為什麼序列式變速箱價格很高?
02-06
序列式變速箱造價低於同檔位數同齒輪等級的手動變速箱。
大多數摩托車都是使用的序列式變速箱,摩托車很貴嗎?造成「序列式變速箱價格很高」這種誤解是因為序列式變速箱(下稱SMG)的高端應用場合造成的。論點一:SMG的齒輪布置結構和手動變速箱(下將手動變速箱稱MT)一樣。看圖。從上至下依次是三軸式SMG、三軸式MT(請忽略副箱的相關機構)、兩軸式MT、兩軸式SMG。
從上至下依次是三軸式SMG、三軸式MT(請忽略副箱的相關機構)、兩軸式MT、兩軸式SMG。論點二:SMG與MT的本質區別在於變速箱操縱機構。MT的操縱機構是多H結構,需要多個撥叉軸。看圖。而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成(裝配好的圖見第四張圖,兩張圖片不是同一個變速器。只為了說明結構)。看圖。
SMG的操縱機構相較於MT,零部件更少,操作更加明了直觀,不易錯檔,但是檔位只能遞增(減)不能選擇任意檔位。論點三:為了最大程度的降低換檔時間,SMG用爪式離合器(Dog clutch 牙嵌式離合器 俗稱狗牙)取代了MT的同步器,SMG本質上成了非同步變速器。為了節省掉同步器的同步時間,SMG用結構簡單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,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:http://www.csa.com/discoveryguides/auto/images/fig26.gif 好像傳不上動圖。只能直接給連接了。舒適性、衝擊磨損(碎屑)問題顯而易見。為了滿足競賽時的耐久性問題,爪式離合器和齒輪都必須用高強度材料製作。換檔力大通常用較長的換檔槓桿和氣動油動電動控制方式來解決。盧家駿的座騎,檔桿和方向盤一般高一方面是加大換檔力臂,另一方面減少離手的距離。也可以用氣動助力比如下面這種。
剖視圖請注意檔桿下方兩個氣閥孔。結合上面三個論點,我們可以得出結論:同檔位數同齒輪等級變速箱,SMG比MT有更簡單的結構,更簡單的加工工藝。所以序列式變速箱造價低於同檔位數同齒輪等級的手動變速箱。論點四: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。無離合器換檔需要掌握非常精確的換當時機和精確的發動機轉速控制,與變速箱是不是SMG沒有關係。加檔時,由於變速箱的減速比變小,需要降低發動機轉速來同步;反之減檔時,就要增加發動轉速來同步。請看下面這個兩視頻。一般的MT也能做到。不踩離合器換擋的技巧視頻天津范好有味道。開大翻 重汽豪卡 不踩離合器掛1——10檔視頻東北范好有味道
手動車無離合換擋視頻合肥牛人公交司機無離合換檔!視頻這位師傅都只演示了無離合加檔,沒有演示無離合減檔,或許是還沒有悟到減檔需要補油的這個要領吧,所以高超技藝需要一定的理論支持。不踩離合換擋—nga視頻這位就打齒了。
對於F1這個水準的車,加減檔的轉速控制已經完全交給發動機ECU,使得SMG更容易換檔,從而省掉了離合器的使用。當然SMG也是可以運用離合器來換檔。請看這個視頻。
近距離感受跟趾震撼魅力視頻檔桿向前推為減檔,向後拉為加檔,說明該車是SMG;加檔時輕踩了離合,略鬆了一點油門;減檔時重踩了離合,同時跟趾補油提高發動機轉速,完成同步。可以注意下這位車手無論是加檔點,還是減檔點的轉速都是一樣的,完美的肌肉記憶Muscle memory背後是無數次的練習。當然SMG也可以不用離合器進行換檔。下面這個視頻車手就沒有踩過離合器(不排除離合器被放到方向盤上用手操作)。不過28秒的旁白也說了,那是少數幾個使用左腳剎車的車手。狗齒變速箱無離合升降檔 左腳剎車視頻變速器的尖叫巨大,請注意2:05秒前後連續減檔的補油聲音。WRC(世界汽車拉力錦標賽)01視頻參考資料
[1]Car Bibles : The Car Transmission Bible[2]http://www.multibody.net/teaching/msms/students-projects-2012/development-of-a-multibody-model-of-a-sequential-manual-transmission-for-motorcycles/[3]Automotive Transmissions, ProQuest Discovery Guides還有http://cn.Bing.com的幫助,google用不啊。。。。。。。。。先上圖。
序列式變速箱的離合器只在起步時使用,平時換擋離合器不動作,相當於直接把一檔的齒輪直接塞入下一檔,因此對材料強度的要求高,價格昂貴。
插一腳補充一下樓上所說的變速器尖叫巨大問題,除了賽車使用了序列式變速器齒輪採用直齒設計外,還因為賽車的終傳比齒輪也採用的是直齒而非一般家用車的斜齒設計。直齒相較於斜齒的主要好處簡要可概括為動力傳輸較為直接,不會產生軸向力,缺點為運轉衝擊大,噪音大。斜齒的好處為耦合度高,運轉平穩衝擊小。所以有時候在採用手動變速箱的賽車上也可以聽到類似的尖叫聲。
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