為什麼民用車不用序列變速箱?

好像序列變速箱只在賽車裡使用,換擋迅速,沒有動力損失。有這麼大優點為什麼不在民用車裡使用?它有什麼缺點嗎?


序列式變速箱(下稱SMG)在摩托車中廣泛應用,所以題主的命題不成立。
看了樓上的幾位的回答,感覺實在忍不住了,帶著那麼多誤解那麼多的人云亦云。
總結起來有以下幾個誤區。
1、SMG換檔不需要離合器。SMG行駛中「換檔不需要離合器」是競賽場合駕駛人員的超高操作技術和電子設備輔助帶來的,而不是SMG變速箱本身帶來的。estion/24446923/answer/39855333參見其中MT車的無離合器換檔和用SMG用離合器換檔的視頻
2、SMG、AMT混為一談。電控化的SMG確實是AMT,但是AMT絕大部份不是電控的SMG。後面會講到真正的電控SMG只有寶馬的SMG II。。
3、生產成本高。這種誤解是SMG在高端競賽場合的應用和特殊定製造成的。SMG的結構、加工工藝都比同等級的MT要簡單,沒有理由成本更高。再說廣泛應用SMG的摩托車很貴嗎?詳見:estion/24446923
4、耐久性差。這種誤解也是來源於競賽場合極端減輕重量造成的。哪怕是國產的摩托車,變速器出故障的概率也遠小於發動機。在實際的維修經驗中,就算變速器出了問題,也多是換舊車的舊件。

為什麼摩托車要用SMG?因為駕駛摩托車已經沒有手來換檔了,所以只用腳來換檔,用腳來換檔。腳沒有手靈活,為了防止錯檔,用機械結構來保證只能逐檔加減。同時摩托車的輸出扭矩較小,齒輪較輕,用牙嵌式離合器就可以完成換檔,還能保證壽命。
為什麼一般汽車不用SMG?1、因為操作問題難度大。本質上,競賽場合用的SMG是沒有同步器的MT。要平順無衝擊的換檔,需要配合」兩腳離合」換檔,一腳回到解放前。如果為了換檔速度,直接換檔衝擊大,搞得不好還有打齒聲音。要用SMG準確快速的換檔必要精確的控制發動機的轉速。這是一般駕駛者難以輕鬆具備的。2、難以自動化。本質上,SMG是沒有同步器的MT。實現AMT的難度都會在自動化SMG上出現。比如離合器控制問題、換檔頓錯、換檔時間不正確,換檔時發動機轉速匹配等問題。SMG帶來的那一點控制式上的方便,也就被自動化控制離合器的難度蓋過了。3、需不需要同步器?SMG最大的優點就是用牙嵌式離合器的衝擊換檔省掉了同步器的換檔同步時間。衝擊在民用車上是不可接受的。那麼SMG使用普通MT使用的同步器,換擋時間又和普通MT沒有競爭優勢。如果使用多錐環同步器,製造成本和箱體體積重量又上去了。

下面分析幾個基礎性的問題。
1、什麼是SMG?
SMG是用機械結構保證只能遞增或遞減換檔(含可以直接退空檔)的手動變速箱(下稱MT)。
套用這個定義,電控化的SMG是確實是AMT,但是AMT絕大部分不是SMG。常見的誤解有認為Audi R8使用的R tronic是序列式變速箱。上圖是左軸測視圖,下圖是右軸測視圖。


該變速箱布置兩根撥叉軸,選檔換檔機構都在。機械結構保證可以進任意檔!另外注意,換檔滑套和齒輪之間還有黃澄澄的同步器,換檔時間受同步器的效能限制。所謂的順序換檔只不過是電控機構保證的。那AUDI R8是怎麼縮短換檔時間的?1、用耐磨耐高溫的同步錐環的材料。2、用多錐環結構增加同步力矩。3、提高液壓機構壓力,提高換檔力。4、利用電控手段,控制發動機轉速進行同步。
也有人說名爵MG3的AMT是序列式。再看圖。


下面那個圖片都說了,「機器手」,為你自動選換檔。從結構上也沒有保證順序換檔。

下面那個圖片都說了,「機器手」,為你自動選換檔。從結構上也沒有保證順序換檔。
真正電控化的SMG只是寶馬的SMGII。看圖。

寶馬SMGII用這樣一個轉鼓來保證序序式換檔。為什麼這種結構能保證順序換檔呢,後面再講到。

寶馬SMGII用這樣一個轉鼓來保證序序式換檔。為什麼這種結構能保證順序換檔呢,後面再講到。
2、SMG的一般結構
SMG的齒輪布置和MT一樣從上到下依次是三軸式SMG、三軸式MT(請忽略掉副箱的相關結構)、兩軸式SMG、兩軸式MT

2、保證順序換檔的機械結構。SMG的操縱機構是由一個撥叉鼓(機械設計上把這種結構叫做凸輪)和幾個套有滑動撥叉軸的撥叉軸組。先請看一下結構簡圖。

2、保證順序換檔的機械結構。SMG的操縱機構是由一個撥叉鼓(機械設計上把這種結構叫做凸輪)和幾個套有滑動撥叉軸的撥叉軸組。先請看一下結構簡圖。

野獸派的結構簡圖。之後是實物圖。

野獸派的結構簡圖。之後是實物圖。

3、SMG的換檔工作方式。

3、SMG的換檔工作方式。
為了節省掉同步器的同步時間,SMG用結構簡單工作粗暴的爪式離合器取代了同步器。爪式離合器通常有比較大的接合間隙,使得兩個檔位齒輪轉速有較大差別時也能衝擊性的接合;同時也帶了舒適性、衝擊磨損(碎屑)、耐久性,換檔力大等問題。從本質上講SMG就是無同步器的MT,需要很高的操作水平。這也是限制SMG在乘用車上應用的因素。請看爪式離合器的工作方式:

