Auto >> Fordonsteknik >  >> Motor

Hur sekventiella växellådor fungerar


Denna växellåda har en skräddarsydd sekventiell växlingsmekanism som är pneumatiskt manövrerad och datorstyrd. Det är en 5-växlad synkrobox, ZF-växellåda modell 5DS-25-2. Foto med tillstånd av Derek Smith, Gruppe/5 Automotive

Om du har läst HowStuffWorks-artikeln Hur manuella växellådor fungerar, då förstår du hur en typisk manuell växellåda fungerar, och du vet varför manuella växellådor använder standard "H"-mönstret i växelreglaget.

Om du någonsin har kört motorcykel vet du att den manuella växellådan i en motorcykel inte är något liknande. På en motorcykel växlar du genom att klicka en spak upp eller ner med tån. Det är ett mycket snabbare sätt att växla. Denna typ av transmission kallas en sekventiell växellåda eller en sekventiell manuell växellåda .

Det visar sig att de flesta racerbilar också använder sekventiella växellådor. En sekventiell växellåda ger föraren flera viktiga fördelar som är mycket användbara i en racerbil. Vi kommer att diskutera dessa fördelar senare i den här artikeln.

I den här artikeln kommer du att lära dig hur en sekventiell manuell växellåda fungerar och varför denna typ av växellåda nu dyker upp på så många högpresterande fordon.

>I växellådan


Hur saker fungerar

Hur manuell växellåda fungerar ger en grundläggande förståelse för mekanismerna inuti en manuell växellåda. Den femväxlade manuella växellådan är ganska standard på bilar idag. Det ser ut ungefär så här internt:

Det finns tre gafflar som styrs av tre stänger som kopplas in av växelspaken. Tittar på växlingsstavarna från toppen ser de ut så här i neutral, back, första och andra växel:


Hur saker fungerar

"H"-mönstret låter dig flytta växlingsstången mellan kontrollstängerna för de tre gafflarna och flytta stängerna fram och tillbaka.

En sekventiell manuell växellåda fungerar på samma sätt. Det finns fortfarande en uppsättning växelväljargafflar som flyttar kragar som kopplar in växlar. Den enda skillnaden är hur styrstavarna manipuleras. "H"-mönstret elimineras och ersätts med en annan rörelse.

I en racerbil är växelspakens rörelse antingen "skjut framåt" för att växla upp eller "dra bakåt" för att växla ned. Om du ligger i en växel och du vill gå till en högre växel (t.ex. från 2:a till 3:a), trycker du växelspaken framåt. För att gå från 3:an till 4:an trycker du spaken framåt igen. För att gå från 4:e till 5:e trycker du den framåt igen. Det är samma rörelse varje gång. För att sänka en växel, säg från 5:e till 4:e, drar du spaken bakåt. I europeiska masstillverkade bilar rör sig växelspaken framåt och bakåt för att växla till högre respektive lägre växlar. I Formel 1-bilar finns det faktiskt två paddlar på sidorna av ratten, istället för en växelspak. Vänster paddel växlar upp, medan höger paddel växlar ner. På en motorcykel gör du samma sak, men istället för att flytta en spak fram och tillbaka med handen, flyttar du en spak upp och ner med foten.

Vad dessa rörelser gör är att rotera en spärrtrumma . Trumman ser ut så här:


Bild med tillstånd Quaife Engineering Ltd.. Copyright Quaife.

Du kan se att det finns spår i trumman. Dessa spår kan göra en av två saker:

  • Om trumman är placerad på avstånd från växellådans växlar, styr spåren standardkontrollstänger.
  • Om trumman är placerad bredvid växlarna, flyttar spåren växelväljargaffeln direkt, och inga styrstänger behövs. Detta verkar vara den vanligaste tekniken eftersom den har färre delar och är mer kompakt.

Så när du flyttar spaken roterar den trumman ett steg (till exempel 50 grader). Denna rotation gör att stängerna eller gafflarna rör sig i enlighet med spåren i trumman, vilket ändrar växlarna.


Animation av sexväxlad sekventiell transmission Foto med tillstånd av Mike Challenger, Haydndesign Ltd

På grund av trumman måste du växla i sekvens . Det går inte att hoppa till exempel från första växeln till trean. Du måste alltid gå igenom andra växeln för att komma till tredje växeln. Det är samma sak vid nedväxling. Fördelen med detta system är att skiftningsmisstag är omöjliga. Du går alltid till nästa växel.

