2012年6月18日 星期一

超跑的秘密(二):分秒必爭的變速箱

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【終生超跑】資料來源:汽車之家 原創編輯:範鑫 2012年04月15日
    [ 汽車之家技術] “速度”,這兩個字也許不是超級跑車的全部,但卻一定是設計和製造超級跑車的至上法則。對於一輛想要一心將別人甩在身後的超跑而言,擁有力敵千鈞的強勁心臟只能算有了個不錯的開頭,而接下來,如果想要秒殺時間,必須擁有一台“身手敏捷”的變速器----這,也是決定那零點零幾秒勝負的關鍵所在。
超跑的秘密(二):分秒必爭的變速箱汽車之家
    為那些8缸、10缸甚至16缸生猛發動機選擇搭檔的過程可要比各種“快男超女”之類的選秀複雜的多,傳動效率、響應速度、可靠性、輕量化、完美的控制系統等等諸多條件缺一不可,可以說超跑對於變速器的要求比鳳姐的擇偶條件更加苛刻。

● 傳統手動變速器--“大權在握”的成就感
    人們一直以來都更願意將手動變速箱與“駕駛樂趣”綁定在一起,因為手動變速箱能更好地反映一個人的駕駛技能。換擋時機的選擇、擋位的選擇、換擋所需的時間----這些都取決於駕駛者的水平。在最高級別的比賽里,從來不會有全自動變速箱的身影,因為這些比賽,都是駕駛技術的較量,而不是單純的車與車的對抗。成百上千匹馬力能否乖乖聽你調遣,就完全看你手腳配合的功夫了。
揭開換擋杆下的玄機手動變速箱詳解汽車之家
『最常見的兩軸5速手動變速箱示意圖』
超跑的秘密(二):分秒必爭的變速箱汽車之家
    而且,千萬不要因為這是我們最熟悉的一種變速箱就小看了它的存在,超跑上的手動變速箱必然不同凡響。這些手動變速箱的秘密,並不在於人們常常掛在嘴邊的什麼“直齒”與“斜齒”的區別,也不光是“擋位多”“密齒比”所能概括的。比如短換擋行程的背後是一整套控制機構的優化設計,而並不是做一個短小精悍的排擋杆這麼簡單;從離合器開始所有的零部件都要針對發動機的蠻力做強化的設計,同時還要兼顧輕量化的要求在合理的位置使用更多的輕質材料;當然也要像發動機那樣考慮極限狀態下的潤滑......
世爵世爵世爵c8 2010款aileron spyder
『在國外,很多人都更喜歡手動變速箱的超跑,在國內身價數百萬
甚至上千萬的超跑在國外幾乎都有手動變速箱的版本供消費者選擇』
世爵世爵世爵c8 2008款4.2 spyder  世爵世爵世爵c8 2008款4.2 spyder
    所以,千萬不要抱怨一台三四百萬的超跑為什麼還是手動變速箱...會有人對你說,1500萬的某超跑也是手動變速箱哦...如果讓我直白的說,他們和家用轎車手動變速箱的差別主要體現在四個字上--“不計成本”(相對而言)。
    7速時代已​​經到來--為經濟?還是為性能?
    即便在民用車上,變速箱的擋位數量也一直在不斷地增加,以保證發動機的能夠在更寬泛的車速範圍內保持最高效的工作狀態,對於超跑而言這一點尤為重要。不過,目前大多數超跑所使用的“6速”手動變速箱,在民間已經沒什麼好稀罕的了,雖然工藝和技術上沒得比,但是10多萬元一樣能來一台“6擋”的手動轎車......好吧,身為超跑就一定要再一次拿出“不計成本”的樣子來----於是,在我們可以買得到的超跑上,7速手動變速箱登場了!
保時捷保時捷保時捷911 2013款carrera s 3.8l
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『之前網絡上曝光的保時捷變速箱排擋杆圖片』
    這台新的7速手動變速箱配備在全新的保時捷911車型上,不過看看排擋杆上的擋位分佈,也許開過卡車的司機師傅們會更容易習慣。雖說擋位數增加到了七個,但是用來發揮性能的仍然是前面的6個擋位,第7擋的齒比設定其實是為了高速巡航使用,照顧所謂的燃油經濟性,能在長途跋涉的時候稍微體貼一下你的油箱和錢包----儘管買911的人完全不會在乎這個...
點擊視頻觀看保時捷 7速變速箱的解讀(英語和我一樣爛的請跳過...)
全新一代克爾維特將配7速手動變速箱汽車之家
『新一代克爾維特的假想圖』
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『7速變速箱排擋杆示意』
    無獨有偶,據說即將登場的新一代克爾維特 --克爾維特C7也將為買家提供7速手動變速箱的車型,但是關於這台變速箱目前並沒有更多消息,它的存在是否想保時捷911那樣,只是為了增加一個“經濟擋位”?還是為了更徹底的壓榨發動機的效率?都只能等它亮相的時候揭曉答案了。但是不管怎麼說,7個擋位對於駕駛者的操作來說無論如何都是一種挑戰,即便擁有再出色的手感,胳膊要多往外拐一下也是不太情願的,尤其對於那些裝著渦輪增壓發動機的超跑而言,即便是0到400km/h都足夠用6速變速箱玩兒轉了,7速,有必要嗎?

