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    序列式變速箱

    發布時間:2016-03-28 14:36

    序列式變速箱(SEQUENTIAL Manual Gearbox ) 全稱序列式手動變速箱,它區別于普通手動變速箱只是操作方法,加檔和減檔只需要前后推拉排擋桿就可以完成降檔和加檔。這設計不但加快了換擋速度,更大大減低了換錯擋的可能。

     

    SMG

    SMG簡介、特點及工作原理

         SMG變速箱(Sequential Manual Gearbox)最初是由寶馬和兩家頂級配件公司GETRAG和SACHS(ZF)合作研發的全新概念變速系統,最初在1996年被裝備在寶馬E36 M3運動型轎車上,作為寶馬第一代的半自動變速系統,其起源應該來自BMW參加BTCC(英國房車賽)時候所使用的推拉式變速系統技術,這也是寶馬一次歷史性的賽車技術向民用轉移的見證。至今SMG已經發展到了第三代產品,裝載在上一代的M5和M6車型上(最新車型已經由雙離合變速器取代了SMGⅢ)。第一代SMG有S(手動)、A(自動)兩種換檔模式,駕駛者可以在手動和自動之間任意切換。當選擇A模式時,它就是一臺自動變速箱,電腦可以根據車速和發動機轉速自動準確的選擇換檔點,換檔平順,沒有明顯的沖擊;當選擇S模式時,將排擋桿向后拉動一下升一個檔,向前推一下則降一個檔位,如果排檔桿不動,那么即使將油門踩到底,它也不會變換檔位,這時的它完全就是一臺純手動變速器。

    『裝備SMG的E36 M3運動型轎車』

        SMG的出現無疑是變速器史上的一大突破,它所帶來的優點是顯而易見的。首先,SMG的一系列換檔操作可以完全由計算機來控制,所以它就像普通AT一樣,駕駛員無需離合踏板,便可以輕松完成換檔任務,即使是在S模式下,你要做的也只是前推或者后拉一下換檔桿,省去了手動變速器復雜的操作步驟,而且由于受檔位順序升降的限制,SMG也不會由于駕駛員的誤操作而掛錯檔位,這一點在賽車上尤為重要。其次,SMG的原理是基于手動變速器,雖然操作上與“Tiptronic”有些相似,但沒有液力變矩器,所以傳動過程中的能耗損失很小,結構簡單,價格便宜,使車輛的經濟性得以提高。

        SMG變速器其實與通常的手動變速器在功能上大同小異, 只是它采用電子而非機械地傳遞換檔信號,通過計算機控制離合器和選、換檔機構,所以序列式變速箱仍舊屬于手動變速箱范疇。SMG由一臺普通的齒輪變速器、一套自動換檔機構和電子離合器組成。該換擋機構分為撥叉伺服器和選位伺服器兩部分,伺服器一般采用電動機或者液壓馬達,撥叉伺服器用來推拉撥叉完成換檔,選位伺服器則用來選擇工作所需的撥叉。

    『第一代SMG系統結構圖』

     SMGⅡ的問世將換檔變速的科技引領到另一個新的紀元

        但是,任何一項新技術都不可能一出現就是完美的。正如第一代的SMG,雖然它給駕駛者帶來了操作上的便利,但由于受到當時電腦、液壓系統等一系列因素的制約,導致換檔速度還不如普通的手動變速器,于是在2002年,一套名為SMGⅡ的全新改良機械式自動變速箱問世,這套系統一改之前換檔速度慢的詬病,它將換檔變速的科技引領到另一個新的紀元,在先進的電子控制單元的支配下,其換檔速度達到了驚人的0.08秒,要知道一個接受過專業訓練的賽車手的換檔速度也不過0.3秒,仿佛讓F1賽車開上了街道。

    『寶馬SMGⅡ變速器系統』

        為了提高變速器換檔速度和牢靠程度,設計師在第二代SMG上采用了一個換檔轉換鼓,換檔轉換鼓的前端帶有錐齒,用來驅動換檔轉換鼓的旋轉,在換檔轉換鼓的外圓表面上有3條特殊槽,分別控制在槽內的3個撥叉。

