那么为什么序列式变速箱能够在推拉之间实现换挡,在换挡时断开发动机与变速箱的连接

前两天小编在某X之家的说客栏目看到一篇文章,文章罗列了一些观点来抨击手动变速箱,提出了自动挡可以完全替代手动挡,甚至抛出换挡拨片可以替代手动换挡的驾驶乐趣。我傻乐了一会决定来聊一聊。为什么在自动变速箱趋于成熟的今天,手动变速箱依旧使用如此广泛;手动变速箱对于热爱驾驶的人来说,为什么难以被取代;源自赛车设计的换挡拨片真的能让一台自动变速箱成为赛道机器吗?

  在一场争夺激烈的汽车比赛中,任何一点点的时间耽误都可能让你被对手所超越,正确的走线、恰到好处的换挡时机等等一系列因素都能轻易扭转整场比赛的最终结果。除了车手要具备优秀的驾驶技术外,车队技师提供良好的硬件设备以及软件支持也是关键因素。因此从赛事中也诞生了“跟趾换挡”、“偏时点火”以及“双离合变速箱”等等一系列新名词,这次我们要认识的也是从赛车中走出来的并且广泛应用在各种赛车中的一种变速箱--序列式变速箱。

1变速箱在车辆行驶中是做什么的?

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●什么是序列式变速箱?

2不同的变速箱工作原理大有不同

  序列式变速箱也被称为序列式手动变速箱,与普通手动变速箱的换挡方式不同,它是通过向后拉或者向前推挡把来完成升挡和降挡;由于每拨一次挡把只能变换一个挡位、逐挡加减,因此被称为序列式变速箱。

汽车每个档位上发动机转速和轮胎转速的比值都是不同的,换档时由于轮胎的速度是不变的,其惯性就会对发动机产生严重的冲击。为了防止发动机在换挡过程中被损坏,手动变速箱采用了离合器结构,在换挡时断开发动机与变速箱的连接,而传统的自动变速箱则采用了软连接装置——液力变矩器,利用流体的特性缓冲冲击作用。10bet官网中文 2

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3换挡拨片是个什么东西?

  序列式变速箱换挡方式与我们平时常见的大部分手自一体变速箱类似,以换挡拨片为例,手动模式下拨一下左边的拨片就降一个挡,每拨一下右边的拨片就上升一个挡,只不过它的手动换挡功能是通过电子系统来控制,而序列式变速箱是靠机械结构来实现的。

10bet官网中文 4首先我们要明确一点,换挡拨片只是个操作装置。所谓的操作装置,举个例子,手机上的按键、电脑的鼠标、空调的遥控器,一个设计精良的手机音量键可以让操作更舒服,但无法让乐音的音质又提升;好的电脑鼠标可以让你打游戏更舒服,但却不能提高你游戏运行的特效效果;同样换挡拨片可以在你需要的时候方便的手动控制变速箱升降档,但它并不会对变速箱换挡性能本身又任何影响。即便同样装有换挡拨片的双离合变速箱和CVT变速箱其体验也是大相径庭的。10bet官网中文 5

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换挡拨片源于汽车赛事,为了最大限度的缩短每一次换挡的时间,赛车逐渐使用了电子控制的序列式齿轮变速箱。序列式齿轮变速箱其结构本质依然是手动变速箱,但换挡过程则依靠拥有超高精度的电子系统控制,以最大化缩短换挡时间同时避免冲击损坏动力系统。而出现在民用车上的换挡拨片已经有了质的变化,作为一个信号发射按钮,它更多的是为了用户提供一些紧急时刻的选择。10bet官网中文 7

10bet官网中文,  那么为什么序列式变速箱能够在推拉之间实现换挡?为什么换挡时不需要踩离合器呢?又为什么它仅仅被应用在赛车上而民用车不用呢?关于这些问题,还得从它的内部结构说起。

与换挡拨片所标榜的运动性本质上最接近的变速箱自然是双离合变速箱,无论是拉法、P1还是使用PDK的918,超级跑车已全面从手动变速箱转向了高性能双离合变速箱。换挡拨片搭配双离合的组合如同F1一样,大幅缩短了换挡时间,为超级跑车的极致表现提供了有力的支持!当然,即便自动变速箱已经衍生出如此多而优的种类,依然无法让自动变速箱替代手动变速箱!我们将在下篇(6月26日)中继续讨论。

