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ISR变速箱的工作原理介绍

时间:2019-10-18

ISR变速箱主要配置在兰博基尼的Aventador LP700-4上,拥有十分完备的性能,全称为independent shift rail,这保证了全新的7ISR变速箱的卓越的动力性能。

官方的数据显示,这台伺服驱动机械式变速器换挡速度比目前同档次快50%,换挡间隔只有惊人的50毫秒(几乎和F1的序列式变速箱相差无几),而变速器总重却只有70公斤,特别是与同类的双盘式离合器相比时,这一优势更为明显。在全新V12发动机和7ISR变速箱的帮助下,Aventador0-100加速更是突破了3秒大关,仅需2.9秒就能完成破百。

这台变速箱来自于知名的意大利变速箱制造商格拉奇亚诺(Oerlikon Graziano),作为一个专注于高性能跑车的变速箱制造商,格拉奇亚诺的目标客户为法拉利、玛莎拉蒂,兰博基尼和阿斯顿-马丁等高性能跑车制造商,其在双离合变速箱(DCT)和序列式变速箱(AMT)上都有很高的造诣。迈凯轮MP4-12C使用的七前速双离合器变速箱便是由格拉奇亚诺提供,而Aventador的前任MurciélagoE-gear序列式变速箱也同样来自于格拉奇亚诺。

普通的AMT变速箱,其基本结构是和传统的手动变速箱相一致的,一般只有一根输入轴和一根输出轴(后驱车一般会多出一根中间轴),其结构一般情况是输入轴上5个前进挡齿轮与输出轴齿轮处于常啮合状态,其中输出轴上的1挡和倒档,2挡和3挡,4挡和5挡分别共用三个换挡拨叉。这种机构相邻两个齿轮使用同一个换挡机构,当换挡动作进行时,拨叉需要从前一挡位处脱离,经过空挡才能与下一个档位齿轮进行啮合,由于三个动作是顺序进行的,即使将每个动作的时间缩至最短,依旧很难获得足够快的换挡速度。

对于一直致力于制造高性能双离合变速箱的格拉奇亚诺的工程师们而言,他们知道想要获得更快的换挡速度,其关键在于在前一个齿轮脱离的瞬间,下一个齿轮就可以完成啮合的动作。这个设计理念就和目前已经广泛使用的双离合变速箱的原理很接近。而格拉齐亚诺开创性的为兰博基尼设计了一套独一无二变速器结构:一套既拥有双离合变速箱的换挡速度,还拥有轻量化小型化的优势的AMT变速箱。

创新的“独立换挡拨叉”

ISR变速箱拥有一个独特的结构,它的齿轮布置方式既有别与传统AMT变速箱,也不同于双离合变速箱。其使用四个独立的换挡拨叉,相邻的两个档位齿轮则由不同换挡拨叉控制。四个独立拨叉分别控制1挡和倒档;3挡和5挡,2挡和4挡,6挡和7挡,也就是说,从1挡一直到6挡,相邻的两个档位都是由两个独立的拨叉来分别控制的。

正因为这个设计,使得换挡的过程得以进一步缩短:当相邻的两个挡位要进行挡位切换时,换挡拨叉与当前档位的齿轮脱离时,另一个挡位齿轮早已经开始了啮合,而换挡拨叉的动作同时又激活了电子离合器,由于三个动作几乎是同步进行的,因此使得整个过程所需时间大大缩短。兰博基尼方面则宣称,相比原本性能就非常出色的前一代的E-gear序列式变速箱,换挡速度提升了40%50毫秒的换挡速度已经接近了F1赛车变速箱的水平。

ISR的换挡机构则由电动液压泵驱动,最高60巴的压力保证了必要的操作速度,7个液压阀负责控制换挡机构的动作,而电动泵则提供动力,强悍的双盘式离合器同样由液压驱动,负责将690Nm的扭矩传递到四个车轮。同步器齿环则由碳纤维制成,不仅耐磨而且更减轻了变速箱整体质量。

要想拥有优异的性能,快捷的通讯架构当然不可或缺,格拉奇亚诺控股的Vocis公司则负责变速箱TCU的设计,使用了传统的CAN bus总线控制器局域网络,通过对换挡拨叉位置的精确测量和驱动电流控制,实现了对高精度液压阀的步进控制。

在设计过程中,变速箱还不能仅仅是快,换挡的质量同样重要,VOCIS设计电控程序时也整个也充分考虑到日常驾驶的舒适性。变速箱可选择三种工作模式: Strada(道路)或者全自动模式可提供舒适为导向型的换挡操作;Sport(运动)模式则会延后换挡节点并且提供更快速的档位切换; Corsa(赛道)模式可为赛道行驶提供最佳的换挡策略,这一模式还可提供起步控制,也就是弹射起步功能。

变速箱不仅要求快,而且要求变档的过程流畅质量高,所以ISR变速箱的优质保证了动力,也保证了优越的起步质量。


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