        換檔鼓的安裝有兩種方式,一是緊靠在變速器上直接將三個撥叉分別卡在三條槽里,二是由于空間的限制,無法緊靠在變速器上,需要利用撥叉臂,將三個撥叉臂分別卡在三條槽里。在換檔的時候,只要轉動換檔鼓,三個撥叉由于卡在特殊的槽里,三個撥叉就會隨著換檔鼓的轉動而同時前后移動,實現退檔和進檔的任務。所以換檔鼓上槽的設計非常重要,一般當換檔鼓轉動50°完成一次換檔,并且非??旖?。由于通過換檔鼓的旋轉進行換檔,因此 SMGII變速器的換檔是有順序地一檔一檔進行的,比如要從一檔換到三檔,必須后拉排檔桿2次,使換檔鼓轉動2個50°,先經過二檔再換入三檔,降檔同樣如此。

    『SMGⅡ排檔桿和“DriveLogic”按鈕』

        第二代的SMG系統,在操作界面上最大的轉變就是增加了一套方程式控制系統,可以讓駕駛者在任何時候,任何工況下調整預先設定的11種換檔模式,其中包括6種自動模式“A”,5種手動模式“S”,而在這11種模式下,電腦都具備自己學習和糾錯功能。例如在高速狀態下進行減檔操作,離合器松開,但因為變速箱電腦與行車電腦、引擎電腦關聯,馬上會知道有可能造成側滑等危險,于是對換檔動作進行必要的修正,在配合車輛各種穩定系統使車輛可以遵循最安全的狀態繼續行進。SMGⅡ中還加入了更加人性化的設備,例如方向盤換檔撥片,可以讓駕駛者更集中于路面的控制;轉速表也加入了LED的提示燈號;轉速表下方也有了檔位顯示。

        另外,這個變速箱還有個看家本領,是類似于F1賽車上適用的“起跑”裝置,它完全可以讓駕駛者擁有舒馬赫一般出色的駕駛技術。在E46的SMGⅡ中,在排擋桿后設置了一個“DriveLogic”按鈕,這個按鈕可以讓駕駛員調節手動換檔的速度和換檔時機,共有6種不同模式的設定。S6—加速輔助系統的程序,在選擇這種純跑車模式前,你必須先要把車輛動態穩定系統(DSC)關掉。這時啟動S6,踩住剎車踏板,然后掛入1檔,深踩油門,電子系統自動地將轉速調整至起步最適合的3500rpm/min;松開制動,M3便像一頭突然爆發的野獸竄向前方,引擎轉速迅速逼近紅線,換檔指示燈亮起,換檔!微震一下,引爆二檔進入下一階段的沖刺,簡直令人窒息!最后,輕松的駕駛對于SMG變速箱來說也是相當重要的改善,自動 (“A”) 模式讓駕駛者減少了壓力和疲勞,無論是在高速公路或是比賽的跑道,汽車將自動地在停下來時退回第一檔, 而再度前進,只需要輕踩加速腳踏板。

    增加坡道輔助功能,換檔更快的7速SMGⅢ

        雖然幾年下來,SMG在技術上已經有了明顯改進,但是依然存在一個飽受批評的缺點:上坡時如果腳從剎車踏板上抬起,車就會往下滑,因為自動變速箱需要一點嚙合時間。最新的SMGⅢ變速箱的坡路探測功能則是SMG的另外一個特性,在自動模式下,SMG變速器能夠自動識別車輛是否行駛在斜坡路面上,并保持“上坡”模式以保持理想的加速度,下坡時則自動選擇低檔位通過發動機制動來保證剎車的有效性。

