很多朋友经常在一些赛车以及高性能跑车比赛中看到车内驾驶员使用的换挡机构与我们普通家用车的换挡机构不同，对，由于速度的需要，这些赛车通常装备了序列式变速箱，但别听到“赛车装备”这个词就觉得很高大上了，其实摩托车的变速箱就是序列式的，序列式变速箱的总体结构和换挡原理与手动变速箱基本是类似的，只是在换挡机构这一块有所不同，今天我们就来聊一聊序列式变速箱的工作原理以及特点。

什么是序列式变速箱？与传统变速箱有什么区别？

序列式变速箱(Sequential Gear Box ) 全称序列式手动变速箱也称直齿变速箱。它区别于H-Gearbox的只是操作方法，加档和减档只需要前后推拉排挡杆就可以完成降档和加档。而不是自动换档，由于普通变速箱的斜齿配锥形同步器的设计虽然便于操作，噪音小，但是动力流失过多，只适用于民用车型。 

因此赛车变速箱大都采用了直齿与不同于民用变速器的同步器设计来减少传动系统上的动力流失，增加轮上马力。但是，直齿变速箱的缺点在于，对车手的驾驶技术要求高，HEEL-TOE（跟趾动作）时的补油必须精确到刚好适合下一档的转速，同时H档在操作时又很容易产生“错档”，而以上两个失误出现任何一个，都有可能损坏整个变速箱。 

序列式变速箱的变速原理和传统手动变速箱是一样的，但是因为加入了旋转棘轮筒，所以可以做到简单地推拉档杆即可完成换挡动作，这样的设计不但加快了换挡速度，更大大减低了换错挡的可能(在比赛中换错挡的后果往往是发动机因转速过高而爆缸)，因此Sequential Gear Box对分秒必争的专业比赛是有一定帮助的。

序列式变速箱SequentialGear Box 的最大优点就是，传动效率高且换档速度快，同时不会有入错档的可能性。不过，序列式变速箱的耐用性并不高，特别是同步器的损耗更是严重。由于主流序列式变速箱都是带点火切断功能，也就是说换档时根本不需要踩离合器，直接拉/推档杆就能加/减档位。这种形式的序列式变速箱虽然会自动断油，但换档转速仍然很高，同步器只能承受着冲击。

序列式变速箱换挡原理简图

换挡过程：在四个红色的牙嵌齿轮都没有进行挂挡动作的时候，整根输入轴带动输出轴上的齿轮一起转动，但目前这些齿轮还是空转的状态，也就是说车辆处于空挡时候的状态（发动机运行，离合闭合，车子不走）。

从空挡到1挡，挡把向后拉一下，棘轮旋转，将控制R挡和1挡的拨叉推到凹槽1挡的位置，使得拨叉向右与1挡齿轮结合，红色拨叉与输出轴是一体的，这时候1挡齿轮与输出轴之间是固定的，从而动力按照1挡的传动比完成驱动。而控制其他挡位的拨叉凹槽依然处于初始位置，拨叉没有发生滑动。要切换到其他挡位，就让这个挡位的齿轮与离它最近的红色牙嵌齿轮进行咬合就能够完成动力的输出了。

那么这个牙嵌齿轮是怎样实现左右移动的呢？这就是序列式变速箱的核心机构了，我们称之为“旋转棘轮筒”，它就是实现序列式变速箱能够在推拉过程中完成换挡的核心部件。旋转棘轮筒的表面有四根凹槽，每一根凹槽对应控制着一个红色牙嵌，在凹槽与牙嵌齿轮由拨叉相连接，旋转棘轮表面的凹槽与换挡拨叉连接，可以将旋转棘轮桶的旋转运动转化成拨叉的来回运动，拨叉又带动牙嵌齿轮与挡位齿轮进行咬合，从而完成动力传输。

序列式变速箱齿轮间距相比普通手动变速箱也更密集，减少拨叉运动路程，以此来压缩换挡时间。同时同步器也换成更简单粗暴的爪式离合器，爪式离合器更大的结合间隙可以允许两个挡位齿轮以较大的转速差进行齿合，因此车手可以做到快踩快抬离合器，进一步压缩换挡速度。序列式离合器的设计初衷就是减少换挡步骤，减少动力中断时间，尽快入档，这一切在没有电子辅助的情况下，就是通过强度极大的材料和结构来暴力实现的。

”传统“的序列式可以理解为普通手动挡的加强版，离合器变成始终耦合状态，仅仅靠选档拨叉环上的狗牙来”暴力“地啮合档位相关的齿轮。想象一个内部有齿的大齿轮和外部有齿的小齿轮，小齿轮正好能嵌入大齿轮里带动两者一起旋转。这个啮合动作就是当前小齿轮在另外一个大齿轮里同步旋转，换挡时，小齿轮沿轴向移动，极其迅速的插入旁边转速并不同的另一个大齿轮里，然后转速瞬间达到同步。当然同步的不只是这个齿轮和所有啮合的变速箱齿轮，还有因为直连着的整个发动机曲轴，也要在一瞬间转速直接被改过来。由于没有同步器，这个冲击也只能靠齿轮自己消化，时间一长的话，磨损的问题就会出现，这也是为什么序列式变速箱没有配备在量产乘用车上的原因之一。

序列式变速箱在传动结构部分与手动变速箱基本相同，换挡时也是利用拨叉来推动挡位齿轮的接合，而之所以能让驾驶员通过换挡杆的前后移动就能实现挡位的加减是依靠一套换挡鼓，在换挡杆机构的带动下，使得拨叉移动，进而实现换挡齿轮的啮合。AMT变速箱也是利用这个机械原理来实现挡位切换的。