机械序列式变速箱(自齿变速箱)原理.doc

序列式变速箱很多车友选择手动档的主要原因是手动档操控性强，而且会说赛车手大部分都是手动变速箱，可见手动变速箱更适合精准的操控。可实际上，赛车使用手动变速箱都是老黄历了，很多“发烧”的车队，会为赛车装备序列式直齿变速箱。那什么是序列式变速箱？有什么优缺点？为什么主要用在赛车中？序列式变速箱(SEQUENTIAL Manual Gearbox ) 全称序列式手动变速箱 也称直齿变速箱。它区别于H档变速箱的只是操作方法，加档和只需要前后推拉排挡杆就可以完成降档和加档。而不是自动换档。序列式变速箱的变速原理和直齿变速箱一样，最大分别是序列式变速箱在换挡时只须简单地推上或拉下排挡杆，这设计不但加快了换挡速度，更大大减低了换错挡的可能(在比赛中换错挡的后果往往是发动机因转速过高而爆缸)，因此直牙(齿)变速箱和序列式变速箱对分秒必争的专业比赛是有一定帮助的。一般的H档（就是各个档位的排列像个字母H）：1-3-5 N2-4-R序列式变速箱区别于我们通常见到的“H”挡变速箱（就是我们俗称的手动变速箱），序列式直齿变速箱排挡杆只能前推后拉，拉一下加一挡推一下减一挡，有点类似很多手自一体的手动部分。或者，如果你开过摩托车，也应该熟悉很多摩托车的档位，一踩五勾：向下踩一下是一档，空档位于1档和2档中间，过了空档向上勾是2、3、4、5档：65432N (一踩五勾)1在激烈的比赛中，车手操作传统手动档变速箱很容易在5挡减4挡时候减2挡，使发动机超转，然后随着排气的一阵白烟，发动机报销。一般的H档（5到4很容易不小心拉到2）：1-3-5 N2-4-R而序列式变速箱就能从根本上避免换档失误。序列式变速箱的换档方式简单的说就是一推五拉:RN123456离合器只在比赛开始起步的时候用一下，其余的赛程中，车手只需要左脚刹车，右脚油门就可以了，闪电般的换挡速度和简便的操作模式，在避免车手换错挡的同时，更可以免去右脚刹车同时要去点油门做“跟趾”动作的麻烦，节省了很多体力的同时还可以让车手把更多的注意力放到控制赛车的方向盘上，从而实现更精准的车辆操控。序列式换档的机械原理：顺序式手动变速器顺序换档的核心部件是旋转棘轮筒。 如下图所示：可以看出筒上切了许多凹槽。 这些凹槽所起的作用是：如果筒远离变速器的挡位，这些凹槽将控制标准控制杆。如果筒靠近挡位，这些凹槽将直接移动换挡拨叉，而不需要使用任何控制杆。因此，当移动换挡杆时，它会将筒旋转一个增量（例如50度）。 这种旋转会使变速器根据筒上的凹槽移动连杆或拨叉，从而更换挡位。由于筒的原因，必须依次进行换挡。 不能跳跃式换挡，如从一挡换到三挡。 换到低速挡时也同样如此。 这套系统的好处在于，换挡时不会出错。 始终只能换到下一挡。几乎所有装配手动变速器的赛车都采用顺序方案，而不是H档。 选择这一方案主要有四个原因：1)顺序式换挡比较快。 例如，在H模式上从二挡换到三挡时，必须上下反复推换挡杆。 这很花时间。 而在顺序式变速器上，只需在每次换挡时向上推换挡杆。2)顺序式换挡具有一致性。 您无需想着“看一下，我在二挡，我必须上下反复推才能换到三挡”。 您只要简单向前推换挡杆即可，每次换挡的动作都相同。3)手柄位置一致。 使用H形换挡时，换挡杆的位置会不断变化，因此必须根据要换的挡位决定手放置的位置。而使用顺序式变速器时，每次换挡时换挡杆始终在相同的位置上。4)顺序式换挡不会出现意外情况。 如果在赛车上使用H形换挡时出错（例如，原打算升到四挡，却向下降到了二挡），发动机可能会爆炸。 而使用顺序式变速器则决不会发生这种情况。另一个优势在于，顺序式换挡杆占用赛车驾驶舱的空间更少。 它只需为换挡杆的向前、向后装置提供空间，不需要为向左、向右装置提供空间。序列式波箱的操作方法如下：1 离合器只在起步和停车时候使用2 起步前，踩离合，拉一下排挡杆进1档，加油慢抬理合，车子起步3 起步之后，如需加档，快速轻抬油门（其实就是踩油门的脚“抖”一下而已），同时拉一下排挡杆，进2档，继续踩油门加速，相同方法近3档，4档，5档。4 当车驶至弯前刹车点时，由于不需要左脚去操作离合器踏板因此可以用左脚刹车（右脚从油门踏板抬开，再踩到刹车踏板上之间会有半秒左右的时间是油门刹车全不踩的，这样的空闲时间叫惰性时间。较长的惰性时间对车手成绩会有影响而左脚刹车可以避免惰性时间），同时右脚松开油门。当车慢到你想要的速度以后，开始做降档补油的动作推一下排挡降至4档，同时在推的过程里面，用右脚去“拍”一下油门踏板，拍的深度是油门行程的20%，这个动作叫 THROTTLE BLIP，同时保持刹车，继续推一下已经自动回位的排挡杆到3档同时BLIP，相同方法到2档，这时车已经行至进弯点，松刹车同时打方向进弯。