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內變 原理

請問大大~
內變 原理是什麼 ?
鳥車年大盤內變可放大1.3倍 ? 為何放大 ?
有的有內變8速~如何內變呢?
2008-07-15 2:05 發佈
文章關鍵字 內變 原理
「沒有瘋狂就沒有精彩」「最棒的總在安全區之外」
內變的原理,從內3變切入比較容易快速了解,了解之後,就可以知道內變特有棘輪聲音的來源了
http://morgan-chang.blogspot.com/2008/05/sutrmey-archer-aw3.html

至於內5,內七,內8等,基本上是以內3的基礎擴充的
有了詳細文字敘述,再加上精彩的動畫話說明,真是讓人.............對不起 還是看謀
我的知識淺薄....我也是有看沒懂@@""
看了一下影片基本上是行星齒輪原理
http://nd728.pixnet.net/blog
我之前有摘要過morgan兄的說明, 在這裡再貼一次
http://morgan-chang.blogspot.com/2008/05/sutrmey-archer-aw3.html

AW3內變3速的摘要說明---Morgan的內變3速讀後心得
拆洗內變應該是擁有內變車的人應該要學習的工作
鼓不起勇氣要拆的人,可能跟我一樣,之前一直覺的內變速內部很神秘
在閱讀了morgan兄的網頁之後,就豁然開朗了
http://morgan-chang.blogspot.com/
不過由於原廠文件的名詞比較生澀,所以摘要來介紹1下


摘要來說,以內變3速為例,就驅動系統部分分為4個大組件 (以下是以Sturmy archer的內3變來說明)

1.飛輪傳動組件+離合器 (齒片+Driver+clutch).........(以下以D表示)
2.外包覆的內環齒組件(Gear Ring+High/Normal Gearl Pawl) (以下以G表示)
3.被內包的行星齒輪組件(Planet Gear+Planet Cage+Low Gear Pawl) (以下以P表示)
4.輪殼組件( Shell )(左右輪殼內均有內齒可分別被內環齒組件G的棘齒(gear pawl)及行星齒輪組件P的棘齒
(gear pawl)咬合驅動) (以下以S表示)
對了,漏掉1個最重要的, 軸心 (上面固定著sungear太陽齒), 軸心通常都有切邊處理, 以便裝設防扭轉墊片
軸心裡面還有挖空,配置變速線來拉動離合器


D,G,P,S 他們在花鼓輪殼的位置如下面示意圖所示 ( S是花鼓輪殼,接著輪胎的鋼絲; D是後輪齒片; P與G透過行星齒輪耦合)

S(左側)-P-G-S(右側)-D


軸承則主要分成三類
1.軸心與飛輪間的軸承 (飛輪踩踏的需要)
2.傳動組件( Driver )與(右)輪殼間之軸承 (因為在低速檔0.75及高速檔1.33的時候, 飛輪傳動組件 ( D ) 與輪殼( S )間會不同步,以及當飛輪不踩 ( D = 0 ) 時,輪殼( S )滑行的需要)
3.(左)輪殼與軸心間的軸承 (輪殼( S )滑行的需要)

原則上G與P的轉速關係永遠維持 在4:3 的比例, 也就是說, 若G轉1圈, P轉3/4圈 , 若P轉1圈, 則G轉4/3圈 (for SA內3變 , 如果是shimano 內3變或是DD, G與P的關係是 1.36 :1 )

而運作原理就如Morgon兄說的

分段摘要說明

1. 高速檔 1.33
撥把位置在3,為當內變彈簧在最鬆的狀態, 離合器應該是處在可以卡住P而可以驅動P的位置
所以飛輪傳動組件( D )傳動時
D直接驅動P, 然後G跟著被驅動, G再透過其棘齒(High/Normal Pawl)驅動右輪殼( S ),於是輪胎轉動

若以D轉1圈表示1的話
D=1, P=1, G=4/3, S=4/3
而搭搭聲的來源,則來自於 P轉的比S慢, 所以P的棘齒跟不上左輪殼( S )內齒的速度,而發出聲音

2.直接驅動 1
當撥把撥到2, 變速線透過內變鏈條會把離合器拉到可以卡住G而可以驅動G的位置
所以D直接驅動G( 然後P也會被驅動), G再透過其棘齒(High/Normal Pawl)驅動右輪殼( S ),於是輪胎轉動

若以D轉1圈表示1的話
D=1, G=1(P=3/4) , S=1
同樣, 而搭搭聲的來源,則來自於 P轉的比S慢, 所以P的棘齒跟不上左輪殼( S )內齒的速度,而發出聲音

3.低速檔
當撥把撥到1, 變速線透過內變鏈條會把離合器拉到可以卡住G而可以驅動G的位置,但同時把G的棘齒押平,使得G無法與(右)輪殼(S)耦合
所以D直接驅動G( 然後P也會被驅動), G的棘齒(High/Normal Pawl)已經內縮,無法驅動右輪殼( S ),這時候是靠P的棘齒驅動左輪殼( S )

若以D轉1圈表示1的話
D=1, G=1, P=3/4 , S=3/4
這時候沒有搭搭聲

變速時機
內變速的變速時機是輪殼內部轉子元件靜止的時候 ( D=0, P=0,G=0)
所以停止飛輪的踩踏,以及飛輪的倒踩,都可以達到D=0的目的,因而而可以達到變速的目的