動圖請點

動圖請點http://www.csa.com/discoveryguides/auto/images/fig26.gif
再來一張狗牙的特寫


這上是大名頂頂的Xtrac生產經過使用的序列箱。說序列箱是只有直齒可以閉嘴了。
另外 ople/8e20d54576aff0cce7c07ebcf153b30c 變速換檔除了少數的倒檔1檔是直接推運直齒齒輪換檔外,其它所有的檔位都是滑套來換檔。不存在什麼直齒好換檔,斜齒咬得緊不易換檔的說法。


我做過兩年賽車,說說序列變速箱的優缺點吧
優點
快速,F3方程式的變速箱全油門的情況下換擋,換擋時間是0.05s左右,這有兩點,一快,二全油門也能換(MT就無奈了,全油門的情況下,斜齒咬合很緊,序列是直齒)。
直接,因為是直齒,轉換非常快速(相對斜齒)。
輕量化,因為零部件相對MT和AT和DCT比起來少,結構簡單可靠,同時也帶來了輕量化,至於可以更換齒比,普通的MT也能做到,不過序列當,買的時候都會送齒輪的,高速賽道的速比和低俗賽道的速比,或者你覺得都不合適,自己設計一個,都可以,跟sadev,x-trac說,他們可以給你定製。順便說一句,SADEV是序列擋的大戶
缺點
衝擊。大家都好理解,換擋過程就是純金屬撞擊,中間的dog ring上面的小凸台和齒輪側面的小凸台,撞擊,裝進去卡住就換好了擋,沒有任何緩衝。
磨損大。因為直接撞擊,所以dog ring(可以理解為同步器)和齒輪磨損都非常大,齒輪倒不是齒面磨損,而是側面結合凸台磨損,所以1000km換那種常用擋齒輪,比如3,4,5齒輪,和3,4,5擋的dog ring,跑完一個賽季,6站比賽,齒輪箱幾乎除了箱體還在,其他的都換完了,相當於又一個新的變速器。
雜訊。 因為直齒傳動和換擋機構切換過程的暴力,怠速過程會有咔噠咔噠的聲響,因為dog ring的凸台和齒輪側面的凸台有明顯的間隙,齒輪因為發動機轉速不穩定而轉速不穩,dog ring 因為自身慣性,會有延遲。
昂貴。主要是材料處理加工工藝都太牛逼了,所以成本下不來,而且產量很少,所以單價貴。


還有補充一句,樓主,MT的傳動效率可不比序列差,序列也有動力損失,可以去查機械手冊,比較下直齒傳動和斜齒傳動的效率。至於為何不在民用車上用,我覺得我的答案應該能給你解答了。


您說的非常正確,序列變速箱換擋迅速,動力損失很小,而且非常輕量化、小巧化。

能否成為民用車上的裝備,不僅僅看性能,同時也要考慮購買、使用成本,包括舒適性。

序列變速箱由於採用大量的輕量化材質,並有極高的自由調校功能,因此在製造上無法大批量生產,同時生產成本非常高。比如被公認最好的英國產序列變速箱 X-trac單個售價在30萬左右(一般CTCC裝備級別)。

序列檔和普通的變速箱在齒輪上有所區別。序列檔用直齒,普通變速箱用的是斜齒;直齒在換擋過程中的咬合更加迅速,但問題也很明顯,不如斜齒那般有一定的緩衝,因此換擋的平順性幾乎沒有。比如1檔到7000轉,掛入2檔,全油門,這時候產生的瞬間推背感如同連人帶座椅被狠狠地推了一把,不過換擋時的金屬撞擊聲非常帶勁。

其實民用車上也用過序列檔,那種10萬以內的AMT(如賓士SMART上用的)就不說了,現在幾乎絕跡(摩托車的變速箱技術),部分高性能跑車就用過序列檔,如BMW E90/E92之前的M3,自動擋版本採用SMG半自動變速箱;AUDI的R8在上一代也採用R tronic序列變速箱,包括LAMBORGINI也匹配過。這些序列變速箱與競技序列相比最大的不同在於它們都是被大量電子化設備所控制,很聰明,有多種模式可以調節,但不如競技式序列檔那般的直接、純粹。

這是我個人對於競技序列變速箱的一些淺顯認識,與您分享。


當年MR2第三代就開始用SMG了。不過據說反饋並不好。



寶馬M5


我的夢想就是買車後改裝序列式變速箱。
缺點啊,序列式變速箱除了起步以外換擋不用離合,那平順性幾乎沒有,耐用性也值得擔憂。


序列變速器可以看作是通過狗牙齒換擋的mt,節省了換擋時間。乾式dct的傳動效率基本等於序列式,只要提高換擋速度性能等於序列式。民用貨車和公交車也是可以不踩離合換擋,只不過要等發動機轉速合適才掛擋,不像狗牙齒那麼快硬掛擋,所以同步器壽命很長;乾式雙mt雙離合的離合器可以代替序列式的狗牙齒衝擊式結合,換擋性能差不多一樣。


這種一般低檔車或者很高檔的車才會用,低的比如奇瑞瑞虎AMT。
低檔的就換擋慢點,頓挫感強點。


推薦閱讀:

TAG:汽車 | 變速箱 | 自動擋 |