● 序列式變速箱--奇妙的換擋鼓,簡單高效的變速箱
    “序列式變速箱”對於大多數人而言,是常常和“F1”或者“超跑”一同出現的名詞,看起來非常了得。但實際上,機械式的序列變速箱仍舊是一台手動變速箱,只不過它將換擋的機構做了優化,讓一切變得更加高效了。
超跑的秘密(二):分秒必爭的變速箱汽車之家
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    傳統手動變速箱在換擋時,實際上要經歷離合器分離--撥叉移動接合套分離(摘擋)--選擇撥叉(選擋)--撥叉移動接合套結合(入擋)--離合器接合這五步過程,序列式變速箱的優勢就是使用換擋鼓代替了傳統的撥叉控制機構,按照擋位順序將所有撥叉的運動軌跡直接在換擋鼓上開出溝槽,當換擋鼓轉動時,所有的撥叉就能夠同時沿著溝槽移動,之前的五個步驟直接變成了三步:離合器分離--換擋(撥叉同時運動)--離合器結合。駕駛者的手部只需要做一個讓換擋鼓旋轉的動作即可,在之前的超跑和諸多方程式、WRC等賽車上,使用的都是這樣的變速箱。
超跑的秘密(二):分秒必爭的變速箱汽車之家
    所以,我們常常在比賽轉播中看到賽車手只是前推或後拉排擋杆就完成了換擋的動作,在效率上較傳統手動變速箱大幅度提高。現在這種變速箱還廣泛應用在摩托車上。
    不過,純機械的序列式變速箱仍然需要操作離合器(賽車上密齒比的序列變速箱其實可以直接換擋),於是,隨著電子技術的不斷演進,人們開始在讓序列式變速箱變得越來越“自動”化,通過電液機構或伺服電機來控制離合器,並且使用伺服電機直接驅動換擋鼓,這樣的序列式變速箱,駕駛者只需要“意思一下”,前後推動排擋杆,變速箱便能夠自動執行換擋。加裝了電子控制系統的序列式變速箱也會被歸為AMT的範疇。
高效而便捷常見汽車amt變速器技術解析汽車之家
『如今一些AMT就採用了換擋鼓作為撥叉控制機構』
    而在方程式賽車上,已經有使用雙換擋鼓的變速箱(分別控制奇數和偶數擋位的撥叉),進一步壓榨摘擋和入擋的時間間隙,由電子系統將兩個動作做到幾乎同步無縫的境界。
相關閱讀:
    高效而便捷常見汽車AMT變速器技術解析http://www.autohome.com.cn/tech/201110/250493.html
   
●特立獨行的變速箱-- 蘭博基尼ISR / 寶馬SMG III/ 奔馳 AMG speed shift MCT
蘭博基尼蘭博基尼aventador 2011款lp700-4
    想當初,大牛全新的LP700-4亮相時,不僅僅是那副棱角分明的外表引起了人們的熱議,同樣讓大家感興趣的還有它的那套動力總成--號稱全新研發的V12 發動機和一台換擋速度在50毫秒以內的7速ISR變速箱。
超跑的秘密(二):分秒必爭的變速箱汽車之家
超跑的秘密(二):分秒必爭的變速箱汽車之家
    ISR的全稱為Independent Shift Rail,出自格拉齊亞諾(Graziano)之手,這個品牌為瑪莎拉蒂邁凱輪、阿斯頓馬丁等眾多大廠提供傳動系統零部件,從取力器、限滑差速器模塊、驅動橋模塊到變速箱等,蘭博基尼蓋拉多與蝙蝠使用的E-Gear變速箱同樣來自這裡。
    這台變速箱從原理上來說,其實就是用電控系統取代了傳統手動變速箱的機械連桿機構,它能按照你的指令控制四個獨立的撥叉在瞬間完成擋位的切換,也能按照自己的邏輯自動換擋。有高效的液壓系統控制的獨立撥叉能夠在前一個撥叉分離的同時,迅速接合下一個擋位。而且,這麼一台變速箱的質量僅有70公斤,對於LP-700這種還要承載四驅系統的超跑來說簡直太理想了。
相關閱讀:
    挑戰雙離合蘭博基尼ISR變速箱技術淺析http://www.autohome.com.cn/tech/201105/196366.html
   