        從SMG發展到SMGⅡ,該系統已經變得非常聰明,而且寶馬隨后又推出了第三代產品,SMGⅢ裝載于當時最新的M5、M6上,與馬力、扭矩更加強大的V10引擎搭配,而且檔位數目也從原來的6檔提升為7檔。在同類型的變速箱中,它具有無法比擬的換擋速度,以前的第二代已經很快了,而SMGⅢ又將速度提升了20%,整個換檔過程平順,動力流的停頓在換檔過程中幾乎感覺不到。M5在從靜止到最高車速的整個加速過程中,駕駛者幾乎不會感受到任何頓挫,從而可以讓駕駛者能夠感受到駕駛F1般的感覺。

     

     

        從原理上講,SMG變速箱的所有換檔操作都是采用電動液壓方式,SMG變速箱采用“線控換檔”(shift-by-wire)技術,這是一種源自航空領域的技術成果。利用這項技術,換檔可以在瞬間完成,而且無需機械連接。與原6檔SMG變速箱相比,SMGⅢ液壓單元與執行元件都被集成到變速箱殼體上。一旦需要換檔,該控制單元會激活控制整套系統液壓設備的相應電磁閥。接著,具有很高壓力的液壓油(最高達90bar)快速地流經一個電磁閥,進入離合器總泵,打開離合器。然后使用液壓單元中電磁閥,打開執行元件中的四個液壓缸,后者則通過四根獨立的排檔桿完成實際換檔過程。

        這款7檔SMGⅢ正是能夠完全滿足V10發動機所有需求的變速箱,它可以將V10發動機的動力以最理想的方式傳送至車輪。BMW M GmbH是世界上第一家提供帶有駕駛邏輯功能的7檔連續變速箱的制造商。新款7檔變速箱絕對不是6檔變速箱的改進版,實際上它是一款全新設計的變速箱,專門為新M5而開發。這款7檔SMG變速箱比原來的6檔變速箱更為出色,手動選檔時其檔位轉換時間極短,此外,它的自動換檔功能還可以讓您感受舒適的巡航駕駛。 新變速箱的工藝設計使之可以應對發動機550Nm的最大扭矩和8500rpm/min的最高轉速。因此,盡管獨立式機油冷卻系統顯著延長了發動機使用壽命,這款變速箱仍然可以確保在新M5及M6的整個使用期內以最可靠的方式工作。

     

    總結:

         隨著技術的不斷發展,一直以追求操控和性能著稱的寶馬M車型現如今也已經更換了更為先進的M-DCT雙離合變速器。也許SMG的出現只是曇花一現,但不得不承認,SMG變速箱無論在動力輸出還是在換檔時間上,相較同代產品都有著明顯的優勢。它為推動變速箱技術的發展做出了巨大貢獻,而且必將會成為汽車發展史上永恒的經典。

     

    ISR

     

        ISR變速箱全稱為independent shift rail,它裝備在蘭博基尼的新的性能旗艦Aventador LP700-4上,這臺全新的7速ISR變速箱為其卓越的動力性能提供了保證。

        官方的數據顯示,這臺伺服驅動機械式變速器換擋速度比目前同檔次快50%,換擋間隔只有驚人的50毫秒(幾乎和F1的序列式變速箱相差無幾),而變速器總重卻只有70公斤,特別是與同類的雙盤式離合器相比時,這一優勢更為明顯。在全新V12發動機和7速ISR變速箱的幫助下,Aventador的0-100加速更是突破了3秒大關,僅需2.9秒就能完成破百。

        這臺變速箱來自于知名的意大利變速箱制造商格拉奇亞諾(Oerlikon Graziano),作為一個專注于高性能跑車的變速箱制造商,格拉奇亞諾的目標客戶為法拉利、瑪莎拉蒂,蘭博基尼和阿斯頓-馬丁等高性能跑車制造商,其在雙離合變速箱(DCT)和序列式變速箱(AMT)上都有很高的造詣。邁凱輪MP4-12C使用的七前速雙離合器變速箱便是由格拉奇亞諾提供,而Aventador的前任Murciélago的E-gear序列式變速箱也同樣來自于格拉奇亞諾。

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