三农小毛2024年10月11日日发布:[科普]手动与序列式变速箱原理

朋友问起手动挡驾驶者究竟是该一档一档往上加，还是可以从一档直接跳到三档呢？今天小星来提供一个新奇地思路。答案取决于车辆的动力系统、驾驶环境和驾驶者的需求。直接来说日常驾驶可以跳档，而运动驾驶一档一档加档最合适。这也是为什么序列式变速箱作为一种特殊地变速箱在赛道驾驶中广泛采用。一起来了解一下手动变速箱和序列合变速箱的工作原理吧。

在日常驾驶中，跳档是一种常见且有效的操作方式，尤其在车辆起步后、车速逐渐提高时。例如，在轻负载或下坡的情况下，驾驶者可以选择从一档起步后直接跳到三档，以减少换挡频率，提升驾驶的平顺性和燃油经济性。然而，跳档操作对发动机的扭矩输出和车速的匹配要求较高，如果操作不当，可能会导致动力输出不畅或损害发动机。

而在运动驾驶或赛道驾驶中，一档一档逐个加档则是更为合适的方式。因为运动驾驶要求发动机始终保持在高转速区间内，保证最佳的动力输出和加速性能。序列式变速箱在这种情况下提供了完美的解决方案，它通过顺序换挡的方式，确保每个档位都处于最佳的加速区间，而不会因为跳档导致动力损失或转速不匹配。老练如火纯青的F1车神塞纳在铃鹿赛道驾驶NSX的时候也小心一档一档加档保持转速连贯性和动力最佳区间。

手动变速箱工作原理

由手动变速箱的基本换挡机构示意图所示。图左中换挡拨叉决定套筒与对应齿轮结合实现硬连接。发动机输入轴（绿色）将动力传输至中间轴（红色）。中间轴与不同齿比的蓝色齿轮相啮合。但最终那组齿轮输出动力至连接差速器的输出轴则由套筒（紫色）决定。右侧图示紫色部分即为犬牙离合器。其通过长短齿相互啮合，形似犬牙因此命名为犬牙离合器（dog clutch）。由于是硬连接，因此需要同步器（套筒中黄色部分）的帮助进行转速同步。

这是5速前进挡手动变速箱的基本结构和换挡原理。左侧的换挡挡把图示是不是很熟悉？如果学车的时候接触的是大众桑塔纳，那么看到的就是一摸一样的图示。如右图所示3个不同纵轴的挡把动作被转换成对3个紫色套筒的前后运动。进而转换成套筒对不同挡位齿轮组的选择。倒挡R与前进挡之间的差别就是多了一个小的转换轴。从而将发动机的动力向反向倒车方向传输。同一列的换挡拨叉负责前后两个档位。由带同步器的犬牙离合器来控制齿轮的结合。同步器的重要作用让发动机与档位齿轮速度进行同步。当转速差较大时，同步器会通过内部摩擦轴承（黄色）传递动力减小速度差。当速度差小到一定时外部的犬牙齿轮啮合，形成硬连接。

序列式变速箱工作原理

序列式变速箱英文全称为SEQUENTIAL MANUAL GEARBOX，从名称就能看出它是一种特殊的手动变速箱。其最大特点就是“顺序换挡”，它只允许按照顺序逐个增减档位。这意味着，驾驶者无法像传统手动变速箱那样，可以自由地从一档跳到三档，或从五档直接降到二档。在序列式变速箱中，所有的换挡操作必须依次进行，从一档到二档，再到三档，依此类推。换挡时，驾驶者只需通过推或拉换挡杆（或使用拨片）来实现档位的增减，不需要像传统手动变速箱那样进行复杂的离合器操作或选择具体档位的位置。

序列手动变速器最为人知的是在一级方程式赛车中的应用，它最早出现在摩托车和赛车运动中，目的是为了简化换挡过程。减少换挡所需的时间，提高车辆的动力输出效率。由于赛车手需要在高速行驶中频繁换挡，传统手动变速箱的换挡时间长且容易失误，而序列式变速箱通过一档一档顺序换挡，大大提高了操作的精确性和速度。

序列式变速箱与传统手动变速箱的区别

序列式变速箱通过限制换挡的顺序性，确保了每次换挡的流畅性和安全性。在赛道上，这种顺序换挡的设计特别有利，因为它可以最大限度地减少换挡时的动力损失，确保车辆在每个换挡点都处于最佳的动力输出状态。此外，序列式变速箱的结构通常更加紧凑，换挡行程也更短，使得驾驶者能够更快速地进行换挡，从而提升了操控体验。

序列式变速箱在运动性能中的优势

对于追求极致运动性能的驾驶者来说，序列式变速箱无疑是一种理想的选择。它通过一档一档的顺序换挡，确保每次换挡都能在最短的时间内完成，从而最大限度地减少因换挡带来的动力中断。在赛车比赛中，千分之一秒的差距就可能决定胜负，因此序列式变速箱的速度优势尤为重要。这也是为什么很多朋友感兴趣E46代号的宝马M3或丰田MR2等经典运动车型背后SMG序列式变速箱魅力所在。