基本上,左右輪殼的角色,很像鎖牙飛輪的螺紋, 騎的越久, 就鎖的越緊, 這也是為何文章內都只提到要拆下來,卻沒有提到鎖回去要不要鎖很緊, 因為騎的時候,騎久之後就變很緊
我是騎Trimota Final X FB-X08小折,是屬於內三型.先前一直搞不懂前2/後5-7時的搭搭聲,原來是這樣來的.不過我還是沒太大勇氣去拆它,驅動原理不清楚,很怕裝不回去.但是不學又不行,哪天後輪換胎時就一定要會拆.感謝樓上大大們的分享.
還有個疑問請教,感覺內變系統不容易髒,保養時機多是在發生什麼情況下來作?齒輪之間是否要用專用的油劑.
敝人才疏學淺,沒讀過機械方面的東西,所以...看了很久,才有了點概念。
個人覺得蠻有趣的,所以以自己的想法解說一次。
對於學過的人可能是很粗淺的知識,若有錯誤還請指正。

放大或縮小的主要的關鍵在 sun gear, planet gears 跟 gear ring.
會跑出4/3 這個數字是因為sun 跟 planet 的大小一樣..



上圖中,sun gear, planet gear(s), gear ring 都是齒輪,互相卡住。
而 sun gear 是固定不動的,假設 sun gear 有 20 齒。
如果推著 planet gear(s) 繞 sun gear 順時針(公轉)跑 1 圈。因為互相卡住的齒,planet gear 會多(順時針)自轉 20 齒(sun gear 的齒數)。而planet gear 公轉 1圈,也會推著 gear ring 自轉 1 圈,同時 planet gear 因為被 sun 牽引所多自轉的 20 齒,也會牽引 gear ring 多轉 20 齒。

如果 planet 跟 sun 大小一樣,那 gear ring 就會是 sun 的 3 倍大,也就是有 60 齒。
所以當推著 planet 繞 sun 公轉 1 圈的時候,最外面的 gear ring 會轉 60+20 齒,也就是 4/3 圈。
相反來說,推著 gear ring 自轉 1 圈的時候,planet 只會公轉 3/4 圈。


其他的裝置是要控制 傳動組件 與 輪殼組件,如何銜接 gear ring 與 planet gear(s)...
a. 如果 傳動組件 銜接到 planet gear(s),而輪殼組件銜接到 gear ring.. 那傳動組件轉 1 圈的時候,輪殼就會轉 4/3 圈。
b. 如果是反過來的話,那傳動組件轉 1 圈的時候,輪殼就會轉 3/4 圈...
c. 如果都是銜接到 gear ring 的話,那傳動組件轉 1 圈的時候,輪殼就會轉 1 圈.
8:5 wrote:
而 sun gear 是固定不動的..(恕刪)


由於sun gear是整個力量傳輸過程的一環,所以要讓sun gear維持固定不動,在把軸心鎖在車體時,必須裝設防扭轉墊片類似之零件.

而內變比率的計算,我自己的琢磨方式是如此,基本上也跟樓上同學的推論類似
(內變比率應只跟太陽齒跟環齒齒數有關, 跟行星齒齒數無關,行星齒只負責力量的傳遞)
(而太陽齒跟環齒的比率關係,決定了行星齒的大小,如果環齒大,太陽齒小,那麼行星齒也會比較大1點)

以SA的內三變來說,

太陽齒固定於軸心上, 其環齒齒數=3*太陽齒的齒數 (Gearing teeth number=3 X sun gear teeth number)

假設sungear軸心是可以轉的,那麼太陽齒轉一圈,透過行星齒驅動環齒(gear ring),當我們把行星齒的planet cage固定不動 (但是行星齒輪可以轉)
而軸心轉1圈時候, 環齒則轉1/3圈 ( 軸心旋展的方向,跟gear ring轉向相反)

以上是轉動軸心時所發生的情況, 假設以軸心為固定的座標系統
軸心視為不動的情況下, 那麼相對於軸心, planet cage是轉1圈的, 而環齒則是1圈+1/3圈 (planet cage跟 Gear ring 的旋轉方向是一樣的)

於是Ratio就可以算出來了 gear ring / planet cage= (1+1/3) /1 = 4/3

各個ratio = 4/3, 1 , (1/(4/3))


了解內3的設計,就能了解內5, SA的內5有兩個太陽齒, 如果其中1個鎖定,另1個就打滑
從太陽齒與環齒的比例關係就可以計算各個內變的gear ratio,關係其實很簡單

如果太陽齒與環齒的比例關係為X
那麼, gear ring 跟 planet cage的轉速關係 將為 1+X : 1
也就是三個檔位分別為 1+X , 1, 1/(1+X)

以內5來說, 基本上是兩個內3合併起來用
SA 內5 有兩個太陽齒
他的5個檔位分別是0.67, 0.79, 1, 1.27, 1.5

實際上是因為兩個太陽齒數分別是內環齒數的0.27, 與 0.5
所以 各個檔位=

1/(1+0.5), 1/(1+0.27), 1, (1+0.27), (1+0.5)

=0.67, 0.79, 1, 1.27, 1.5
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