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什么是序列式变速箱,序列式变速箱优点和缺点有哪些

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序列式变速箱-Sequential Manual Gearbox简称SMG变速箱,英文直译过来意思是“顺序齿轮箱”。而由于它被用作车辆变速箱所以称其为序列式变速箱。序列的意思就是按次序、依次,所以它最大的换挡特点就是虽然手动但不需要踩离合且换挡只能进行顺序或者倒序逐一加减档而不能跳档。它的结构特点和换挡机构更像是AMT变速箱但又和AMT有本质的换挡逻辑差异,传统的序列变速箱完全都是靠机械结构硬结合的方式进行档位控制,所以其损耗是非常大的。

 

了解序列式变速箱的原理可以直接在你的脑子里排除AT和CVT的结构,基本没多大关系。序列式变速箱最接近于普通的手动变速箱结构但它和手动挡内部换挡最大的差异就是没有普通手动挡的同步器,所以注定顿挫感严重到你怀疑人生除非你非常了解它的匹配脾气。

序列式变速箱

其实现换挡可以通过换挡拨片、按钮、档把以及连杆等多种方式。比如赛车上使用序列变速箱细长的档把,若向前推就是减档、向后拉就是加档,就类似于手自一体变速箱的手动模式(+ -档一样)只不过内部换挡逻辑是完全不一样的。有的是拨片,手动前后拨动就可以加减档;有的是通过电控系统控制拨叉后实现双按钮换挡,一边加档一边减档。还有就是因其结构简单、传动效率高所以在摩托车上也普遍用到序列式变速箱,主要通过脚踩换挡连杆进行换挡。

 

结构

主要由输入轴齿轮、拨叉滚筒、拨叉、爪形离合器(俗称狗牙)、传动比齿轮轴以及输出轴组成,其外观形似双排齿轮轴。但不同于常见变速箱几乎都采用斜齿轮,序列变速箱往往使用直齿齿轮,且没有换挡同步器。

因输入轴是直连发动机的,而换挡齿轮又处于常啮合状态(在用档位传递动力,非在用档位只是空转),所以省去了多余的换挡传递结构保证其传动更直接、换挡更快。所以从结构组成上看其结构简单、空间占比小、重量轻、换挡快、传递效率高等优点。赛车追求的是动力极致所以这些优点都为赛车所用,不过虽然用到赛车上但不代表其各方面都比普通变速箱优秀。比如耐用性和平顺性……

换挡原理

输入轴和传动齿轮轴上都有和轴“传动性”连接的齿轮(非焊接硬性连接)和可自由运转的齿轮组成,传动性齿轮和爪形离合器(狗牙)相连或者单独开来齿轮。

拨叉滚筒和拨叉相连,拨叉滚筒上有特殊设计的凹槽轨道(类似奥迪的AVS凸轮轴轨道)。

拨动档杆时连杆连接机构会依次旋转拨叉滚筒从而带动拨叉产生左右位移,此时拨叉就会拨动爪形齿轮和换挡齿轮进行啮合,啮合完毕就完成换挡。这个过程如同手动挡一样通过不同齿轮的啮合来输出不同传动比。

特点

  • 发动机直连变速箱输入轴,发动机和变速箱之间的动力传递更直接。避免了AT和CVT等通过液力变矩器软连接造成的动力传递损失,甚至相比双离合还省去了多片离合器传递过程的一小点动力损失。
  • 没有电控液压等换挡机构,结构简单、体积小、重量轻,纯机械手动。
  • 换挡依次为档杆带动拨叉滚筒、滚筒旋转带动拨叉位移。中间省去了同步器可能带来的换挡延迟和减去损耗,换挡和传递效率进一步提高
  • 由于拨叉滚筒可同时带动多个拨叉,所以如同双离合一样某档位挂上的同时其它齿轮都是啮合状态(双离合不是所有都啮合),当切换下一档位的时候只需拨叉拨动档位齿轮进行暴力“硬结合”,所以换挡速度极快。
  • 多数为直齿齿轮,为大扭矩输出提供有利保障,换挡完全靠爪形离合器(狗牙)的撞击和摩擦来同步转速。相当暴力?
  • 结构原因所以其换挡只能逐一依次进行而不能跨档,但是操作简单不易出错。

所以不难看出序列变速箱的特点就非常符合赛场上的车辆属性。传递效率高、换挡快、结构简单、轻巧、纯机械可以避免电控系统对驾驶员意图的错误领会(当然序列式变速箱也有电控的,这里只是以传统机械序列式为例)、操作简单、准确等。尽管它的驾驶乐趣、舒适性、平顺、冲击、卡顿以及耐用性、维护性不尽如人意但是这些东西在赛车上并不是根本需求。极致、极速、效率才是它的核心,当然要用好它也不是一般人轻松就会的。

和其它变速箱比如何?

MT:虽然MT的结构很像序列变速箱但MT仍多了离合器和同步器,动力传递会有损失不说不如序列变速箱不踩离合只通过前后拨换挡方便。另外序列变速箱又有双离合的“预啮合”特点,不过它是全部啮合等待换挡。相比MT它传递效率更高、操作简单、换挡更快,但是顿挫、平顺、舒适以及噪音、震动比MT来的更猛烈。

AT和CVT:完全不是一类性质的变速箱,序列变速箱的传递效率肯定高于AT和CVT,但是在平顺和舒适性以及耐用性上基本上被AT和CVT秒杀。序列变速箱等于说是只关注传递、性能输出和结构轻巧,把能去的结构、损耗能量的结构都去了,自然不能和民用的变速箱来比。

双离合DCT:都有相似点换挡“预啮合”,不过双离合是只啮合某一个或者两个“顺序”档位齿轮而序列变速箱是其余全部啮合,在档的齿轮传递动力而不在档的进行空转。换挡快都是它们的特点,但是序列变速箱传递效率更高但是磨损更大、散热更难以控制,且相比双离合的舒适、噪音、顿挫等更不能控制。

总结:其实摩托车上很多也都用到了序列变速箱,只能逐次加减档的那种,所以它也不是什么高大上或者赛车专属变速箱。只不过赛车搭载是完全看上了它的优点,再者赛车用的序列变速箱强度和精度肯定不是一般摩托车的序列变速箱所能比的。至于说没有用在民用车上答案已经很明显,虽然优点明显但它的任何一个缺点可能都是民用车所极度不能接受的。有的人开个AT都觉得不平顺吹毛求疵,你让它开个序列变速箱它不得把车砸了。其次民用车完全可以通过其它途径来实现它的操作效果,比如上文说的手自一体的手动模式+ -。以上就是:什么是序列式变速箱,序列式变速箱优点和缺点有哪些?

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