舊式變速器由于沒(méi)有同步器,換檔的時(shí)候就要采用“兩腳離合”的方式來(lái)消除要嚙合的兩齒輪轉速差。升檔(從低擋換到高擋)時(shí),司機先踩下離合器,退出低檔位至空檔,松開(kāi)離合器在空檔位置停留片刻,利用發(fā)動(dòng)機怠速迫使變速器輸入軸降低轉速,與輸出軸轉速同步后,再踩離合器將擋位掛入高一擋位。降檔(從高擋換到低擋)時(shí),由于輸出軸轉速高,因此要在空檔位置加油門(mén),以增加輸入軸轉速,與輸出軸轉速同步,再踩離合器將擋位掛入低一擋位??傊?,原則是使要嚙合的齒輪園周速度同步,方能順利入檔。但這個(gè)操作比較復雜,難以掌握精確,而且勞動(dòng)量大,司機容易疲勞。因此設計師創(chuàng )造出"同步器",通過(guò)同步器使將要嚙合的齒輪達到一致的轉速而順利嚙合。
雖然有同步器的變速器解決了兩齒輪的同步嚙合問(wèn)題,但這種嚙合過(guò)程需要一定的調整時(shí)間,并不會(huì )瞬間完成。如果忽略這一調整過(guò)程的時(shí)間,就會(huì )出現發(fā)動(dòng)機與變速器輸入軸還存在較大轉速差的情況下,司機便匆匆松開(kāi)離合器,使得變速器受到?jīng)_擊,很容易損壞同步器。在實(shí)際使用中,同步器損壞與人為操作失當有很大關(guān)系。
一種能避免人為因素,又可以起到“兩腳離合”作用的無(wú)同步器變速器,在上世紀90年代出現了。這種變速器用于重型汽車(chē)的三軸式變速器上,它直接省略了同步器,換擋過(guò)程由計算機控制,通過(guò)傳感器測量出發(fā)動(dòng)機曲軸扭矩、變速器輸入軸、中間軸及輸出軸的轉速等,從而計算出換檔時(shí)機并自動(dòng)完成。由于是由計算機控制,因此又稱(chēng)為“智能”換檔系統。
無(wú)同步器變速器的智能換擋系統,采用機電一體化的模式,用機器自動(dòng)模仿“兩腳離合”的方式,因此變速器與普通手動(dòng)變速器在局部結構上有所不同,例如在中間軸增加了減速器,減速器有活塞和兩只摩擦片,一只固定在中間軸一端,另一只固定在活塞上,活塞只能軸向移動(dòng)。
在三軸式變速器上,由于輸入軸上的齒輪與中間軸齒輪常嚙合,只要輸入軸一轉,中間軸及其上的齒輪也隨之轉動(dòng)。在升檔時(shí),為了使得中間軸降低轉速,減速器起制動(dòng)作用。這時(shí)電磁閥控制工作氣缸,活塞在壓縮氣體(圖∶綠色)壓迫下作軸向移動(dòng),使兩只摩擦片(圖∶紅色)接觸發(fā)生摩擦阻力,產(chǎn)生制動(dòng)力而降低了中間軸轉速,從而起到升檔時(shí)“兩腳離合”第一步驟的作用。在降檔時(shí),則需要提升中間軸轉速。由計算機系統自動(dòng)提升發(fā)動(dòng)機的轉速,從而提升中間軸轉速,而達到降擋時(shí)“兩腳離合”中加油門(mén)步驟的作用。
帶有智能換擋系統的無(wú)同步器變速器與傳統的手動(dòng)變速器基本結構是一樣的,仍然有離合器踏板,但它換入檔的操作過(guò)程則由智能換擋系統所替代,因此就有一個(gè)執行的緩沖時(shí)間過(guò)程,從而避免了對變速器的沖擊。



