在推拉間完成換擋 賽車序列式變速箱解析

　　【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】在一場爭奪激烈的汽車比賽中，任何一點(diǎn)點(diǎn)的時(shí)間耽誤都可能讓你被對(duì)手所超越，正確的走線、恰到好處的換擋時(shí)機(jī)等等一系列因素都能輕易扭轉(zhuǎn)整場比賽的最終結(jié)果。除了車手要具備優(yōu)秀的駕駛技術(shù)外，車隊(duì)技師提供良好的硬件設(shè)備以及軟件支持也是關(guān)鍵因素。因此從賽事中也誕生了“跟趾換擋”、“偏時(shí)點(diǎn)火”以及“雙離合變速箱”等等一系列新名詞，這次我們要認(rèn)識(shí)的也是從賽車中走出來的并且廣泛應(yīng)用在各種賽車中的一種變速箱--序列式變速箱。

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● 什么是序列式變速箱？

　　序列式變速箱也被稱為序列式手動(dòng)變速箱，與普通手動(dòng)變速箱的換擋方式不同，它是通過向后拉或者向前推擋把來完成升擋和降擋；由于每撥一次擋把只能變換一個(gè)擋位、逐擋加減，因此被稱為序列式變速箱。

　　序列式變速箱換擋方式與我們平時(shí)常見的大部分手自一體變速箱類似，以換擋撥片為例，手動(dòng)模式下?lián)芤幌伦筮叺膿芷徒狄粋€(gè)擋，每撥一下右邊的撥片就上升一個(gè)擋，只不過它的手動(dòng)換擋功能是通過電子系統(tǒng)來控制，而序列式變速箱是靠機(jī)械結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。

　　那么為什么序列式變速箱能夠在推拉之間實(shí)現(xiàn)換擋？為什么換擋時(shí)不需要踩離合器呢？又為什么它僅僅被應(yīng)用在賽車上而民用車不用呢？關(guān)于這些問題，還得從它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)說起。

● 序列式變速箱的結(jié)構(gòu)

　　在說序列式變速箱的結(jié)構(gòu)之前，我們先來重溫一下普通的手動(dòng)變速箱。普通的手動(dòng)變速箱是通過撥動(dòng)換擋桿來選擇相應(yīng)擋位的換擋撥叉，通過換擋撥叉來撥動(dòng)相應(yīng)擋位同步器的結(jié)合從而實(shí)現(xiàn)換擋。因此普通的手動(dòng)變速箱主要包括換擋桿、換擋撥叉、同步器以及齒輪組。（關(guān)于手動(dòng)變速箱的具體原理，可以點(diǎn)擊下面圖片鏈查看相關(guān)文章，這里不在贅述）序列式變速箱的結(jié)構(gòu)基本與普通手動(dòng)變速箱一樣，不同的是實(shí)現(xiàn)序列式變速箱能在推拉間完成換擋的部件。

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　　先來看看兩者之間的內(nèi)部齒輪組，布置方式都一樣。不同的是序列式變速箱采用了動(dòng)力傳輸較為直接、動(dòng)力流失較少的直齒式齒輪，相比普通手動(dòng)變速箱采用的斜齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)沖擊以及噪音都更大。對(duì)于追求高效率的賽車來說，只要傳動(dòng)效率高，舒適性噪音什么的全部都是浮云。

【序列式變速箱結(jié)構(gòu)】

● 實(shí)現(xiàn)推拉間換擋的秘密

　　序列式變速箱被廣泛應(yīng)用在賽車上，就是因?yàn)樗?dú)特的換擋方式。當(dāng)需要降擋時(shí)向前推就能降擋，需要升擋時(shí)向后拉即可升擋，車手無需去記住當(dāng)前所處的擋位，可以將精力更集中在觀察路況上；而且相比普通的手動(dòng)變速箱完全不需要擔(dān)心會(huì)掛錯(cuò)擋，因此大肆受到賽車的喜愛，特別是在拉力賽的賽車上，可以看到這種變速箱被廣泛使用。

　　我們知道常見的手自一體變速箱利用換擋撥片模擬手動(dòng)換擋時(shí)，也可以模擬出序列式變速箱的換擋方式，即撥一下左邊的撥片降一擋，撥一下右邊的撥片升一擋；但它的本質(zhì)始終還是一臺(tái)自動(dòng)變速箱，無法做到像手動(dòng)變速箱那樣隨心所欲，那么序列式變速箱又是如何通過機(jī)械的方式來實(shí)現(xiàn)在推拉間完成換擋的呢？先看下面一個(gè)視頻：

