建立時間: 2004-06-05 16:10:07

更上一個檔次

宋惠榮

標準的排檔油配方包含有數種不同的添加劑，用以執行各種不同的功能。配方上的挑戰在於找到化學性能上的均衡，使得新的磨擦物質的磨擦行為能達到最佳狀態。添加劑公司正與主要自動排檔系統製造商及碳素纖維磨擦片製造者間密切的合作中，特定自動排檔油，可用以滿足特殊潤滑需求的產品上市是指日可待的。

消費者要求汽車排檔具有更好的燃油經濟性，更順暢的駕駛與更大的馬力，這種趨勢已促使自動排檔的設計有了顯著的改變。要滿足這樣的需求，需要藉由扭力轉換器與換檔離合器的傳動能量，然而在離合器本身已經變小的同時，還要增加傳動能量，這樣的結果是傳動裝置的施用壓力與作用能量都需要增加，而這也促使磨擦物質的使用，需選擇對傳動物件上產生的高熱與機械壓力有更高的耐受能力的才行。就此觀點而言，碳素纖維基的磨擦物質將有取代目前纖維素基物質的可能，因為它有超優的機械強度與極優的熱穩定性。

為了迎合消費者要求兼具動感、安全與經濟性的駕駛需求，各主要的汽車製造廠正努力地改進他們的自動排檔系統，使得它能有更高的扭力能量之外，並且能提高換檔的品質，具有更高的運作效率。自動排檔性能的改善，可以經由許多不同的方式達成。諸如擴大扭力轉換器離合片的操作範圍與減低滑動速度，可改善效率而不犧牲駕駛的品質。而以濕啟動離合器取代扭力轉換器也能增加燃油的效率。使用無間斷換檔的傳動裝置，由於在隨時可變動的齒輪比下，引擎的轉速可以保持在最佳的範圍，使得自動排檔的性能將進一步提高。雙體的離合自動排檔與手排檔改善了燃油經濟性，這是透過兩個多層片濕啟動離合器與一組手排檔齒輪箱組合而成的。它允許當一組齒輪掛上時，另一個齒輪已被預先選定，因而大大的減低了排檔的時間，也使得動力的損失降到最低。

很多這些設計上的改變，使得扭力轉換器離合片與濕啟動離合器兩者的施用壓力與作用能量有了顯著的增加，這樣的結果使得操作溫度與負荷都提高了。在磨擦物質的使用上，與現使用的纖維素相比，需使用具更高的熱穩定性與較強韌的物質。碳素纖維基的磨擦物質是未來可能的替代物，因為這些物質比起目前的纖維素，擁有很高的堅韌性與碳纖維的強度，使其具有極優越的機械性能。他們也有更好的熱穩定性與更強的抗磨損能力，因此使他們特別適合用於在高能量的離合器應用下所遭遇的嚴苛操作環境中。

磨擦特性

以碳素纖維為磨擦物質，它的碳纖維的排列組成上，可以有很多不同的選擇。 舉現有的三種商用的碳纖維為例，即有下列的組合方式：

上: 8-10μm直徑的碳纖維以三位體方式編織成一個平面的寬帶，然後寬帶間再以平面方向相互織合一起。
右: 8-10μm直徑的碳纖維綑綁一起，然後在平面方向相互交織一起。
左: 10μm直徑的短碳纖維，以無定向的交雜方式相互編織成樹脂矩陣型排列。

纖維不同的排列方式與膠合劑不同的用量，將提供不同的磨擦特性，也造成不同的成本、再製性與其他的物質性能。研究顯示編織成的碳纖維物質比短纖樹脂矩陣排列物質表現出更優異的磨擦特性。可以證實的是，纖維的排列方式與膠合劑的性能，在碳纖維物質上的磨擦特性，扮演了非常重要的角色。

磨擦控制

當離合器作用時，要達到並保持所要求的磨擦水準，磨擦表面的性能與添加劑的化學性能間，要有正確的組合才能奏效。磨擦水準是以離合器片與接應片表面上的一層化學添加劑來控制的。這一層添加劑的本質將視磨擦物質的物理與化學性能而大有不同。這些性能包括極性、硬度、韌性與多孔性。這在碳素與目前纖維素間有很大的差異，需有不同的添加劑的組合，使碳素纖維基物質上的磨擦特性可以達到最佳化。目前的纖維素在沒有經過潤滑劑中添加劑的作用之下，它的磨擦特性是不良的，但經選用適當的添加劑後即可獲得改善。編織而成的碳纖維本身所具有的磨擦特性則明顯是較佳的，而且在完整配方的自動排檔油加入時，其影響很小，很顯然的是配方上的調整是有需要的，可使碳素纖維基的磨擦物質與自動排檔油的添加劑間相互的反應可以達到最佳的狀態。

設計潤滑劑

排檔油在控制換檔品質、換檔時間與離合器的扭力能量上，扮演了非常重要的角色。 現有的自動排檔油的配方技術，是以目前的纖維素磨擦片上的潤滑需求為基礎的。

因為碳素纖維物質對於添加劑有很不同的反應，所以調整配方是有需要的，這可使碳素纖維基磨擦物質與排檔油之間的相互反應達到最佳化。添加劑公司也正廣泛的檢視現有的添加劑技術，並將碳纖維表面與現有的化學性能如何反應建立資料，以期望能發展一種排檔油，使其中碳素纖維物質的磨擦性能達到最好的狀態。

研究單位已經評估過對傳統磨擦物質可以增加或減低磨擦的一系列的添加劑。這些添加劑經由小心的組合，可望可以得到碳素纖維物質更適當的磨擦特性，初步的結果顯示，獨特的基礎油料的添加劑使動磨擦增加40%是可達成的，而使用減磨添加劑，靜磨擦減少也可達到類似的程度。

油料配方的挑戰

標準排檔油的配方包含有數種不同的添加劑，用以執行各種不同的功能。配方上的挑戰是要找到化學性能上的均衡，使得新的磨擦物質的磨擦行為能達到最佳狀態。這可能需要採取不同於現行的方式並挑戰傳統調配者的智慧。添加劑公司正與前導的的幾家自動排檔系統製造商及碳素纖維磨擦片的製造者間密切的合作中，量身訂製的特定自動排檔油，可用以滿足特殊潤滑需求的產品上市是指日可待的。