    而事實上,類似的思路並不是第一次在變速箱上出現,在更早的時候由寶馬和格特拉克所打造的第三代SMG變速箱上,就採用了獨立控制撥叉的設計思路,也許當年搭載V10發動機的寶馬M5 /M6在大家眼中並不能算是超跑,但是這台變速箱還是值得一說的。
寶馬寶馬m 寶馬m5 m5 以往經典版  寶馬寶馬m 寶馬m6 2006款m6
『儘管搭載V10發動機的M5和M6在人們眼裡還算不上“超跑”
但是它們使用的SMG變速箱在超跑們的變速箱面前並不自卑』
    第三代的SMG的思路很快就明確了:寶馬需要一套更加高效和可靠的執行機構,於是我們看到了使用“外掛”的SMG III變速箱,這台變速箱不再使用換擋鼓,卻採用了每個撥叉架獨立使用液壓控制的思路,液壓閥和液壓管路都集成在變速箱殼體上,依靠液壓泵建立的高壓以極高的響應速度控制離合器和撥叉,使其換擋速度較SMG II再提升20%,同時這一代的變速箱開始使用線控技術,用電子排擋杆代替之前的操縱機構,排擋杆與變速箱之間沒有了機械連接,而方向盤撥片的佈置也變得更加容易了。
寶馬寶馬m 寶馬m5 2005款m5  寶馬寶馬m 寶馬m5 2005款m5
『M5上的撥片和電子排擋杆』
超跑的秘密(二):分秒必爭的變速箱汽車之家
    而SMG III作為一台優秀的變速箱,值得稱道的還有它的控制系統,它不僅具備“彈射起步”的功能,還能夠提供十多種工作模式,並且可以直接由用戶通過簡單的“+ ”和“—”來選擇變速箱的工作方式是偏向運動還是偏向舒適。
相關閱讀:
    永恆的經典!寶馬SMG變速器技術詳解http://www.autohome.com.cn/tech/201105/191424.html
   