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●序列式变速箱的结构

  在说序列式变速箱的结构之前,我们先来重温一下普通的手动变速箱。普通的手动变速箱是通过拨动换挡杆来选择相应挡位的换挡拨叉,通过换挡拨叉来拨动相应挡位同步器的结合从而实现换挡。因此普通的手动变速箱主要包括换挡杆、换挡拨叉、同步器以及齿轮组。(关于手动变速箱的具体原理,可以点击下面图片链查看相关文章,这里不在赘述)序列式变速箱的结构基本与普通手动变速箱一样,不同的是实现序列式变速箱能在推拉间完成换挡的部件。

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  先来看看两者之间的内部齿轮组,布置方式都一样。不同的是序列式变速箱采用了动力传输较为直接、动力流失较少的直齿式齿轮,相比普通手动变速箱采用的斜齿轮运转冲击以及噪音都更大。对于追求高效率的赛车来说,只要传动效率高,舒适性噪音什么的全部都是浮云。

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●实现推拉间换挡的秘密

  序列式变速箱被广泛应用在赛车上,就是因为它独特的换挡方式。当需要降挡时向前推就能降挡,需要升挡时向后拉即可升挡,车手无需去记住当前所处的挡位,可以将精力更集中在观察路况上;而且相比普通的手动变速箱完全不需要担心会挂错挡,因此大肆受到赛车的喜爱,特别是在拉力赛的赛车上,可以看到这种变速箱被广泛使用。

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  我们知道常见的手自一体变速箱利用换挡拨片模拟手动换挡时,也可以模拟出序列式变速箱的换挡方式,即拨一下左边的拨片降一挡,拨一下右边的拨片升一挡;但它的本质始终还是一台自动变速箱,无法做到像手动变速箱那样随心所欲,那么序列式变速箱又是如何通过机械的方式来实现在推拉间完成换挡的呢?先看下面一个视频:

  上面视频展示的是被称为“旋转棘轮筒”的部件,它就是实现序列式变速箱能够在推拉过程中完成换挡的核心部件。棘轮筒的外表面上有一条一条的凹槽,这些凹槽与换挡拨叉连接,棘轮在旋转的过程中拨叉沿着凹槽一起做往复运动,控制拨叉来回的运动轨迹;通过对凹槽形状的特殊设计,使得棘轮在旋转过程转化成对拨叉的来回拨动,从而实现换挡,不同的凹槽分别对应不同挡位的拨叉,从而实现对不同挡位的控制。

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  序列式变速箱齿轮间距相比普通手动变速箱也更密集,减少拨叉运动路程,以此来压缩换挡时间。同时同步器也换成更简单粗暴的爪式离合器,爪式离合器更大的结合间隙可以允许两个挡位齿轮以较大的转速差进行齿合,因此车手可以做到快踩快抬离合器,进一步压缩换挡速度。

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●序列式变速箱换挡需要踩离合吗?

  序列式变速箱是在手动变速箱的基础上进行了优化,使得换挡速度更快、车手驾驶过程中换挡更加简便快捷,它的本质上还是一台手动变速箱,因此纯机械式的序列式变速箱在换挡过程中还是需要踩离合器的。

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  不过序列式变速箱直齿式齿轮的应用以及密集的齿比设定再配合车手的良好驾驶技术已经足够支持无离合换挡,但同时也会带来较大的冲击;因此我们在看拉力赛过程中车手基本都不需要用到离合器,离合器仅仅用在起步和倒车需要派上用场而已。

  此外一般车手在降挡过程中都会在踩刹车降挡的同时踩下离合并轰一脚油门,维持发动机转速降低换挡冲击,保护变速箱的同时提高换挡速度,也就是我们常说的“跟趾降挡”,感兴趣的网友可看下面的视频:

  最后,为什么序列式变速箱没有广泛应用的民用车上,是因为序列式变速箱对零部件材料要求高(足以承受大的换挡冲击)、造价高、换挡是带来的强大冲击(无法舒适)、对换挡时机的要求高等等,这些都都阻碍着序列式变速箱在民用车上的大范围应用。一般普通的序列式变速箱几万、十几万,甚至几十万,而且通常一个赛季下来,整个变速箱就报废了;也只有在烧钱的赛车上才承受得起这么高的成本,应用在民用车上很不科学。

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● 总结

  序列式变速箱独特的机械结构让它可以实现更快的换挡速度,旋转棘轮筒的运用让它可以实现前推升挡和后拉降挡的换挡模式,这让车手在激烈的比赛中能够更专心在线路的选择上,而不需要时刻去记住当前所处的挡位数。现在常见的拨片换挡以及自动挡车型的手动换挡模式,都是采用前推升挡后拉降挡的换挡方式,实际上这些都是来源于序列式变速箱,只不过它们实质上是一台自动变速箱,手动换挡的控制逻辑是由电子模块控制。(图/文:太平洋汽车网 林锡希)

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