在推拉間完成換擋 賽車序列式變速箱解析

　　【太平洋汽車網 技術頻道】在一場爭奪激烈的汽車比賽中，任何一點點的時間耽誤都可能讓你被對手所超越，正確的走線、恰到好處的換擋時機等等一系列因素都能輕易扭轉整場比賽的最終結果。除了車手要具備優秀的駕駛技術外，車隊技師提供良好的硬件設備以及軟件支持也是關鍵因素。因此從賽事中也誕生了“跟趾換擋”、“偏時點火”以及“雙離合變速箱”等等一系列新名詞，這次我們要認識的也是從賽車中走出來的并且廣泛應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變速箱，與普通手動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常見的大部分手自一體變速箱類似，以換擋撥片為例，手動模式下撥一下左邊的撥片就降一個擋，每撥一下右邊的撥片就上升一個擋，只不過它的手動換擋功能是通過電子系統來控制，而序列式變速箱是靠機械結構來實現的。

　　那么為什么序列式變速箱能夠在推拉之間實現換擋？為什么換擋時不需要踩離合器呢？又為什么它僅僅被應用在賽車上而民用車不用呢？關于這些問題，還得從它的內部結構說起。

● 序列式變速箱的結構

　　在說序列式變速箱的結構之前，我們先來重溫一下普通的手動變速箱。普通的手動變速箱是通過撥動換擋桿來選擇相應擋位的換擋撥叉，通過換擋撥叉來撥動相應擋位同步器的結合從而實現換擋。因此普通的手動變速箱主要包括換擋桿、換擋撥叉、同步器以及齒輪組。（關于手動變速箱的具體原理，可以點擊下面圖片鏈查看相關文章，這里不在贅述）序列式變速箱的結構基本與普通手動變速箱一樣，不同的是實現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力傳輸較為直接、動力流失較少的直齒式齒輪，相比普通手動變速箱采用的斜齒輪運轉沖擊以及噪音都更大。對于追求高效率的賽車來說，只要傳動效率高，舒適性噪音什么的全部都是浮云。

【序列式變速箱結構】

● 實現推拉間換擋的秘密

　　序列式變速箱被廣泛應用在賽車上，就是因為它獨特的換擋方式。當需要降擋時向前推就能降擋，需要升擋時向后拉即可升擋，車手無需去記住當前所處的擋位，可以將精力更集中在觀察路況上；而且相比普通的手動變速箱完全不需要擔心會掛錯擋，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換擋時，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；但它的本質始終還是一臺自動變速箱，無法做到像手動變速箱那樣隨心所欲，那么序列式變速箱又是如何通過機械的方式來實現在推拉間完成換擋的呢？先看下面一個視頻：

【旋轉棘輪筒工作原理】

　　上面視頻展示的是被稱為“旋轉棘輪筒”的部件，它就是實現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，棘輪在旋轉的過程中撥叉沿著凹槽一起做往復運動，控制撥叉來回的運動軌跡；通過對凹槽形狀的特殊設計，使得棘輪在旋轉過程轉化成對撥叉的來回撥動，從而實現換擋，不同的凹槽分別對應不同擋位的撥叉，從而實現對不同擋位的控制。

　　序列式變速箱齒輪間距相比普通手動變速箱也更密集，減少撥叉運動路程，以此來壓縮換擋時間。同時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合間隙可以允許兩個擋位齒輪以較大的轉速差進行齒合，因此車手可以做到快踩快抬離合器，進一步壓縮換擋速度。

● 序列式變速箱換擋需要踩離合嗎？

　　序列式變速箱是在手動變速箱的基礎上進行了優化，使得換擋速度更快、車手駕駛過程中換擋更加簡便快捷，它的本質上還是一臺手動變速箱，因此純機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用以及密集的齒比設定再配合車手的良好駕駛技術已經足夠支持無離合換擋，但同時也會帶來較大的沖擊；因此我們在看拉力賽過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在踩剎車降擋的同時踩下離合并轟一腳油門，維持發動機轉速降低換擋沖擊，保護變速箱的同時提高換擋速度，也就是我們常說的“跟趾降擋”，感興趣的網友可看下面的視頻：

　　最后，為什么序列式變速箱沒有廣泛應用的民用車上，是因為序列式變速箱對零部件材料要求高（足以承受大的換擋沖擊）、造價高、換擋是帶來的強大沖擊（無法舒適）、對換擋時機的要求高等等，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，而且通常一個賽季下來，整個變速箱就報廢了；也只有在燒錢的賽車上才承受得起這么高的成本，應用在民用車上很不科學。

● 總結

　　序列式變速箱獨特的機械結構讓它可以實現更快的換擋速度，旋轉棘輪筒的運用讓它可以實現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，而不需要時刻去記住當前所處的擋位數。現在常見的撥片換擋以及自動擋車型的手動換擋模式，都是采用前推升擋后拉降擋的換擋方式，實際上這些都是來源于序列式變速箱，只不過它們實質上是一臺自動變速箱，手動換擋的控制邏輯是由電子模塊控制。（圖/文：太平洋汽車網 林錫希）

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