序列變速箱

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

基本介紹

• 中文名：序列變速箱
• 外文名：SEQUENTIAL Manual Gearbox
• 全稱：序列式手動變速箱
• 別稱：直齒變速箱

簡介

MG變速箱（Sequential Manual Gearbox，SMG）最初是幾家公司合作研發的全新概念變速系統，最初在1996年被裝備在某運動型轎車上。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，它就是一台自動變速箱，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，沒有明顯的衝擊；當選擇S模式時，將排擋桿向後拉動一下升一個檔，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台純手動變速器。

工作原理

SMG基礎仍是傳統手動變速箱，其工作原理其實很簡單，車輛在起步和換擋時，離合器由液壓泵控制分離和接合，擋位轉換也由液壓結構操作。駕駛者只需要推排擋桿即可完成升、降擋，自動模式下變速箱控制電腦會根據車速、發動機負荷等數據自行切換擋位。駕駛員通過加速踏板和操縱桿向電子控制單元（ECU）傳遞控制信號；電子控制單元採集發動機轉速感測器、車速感測器等信號，時刻掌握著車輛的行駛狀態；電子控制單元（ECU）根據這些信號按存儲於其中的最佳程式，最佳換檔規律、離合器模糊控制規律、發動機供油自適應調節規律等，對發動機供油、離合器的分離與結合、變速器換檔三者的動作與時序實現最佳匹配。從而獲得優良的燃油經濟性與動力性能以及平穩起步與迅速換檔的能力，以達到駕駛員所期望的結果。從而獲得優良的燃油經濟性與動力性能以及平穩起步與迅速換檔的能力，以達到駕駛員所期望的結果。

特點

優點

1、AMT既具有普通自動變速箱自動變速的優點，又保留了原手動變速箱齒輪傳動的效率高、成本低、結構簡單、易製造的長處。

2、AMT是在現手動變速箱的基礎上進行改造的，保留了絕大部分原總成部件，只改變其中手動作業系統的換檔桿部分，生產繼承性好，改造的投入費用少，非常容易被生產廠家接受。

缺點

1、換擋舒適型不佳，容易產生較為明顯的“頓挫感”。

2、在換擋過程中會產生動力中斷，使得換擋過程中極速性能不好。

SMG的發展概況

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，便可以輕鬆完成換檔任務，即使是在S模式下，你要做的也只是前推或者後拉一下換檔桿，省去了手動變速器複雜的操作步驟，而且由於受檔位順序升降的限制，SMG也不會由於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的原理是基於手動變速器，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， 只是它採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於手動變速箱範疇。SMG由一台普通的齒輪變速器、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，伺服器一般採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。如圖4所示為SMG整車布局。

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，但由於受到當時電腦、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，於是在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。如圖5所示為SMGII變速系統。

為了提高變速器換檔速度和牢靠程度，設計師在第二代SMG上採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，二是由於空間的限制，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，三個撥叉由於卡在特殊的槽里，三個撥叉就會隨著換檔鼓的轉動而同時前後移動，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，並且非常快捷。由於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，必須後拉排檔桿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。

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，離合器鬆開，但因為變速箱電腦與行車電腦、發動機電腦關聯，馬上會知道有可能造成側滑等危險，於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於路面的控制；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，是類似於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，在排擋桿後設定了一個“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—加速輔助系統的程式，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，然後掛入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3500r/min；鬆開制動，M3便像一頭突然爆發的野獸竄向前方，發動機轉速迅速逼近紅線，換檔指示燈亮起，換檔！微震一下，引爆二檔進入下一階段的衝刺，簡直令人窒息！最後，輕鬆的駕駛對於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，並保持“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，而且寶馬隨後又推出了第三代產品，SMGⅢ裝載於當時最新的M5、M6上，與功率、扭矩更加強大的V10發動機搭配，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採用電動液壓方式，SMG變速箱採用“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，而且無需機械連線。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90MPabar）快速地流經一個電磁閥，進入離合器總泵，打開離合器。然後使用液壓單元中電磁閥，打開執行元件中的四個液壓缸，後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檔連續變速箱的製造商。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8500r/min的最高轉速。因此，儘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。