综上所述，我们可以清楚地看到，SEQUENTIAL Manual Gearbox 不是不需要离合器，而转档时不用离合器是由于序列式波箱的设计原因。如果不理解的话，骑一下摩托车就知道了。因为摩托车上用的就是序列式直牙波箱。当然，以上所说的是传统式机械式序列波箱，而电子序列波箱就会设计的更精密，有一种是在波箱上装有传感器，加档时候由传感器提供给电脑，电脑以瞬间切断点火电路的方式完成“抖”油门的动作（POWER CUT）。这套系统在雷诺2000方程式赛车和宝马方程式赛车上广泛应用。而针对类似WRC赛车来说，他们所用的SEQUENTIAL Manual Gearbox 是可以自动完成POWER CUT之外，还可以由电脑瞬间加大喷油量完成THROTTLE BLIP动作的。而所说的“油门和离合器其实是连在一起的，松掉油门离合就下去”是不成立的。想想看，驾校不允许我们开车时候踩着离合器滑行车辆，为的就是充分地利用发动机的“牵制力” ENGING BRAKE POWER帮助车辆减速，减少刹车系统负担，缩短制动距离。而针对于更加要求充分利用ENGING BRAKE POWER的赛车来说，这种设计是绝对不可能的。何况拉力赛中，车手需要利用收放油门的动作，借助发动机牵引力造成车身的重量转移，以调整车身动态平衡。如果松开油门相当于踩下离合的话。这样的驾驶技术将无法使用了。何况如果松松油门同时就踩下离合器的话，那么那套离合器绝对应付不了整个赛段的比赛，频繁地为了同步压盘和从动盘的转速造成压盘和从动盘之间产生摩擦.轻则是在赛段结束前，离合器开始打滑，损失动力，让赛车只“喊”不“走”，重则烧毁离合器，迫使车手退赛。而且赛车为了追求低动力损失，连传动齿轮都换成了直齿，更不可能使用损失动力超过斜齿传动齿轮的液力变矩器来取代传统的压盘式离合器。相反，会更换多片式的离合器以负担更大的功率和扭力输出。改装直牙(齿)变速箱或序列式变速箱直齿变速箱其实并不是什么高科技的东西，因为从前的变速箱都是直齿的(现在在老款的货车和摩托车上都可以见到)，直齿变速箱被淘汰的原因是在换挡时动作比较突兀(当然很大程度上在于驾驶员的技术)和噪音偏高，影响了乘坐舒适感。现代汽车的变速箱因采用了斜齿设计并加装了同步器，降低了换挡时的顿挫感(对驾驶员的技术要求较低)和变速箱的噪音，但却带来了换挡速度较慢和动力流失较大等负面影响(对飙车一族而言)，而这正是赛车使用直齿变速箱的原因。但在民用改装车上这些优势便并不明显了。以序列式变速箱为例，在WTCC(世界房车锦标赛)中赛例规定使用序列式变速箱的赛车须加重25kg，而除了BMW外其它车队都选择使用序列式变速箱，结果是BMW拿到了去年的WTCC冠军，由此可以推算在BMW眼中序列式变速箱抵不了25kg的重量(当然BMW也很有信心他们的车手不会入错挡)，而一般经验是+/-25kg在长4.3公里的珠海赛道上对赛车的圈时只有少于1秒的影响力，但那比赛用的序列式变速箱价格却超过一台广本雅阁! 而在民用车上要减少25kg是很容易的, 光把车子行李厢内的杂物扔掉可能都不止这个数字。说了那么多是想让车迷朋友们明白，赛车的改装是(在赛例容许的情况下)无所不用其极的，大家不要不加消化便把一些专业比赛的改装理念硬搬来用。KAPS推出的翼豹序列式变速箱套件：序列式直齿变速箱现在很难普及的原因：序列式手排變速箱成本不會比較高 耐用度也頗高 優點是行程超短 不普及是因為比較不方便 一般手排車原本在3檔時要停等紅燈 只消輕推半下便回到空檔 序列式顧名思義就要照順序來啦 一樣3檔時要停等紅燈 麻煩請向前推3下才到空檔 因為競技車不用考慮走走停停的問題 加上行程超短的優點所以才會裝滴补充一点序列式换档的机械原理：顺序式手动变速器顺序换档的核心部件是旋转棘轮筒。 如下图所示：可以看出筒上切了许多凹槽。 这些凹槽所起的作用是：如果筒远离变速器的挡位，这些凹槽将控制标准控制杆。如果筒靠近挡位，这些凹槽将直接移动换挡拨叉，而不需要使用任何控制杆。这似乎是一种更加普遍的技术，因为它需要的零件较少，结构比较紧凑。因此，当您移动换挡杆时，它会将筒旋转一个增量（例如50度）。 这种旋转会使变速器根据筒上的凹槽移动连杆或拨叉，从而更换挡位。由于筒的原因，必须依次进行换挡。 不能跳跃式换挡，如从一挡换到三挡。 换到低速挡时也同样如此。 这套系统的好处在于，换挡时不会出错。 始终只能换到下一挡。几乎所有装配手动变速器的赛车都采用顺序方案，而不是H形。 选择这一方案主要有四个原因：1)顺序式换挡比较快。 例如，在H模式上从二挡换到三挡时，必须上下反复推换挡杆。 这很花时间。 而在顺序式变速器上，只需在每次换挡时向上推换挡杆。2)顺序式换挡具有一致性。 您无需想着“看一下，我在二挡，我必须上下反复推才能换到三挡”。 您只要简单向前推换挡杆即可，每次换挡的动作都相同。3)手柄位置一致。 使用H形换挡时