    如果說前面這兩位彼此還算有所關聯的話,那麼接下來這位可以說是真正的特立獨行了,奔馳的AMG高性能車系御用的變速箱----AMG speed shift MCT。
奔馳奔馳amg 奔馳cls amg 2012款cls 63 amg  奔馳奔馳amg 奔馳c級amg 2012款c 63 amg 動感型
『AMG speed shift MCT是目前AMG家族中使用很普遍的一台變速箱』
    MCT是AMG家族中大多數車型都在使用的一台變速箱,看起來應用很普遍,但是它的思路並不普通,它是基於奔馳的7G tronic自動變速器而來的一款變速箱,與普通自動變速箱最大的差異在於,它用一個液力控制的多片離合器組代替了傳統的液力變矩器,後半部分依舊是行星齒輪組。
超跑的秘密(二):分秒必爭的變速箱汽車之家
超跑的秘密(二):分秒必爭的變速箱汽車之家
    多片離合器相比液力變矩器擁有更低的慣量和更高的響應速度,在傳動效率上由於液力變矩器,因此這台MCT變速箱在自動變速箱的陣營裡輕鬆成為了佼佼者。它的控制系統也同樣強大,從C(舒適)到S(運動)到S+,每一級響應速度提升20%,在M模式下,它的換擋時間可以達到0.1秒,在自動變速箱當中已是非常敏捷的響應了。整個變速箱體採用鎂合金打造,重量僅80公斤,比同速別的自動變速箱輕盈了不少。
    如果對自動變速箱還不了解的話,可以看這裡了解一番
既簡單也複雜技術解讀自動變速器使用汽車之家
● 超跑新潮流--雙離合變速器
    雙離合變速箱雖然創意誕生在70多年前,但是在超跑當中活躍起來,也不過是近幾年的事情。雙離合變速箱其實相當於兩台手動變速箱(一台奇數擋、一台偶數擋)的變速箱加上一套機電控制系統,通過精準的電子控制系統實現相鄰擋位間接近無縫的動力傳輸。而且,相比傳統的序列式變速箱,雙離合的優勢不僅僅在於相鄰擋位的完美切換,在跨擋位升擋/降擋時,雙離合變速箱的響應速度是使用換擋鼓的序列變速箱無法比擬的。
    技術的不斷發展解決了原先雙離合器在控制精度上的難題,接近無縫傳動的優勢加上基於手動變速箱結構的高效率特點被更好的展現出來,它的結構相對自動變速箱而言要簡單的多,體積和重量都更接近手動變速箱,同時成本也更加合理,看起來沒有讓人不愛的道理,各超跑廠商們也不失時宜的紛紛加入雙離合變速箱的行列。
汽車之家布加迪威航2008款16.4 8.0t
超跑的秘密(二):分秒必爭的變速箱汽車之家
超跑的秘密(二):分秒必爭的變速箱汽車之家
    在量產的超跑當中,2005年登場布加迪威航當屬“雙離合”潮流的引領者,這台能夠承受超過1250牛·米扭矩的雙離合變速箱由Ricardo打造,這家專門為賽車和超跑提供傳動系統解決方案的廠商用雙離合變速箱將W16這台超過1000馬力的怪物調校的服服帖帖,不到3秒破百的成績裡,少不了變速箱的功勞。
日產日產(進口) 日產gt-r 2012款3.8t premium edition  邁凱輪邁凱輪邁凱輪mp4-12c 2012款基本型
   『日產GT-R』 『邁凱輪MP4-12C』 
法拉利法拉利法拉利ff 2012款6.3 v12  法拉利法拉利458 italia 2011款4.5 標準型
奔馳奔馳amg 奔馳sls amg 2011款sls amg  保時捷保時捷保時捷911 2010款targa 4 3.6l
    從2008年開始,雙離合變速箱的超跑一擁而上,日產 GT-R、邁凱輪 MP4-12C、法拉利458、FF、奔馳 SLS AMG、保時捷 911等等車型陸續帶著雙離合變速箱出現在大家眼前。
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超跑的秘密(二):分秒必爭的變速箱汽車之家
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完美無缺? dsg與s-tronic變速箱解析汽車之家
『GT-R的雙離合變速器』
    而各家廠商推出的雙離合變速箱儘管在供應商上不盡相同,但是基本上擁有相同的特點,例如都採用濕式雙離合器、速別在6速或7速、縱置變速箱、箱體使用輕合金材料、擁有功能強大的控制軟件等等,並且換擋的響應時間基本都在0.1秒以內。
    當然,雙離合變速箱並不意味著完全的強大,它在有些時候也有可能會帶來一些麻煩,比如超跑們在擁堵的城市當中行駛,雙離合變速箱的負荷較大,容易出現吃不消的情況。同時雙離合變速箱在類似GT-R這樣的車型上也成了發掘發動機潛力的瓶頸,想要榨取更多的發動機動力就必須同步升級變速箱...
    想了解GT-R改造變速箱的相關知識?
超跑的秘密(二):分秒必爭的變速箱汽車之家
編輯小結:
    為大家大致介紹了一下超級跑車們使用的各種變速箱,不知各位看官更喜歡哪一類的變速箱。超跑 ​​對於效率、極限和輕量化的糾結是永無止境的,現在流行的雙離合肯定不會就此成為超跑變速箱的終點。
法拉利法拉利458 italia 2011款4.5 標準型
『那個傳統的排擋杆正在消失,對於大多數人而言,似乎有撥片就夠了』
法拉利法拉利458 italia 2011款4.5 標準型
    另外,不知道各位看官有沒有發現一個趨勢,那個曾經讓我們的右手激動得顫抖不 ​​已的排擋杆正在漸漸從一些新的超跑上消失,取而代之的是方向盤後面的換擋撥片。撥片的出現能讓你把更多的精力放在方向盤上,從操控安全方面來看是值得推薦的做法,能讓人更專注於駕駛,撥片也同樣能讓手握方向盤的人溢出滿滿的駕馭感。但是如果說到樂趣的話,我相信,很多人會和我一樣懷念右手邊的那塊位置。

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