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恆的經典。

相關套用

序列式變速箱的操作方法如下：

1 離合器只在起步和停車時候使用

2 起步前，踩離合，拉一下排擋桿進1檔，加油慢抬離合，車子起步

3 起步之後，如需加檔，快速輕抬油門（其實就是踩油門的腳“抖”一下而已），同時拉一下排擋桿，進2檔，繼續踩油門加速，相同方法近3檔，4檔，5檔。

4 當車駛至彎前剎車點時，由於不需要左腳去操作離合器踏板因此可以用左腳剎車（右腳從油門踏板抬開，再踩到剎車踏板上之間會有半秒左右的時間是油門剎車全不踩的，這樣的空閒時間叫惰性時間。較長的惰性時間對車手成績會有影響而左腳剎車可以避免惰性時間），同時右腳鬆開油門。當車慢到你想要的速度以後，開始做降檔補油的動作——推一下排擋降至4檔，同時在推的過程裡面，用右腳去“拍”一下油門踏板，拍的深度是油門行程的20%，這個動作叫 THROTTLE BLIP，同時保持剎車，繼續推一下已經自動回位的排擋桿到3檔同時BLIP，相同方法到2檔，這時車已經行至進彎點，松剎車同時打方向進彎。

綜上所述，我們可以清楚地看到，SEQUENTIAL Manual Gearbox 不是不需要離合器，而轉檔時不用離合器是由於序列式波箱的設計原因。如果不理解的話，騎一下機車就知道了。因為機車上用的就是序列式直牙變速箱。

當然，以上所說的是傳統式機械式序列變速箱，而電子序列變速箱就會設計的更精密，有一種是在變速箱上裝有感測器，加檔時候由感測器提供給電腦，電腦以瞬間切斷點火電路的方式完成“抖”油門的動作（POWER CUT）。這套系統在雷諾2000方程式賽車和寶馬方程式賽車上廣泛套用。

而針對類似WRC賽車來說，他們所用的SEQUENTIAL Manual Gearbox 是可以自動完成POWER CUT之外，還可以由電腦瞬間加大噴油量完成THROTTLE BLIP動作的。而所說的“油門和離合器其實是連在一起的，鬆掉油門離合就下去”是不成立的。想想看，駕校不允許我們開車時候踩著離合器滑行車輛，為的就是充分地利用發動機的“牽制力” ENGING BRAKE POWER幫助車輛減速，減少剎車系統負擔，縮短制動距離。而針對於更加要求充分利用ENGING BRAKE POWER的賽車來說，這種設計是絕對不可能的。何況拉力賽中，車手需要利用收放油門的動作，藉助發動機牽引力造成車身的重量轉移，以調整車身動態平衡。如果鬆開油門相當於踩下離合的話。這樣的駕駛技術將無法使用了。何況如果松松油門同時就踩下離合器的話，那么那套離合器絕對應付不了整個賽段的比賽，頻繁地為了同步壓盤和從動盤的轉速造成壓盤和從動盤之間產生摩擦...輕則是在賽段結束前，離合器開始打滑，損失動力，讓賽車只“喊”不“走”，重則燒毀離合器，迫使車手退賽。

而且賽車為了追求低動力損失，連傳動齒輪都換成了直齒，更不可能使用損失動力超過斜齒傳動齒輪的液力變矩器來取代傳統的壓盤式離合器。相反，會更換多片式的離合器以負擔更大的功率和扭力輸出。

但是，有一點是可以肯定的。在多數專業程度比較高的賽車遊戲裡，例如Richard Burns Rally中，確實可以將離合器設定成抬起油門的同時自動踩下離合器。