>Fördelar med sekventiella växellådor


Den här bilen har en sekventiell sexväxlad växellåda, så istället för H-mönstret som ses på en vanlig manuell växellåda, rör sig växeln i en rak linje.

Nästan varje racerbil som har en manuell växellåda använder den sekventiella metoden snarare än "H"-mönstret. Det finns fyra huvudsakliga skäl till denna inställning:

  1. Den sekventiella växlingen är snabbare. Till exempel, för att gå från 2:a till 3:e växeln på "H"-mönstret, måste du trycka spaken uppåt, om och om igen. Det tar tid. På en sekventiell växellåda trycker du helt enkelt upp spaken för varje växling.
  2. Det sekventiella skiftet är konsekvent. Du behöver inte tänka, "Låt oss se, jag är i andra växeln så jag måste gå upp-över-upp för att komma till tredje." Du trycker helt enkelt spaken framåt -- det är samma rörelse för varje växel.
  3. Handplaceringen är konsekvent. Med "H"-mönstret ändras växelspakens placering, så du måste tänka på var du ska lägga handen beroende på vilken växel du ligger i. Med en sekventiell växellåda är växelspaken alltid på samma plats för nästa skift.
  4. Det sekventiella skiftet har inga överraskningar. Om du växlar fel med "H"-mönstret i en tävling (till exempel nedväxling till 2:a när du tänkte gå till 4:a) är det möjligt att spränga motorn. Det kan aldrig hända med en sekventiell växellåda.

Den andra fördelen är att den sekventiella växelspaken tar mindre plats i racerbilens cockpit. Du behöver bara utrymme för spakens rörelse framåt/bakåt, inte vänster/höger.

Nästan alla racerväxellådor använder sekventiell växling. Trumman roteras manuellt av en spak i sittbrunnen, eller den roteras av solenoider, pneumatik eller hydraulik som aktiveras elektroniskt. I det elektroniska höljet har föraren ett par paddelomkopplare på ratten för att styra mekanismen och behöver aldrig flytta sina händer från ratten.

På grund av fördelarna med det sekventiella tillvägagångssättet börjar denna typ av växellåda dyka upp på bilar på marknaden för avancerade tuner. En sekventiell manuell växellåda ska inte förväxlas med en "tiptronic" typ av automatisk växellåda. Tiptronic-systemet kan duplicera växelspakens rörelse hos en sekventiell växellåda. Men eftersom en tiptronic-växellåda är en automatisk växellåda i sin kärna, har den fortfarande momentomvandlaren och växlar vanligtvis inte lika snabbt.

För mer information om sekventiella sändningar och relaterade ämnen, kolla in länkarna som följer.

Vanliga frågor om sekventiell växellåda

Vad gör en sekventiell växellåda?
En sekventiell växellåda används tillsammans med en manuell växellåda (särskilt en sekventiell manuell växellåda) för att möjliggöra snabbare växlingar. Men med en sekventiell växellåda kan förare bara växla upp eller ner till nästa progression - eller nästa i sekvensen - växel.
Behöver du en koppling för sekventiell växellåda?
Du behöver en koppling för första växeln med en sekventiell växellåda, men du behöver inte en för resten av växlarna.
Varför har bilar inte sekventiella växellådor?
Sekventiella växellådor är verkligen designade för motorcyklar och racerbilar. Vissa mer avancerade bilar börjar dock dyka upp med sekventiella växellådor.
Hur växlar du en sekventiell växellåda?
Sekventiella växellådor är enkla. Du trycker bara uppåt för att växla till nästa växel eller nedåt för att växla till föregående växel.
Är växellådor och transmissioner samma sak?
En växellåda är tekniskt sett en del av transmissionen. Växellådan är en sluten växellåda, medan växellådan är hela kraftöverföringssystemet (inklusive växellådan).

>Mycket mer information

Relaterade artiklar

  • Så fungerar manuell växellåda
  • Så fungerar kopplingar
  • Så fungerar automatiska växellådor
  • Så fungerar Gears
  • Så fungerar utväxlingsförhållanden
  • Så fungerar bilmotorer

Fler bra länkar

  • Gemini/QED Lotus Elise
  • Quaife:Transmissioner:Dodge Viper 6-växlad HD Sequential Racing-växellåda
  • Geartronics sekventiell växellådasindikator
  • indiacar.com:Transmission
  • Project Slinky White Paper - PDF
  • Motorcykelväxellåda Grundläggande 101
  • TotalMotorSport.com:Transmission cut-away