【旋轉(zhuǎn)棘輪筒工作原理】

　　上面視頻展示的是被稱為“旋轉(zhuǎn)棘輪筒”的部件，它就是實(shí)現(xiàn)序列式變速箱能夠在推拉過程中完成換擋的核心部件。棘輪筒的外表面上有一條一條的凹槽，這些凹槽與換擋撥叉連接，棘輪在旋轉(zhuǎn)的過程中撥叉沿著凹槽一起做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，控制撥叉來回的運(yùn)動(dòng)軌跡；通過對(duì)凹槽形狀的特殊設(shè)計(jì)，使得棘輪在旋轉(zhuǎn)過程轉(zhuǎn)化成對(duì)撥叉的來回?fù)軇?dòng)，從而實(shí)現(xiàn)換擋，不同的凹槽分別對(duì)應(yīng)不同擋位的撥叉，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同擋位的控制。

　　序列式變速箱齒輪間距相比普通手動(dòng)變速箱也更密集，減少撥叉運(yùn)動(dòng)路程，以此來壓縮換擋時(shí)間。同時(shí)同步器也換成更簡單粗暴的爪式離合器，爪式離合器更大的結(jié)合間隙可以允許兩個(gè)擋位齒輪以較大的轉(zhuǎn)速差進(jìn)行齒合，因此車手可以做到快踩快抬離合器，進(jìn)一步壓縮換擋速度。

● 序列式變速箱換擋需要踩離合嗎？

　　序列式變速箱是在手動(dòng)變速箱的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化，使得換擋速度更快、車手駕駛過程中換擋更加簡便快捷，它的本質(zhì)上還是一臺(tái)手動(dòng)變速箱，因此純機(jī)械式的序列式變速箱在換擋過程中還是需要踩離合器的。

　　不過序列式變速箱直齒式齒輪的應(yīng)用以及密集的齒比設(shè)定再配合車手的良好駕駛技術(shù)已經(jīng)足夠支持無離合換擋，但同時(shí)也會(huì)帶來較大的沖擊；因此我們?cè)诳蠢愡^程中車手基本都不需要用到離合器，離合器僅僅用在起步和倒車需要派上用場而已。

　　此外一般車手在降擋過程中都會(huì)在踩剎車降擋的同時(shí)踩下離合并轟一腳油門，維持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低換擋沖擊，保護(hù)變速箱的同時(shí)提高換擋速度，也就是我們常說的“跟趾降擋”，感興趣的網(wǎng)友可看下面的視頻：

　　最后，為什么序列式變速箱沒有廣泛應(yīng)用的民用車上，是因?yàn)樾蛄惺阶兯傧鋵?duì)零部件材料要求高（足以承受大的換擋沖擊）、造價(jià)高、換擋是帶來的強(qiáng)大沖擊（無法舒適）、對(duì)換擋時(shí)機(jī)的要求高等等，這些都都阻礙著序列式變速箱在民用車上的大范圍應(yīng)用。一般普通的序列式變速箱幾萬、十幾萬，甚至幾十萬，而且通常一個(gè)賽季下來，整個(gè)變速箱就報(bào)廢了；也只有在燒錢的賽車上才承受得起這么高的成本，應(yīng)用在民用車上很不科學(xué)。

● 總結(jié)

　　序列式變速箱獨(dú)特的機(jī)械結(jié)構(gòu)讓它可以實(shí)現(xiàn)更快的換擋速度，旋轉(zhuǎn)棘輪筒的運(yùn)用讓它可以實(shí)現(xiàn)前推升擋和后拉降擋的換擋模式，這讓車手在激烈的比賽中能夠更專心在線路的選擇上，而不需要時(shí)刻去記住當(dāng)前所處的擋位數(shù)?，F(xiàn)在常見的撥片換擋以及自動(dòng)擋車型的手動(dòng)換擋模式，都是采用前推升擋后拉降擋的換擋方式，實(shí)際上這些都是來源于序列式變速箱，只不過它們實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)自動(dòng)變速箱，手動(dòng)換擋的控制邏輯是由電子模塊控制。（圖/文：太平洋汽車網(wǎng) 林錫希）

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