4.延長摩車皮帶傳動系統使用壽命的措施：

對于cj50車的皮帶傳動還有一點要知道的是：當急刹車減速時，後皮帶盤因前盤的随動性不夠，對皮帶有一種反向拉扯的力量。搞得多了對皮帶也是一種損傷的因素，但要靠個人在皮帶盤上做個自行車那樣的“單飛”似乎麻煩了些。

上述的這些缺陷隻在cj50車上有，新款式的皮帶車多采用後置離合器式的皮帶盤，自然就不再有這些老舊麻煩啦，所以這裡的内容僅供參考。一般個人能作到的就是：時常給皮帶盤的活動導向部位加注最粘稠的那類潤滑油，以保持滑動筒面潤滑減少磨損。

六、輕摩車用皮帶無級變速的調節與使用效果：

1.前後皮帶盤的變速比與行車的效果：

偶曾經在前後皮帶盤的變速比上作過許多試驗，最大減速比曾試過2.5/1，50車爬20%的坡地簡直不成問題。後來發現這類老款式車的皮帶變速比是受前後皮帶盤原始尺寸限制的，為了後盤與皮帶的使用壽命，還不能貪得太多。

以偶的jh50車為例，現在最佳的減速比是在1.8/1--2.2/1之間，在2/1減速比時相當于鍊輪車的低擋位25km/h，這樣的低速力矩剛好能爬上20%的坡地。在變盤後的減速比約是1/1--1.2/1，最大車速是50ma，最高有過60ma。

皮帶的減速比範圍除了改變前盤的最小工作直徑外，主要就是調節後盤在懸臂上的前後位置。可為皮帶的新舊狀态調整傳動軸距，這點jh50比新款的皮帶車要好。冷車調節皮帶在後盤上的最大工作直徑，就是通過調節後盤在懸臂上的前後位置而達到的。

一般地說，皮帶車的性能要好，皮帶無級變速的變速比是越大越好，既是最大減速比/最小減速比的數值，前幾年海外有過号稱到3.8的，那變速的性能幾乎相當鍊輪車的四擋，而原始的jh50新車才1.4左右，如此的差距實在太大。

對于皮帶車的變速比有一點要注意的是：如果皮帶盤的結構不佳，變速比就不能太大。一是皮帶在前盤最小工作直徑時接觸面較小，容易磨損燒毀。二是皮帶傳動的阻尼較大，在最小減速比時克服本身阻力要耗去不少的功率，作有用功的總效率較低。 鑒于皮帶傳動的阻尼較大，耗油率的偏高，總傳動效率偏低，磨損比鍊條嚴重，工況變化不如鍊條穩定，變速比有一定的限制----等等缺點，皮帶車的應用也就是圖個“方便”平民，典型的隻需擰油門踩刹車的“傻瓜機”。

如用戶無特别的要求，好的50皮帶車對城市交通比較适用。除操作特簡單适于女性外，一般的30ma巡航可達70ma/l的耗油率，市内實用耗油率約50km/l，最大車速可達60ma。特别是在菜市小巷或是丘陵越野的難行地段，的确是非它莫屬。

2.發動機的“變盤”轉速與行車的效果：

發動機的“變盤”轉速值與行車耗油、起步加速的效果有很大的關系。因為一般的皮帶自動變速的選擇不是看駕車人，而是看發動機的轉速。在操縱車輛上用它是省事了，但它在長途巡航中難以作到最佳的傳動比搭配，因此多耗些燃油是難免的。

一般的車輛設計會把前變速盤的變盤值設定在發動機标準轉速的80%左右，這一段轉速通常是發動機輸出最大力矩的區域，發動機在這一段轉速變盤（換檔）力量較大，變盤時對發動機的負荷影響較小，車速也比較平穩些。但自己改過的車就不一樣。

簡單扼要地說，前變速盤“變盤”值小了，發動機在低轉速就有高車速，相當是在發動機低轉速就換檔，那當然是節油，發動機振動也小，皮帶也耐用些。但失去了發動機高轉速為摩托車加速的條件，整車起步就會慢些，上坡就更會慢些。

對某些定點在高轉速點火角的發動機來講，低轉速時力矩偏低，造成加速無力或是上坡困難。另外，對于沒有低轉速點火角的 發動機來講，在低轉速時濫用大油門，燃油與機件的損耗要大些。鑒于上述原因，車友們在改車前要三思而行。

如果反過來前變速盤“變盤”值大了，發動機在高轉速時才能有高車速，相當于在發動機高轉速時才換檔。平時的中等車速也要用發動機的較大油門高轉速，那當然是很費油劃不來的。前變速盤的甩塊在用舊磨損後多出現這種情況。

通常這時整車起步會快些，上坡更會快些。但發動機多在高轉速運行，磨損與耗油是難免的。發動機的振動大些，缸體與皮帶都會過熱，皮帶要小心使用防止燒毀。有的車友會誤認為是車輛“磨合”好了，在此奉上皮帶車的特征經驗之一：車輛表現最爽時就是快要壞了。

3.冷車與熱車的行車效果：

冷車與熱車的行車效果通常是指發動機溫度對化油器效果的影響，在這裡是指皮帶無級變速系統的反應。一般有兩種情況：一是後齒輪減速箱内的潤滑油太粘，等到開車走過一段路後，潤滑油被攪動發熱變稀，這時行車會輕松些，熄火滑行的距離也會長些。

最主要的是皮帶運行後會發熱變軟，傳動的阻尼會變小許多，有時相差近一倍。行車的外在表現是車輛越跑越輕松，發動機聲音小不吃力，能跑出較高的車速和較低的油耗來。但要是沒有得力的散熱措施，這樣的車況其實就快到皮帶被燒毀的“臨界點”啦。

4.減少皮帶傳動阻尼與打滑的措施：

皮帶車的主要缺點是傳動阻尼與打滑，而且是無法根除的缺點，但把它們減少些還是有辦法的。其措施有：a.對正前後皮帶盤的傳動軸線，讓皮帶減少側面的側滑磨擦。b.經常檢查皮帶盤的導向滑動部分有沒有磨損，就是扳試活動盤面有沒有過大的松動間隙。

c.選擇好适當的傳動減速比與傳動變速比，還有盡量偏低的變盤值。d.檢查後齒輪箱裡的潤滑油是不是太粘稠，可根據季節來調整。e.視車況适當地給皮帶上點皮帶蠟，有時上的不好也是會壞事的。f.散熱風扇是必不可少的，沒有就自制加一個。

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