永恆的經典，寶馬SMG變速器技術詳解

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文章要點：: 寶馬SMG變速器簡介、特點及工作原理; SMGⅡ的問世將換檔變速的科技引領到另一個新的紀元; 增加坡道輔助功能，換檔更快的7速SMGⅢ

BMW—一個以不斷追求操控與性能的品牌，早已成為一種信仰時刻銘記在車迷的心中。而SMG作為寶馬M車系一代傳奇變速器，也讓E46 M3成為了永恆的經典。而今天就讓我們一同再重新回顧SMG給我們留下的那段曾經的輝煌，並以此為例去了解一下序列式變速箱的工作原理。

SMG簡介、特點及工作原理

SMG變速箱（SequentialManualGearbox）最初是由寶馬和兩家頂級配件公司GETRAG和SACHS（ZF）合作研發的全新概念變速系統，最初在1996年被裝備在寶馬E36 M3運動型轎車上，作為寶馬第一代的半自動變速系統，其起源應該來自BMW參加BTCC（英國房車賽）時候所使用的推拉式變速系統技術，這也是寶馬一次歷史性的賽車技術向民用轉移的見證。至今SMG已經發展到了第三代產品，裝載在上一代的M5和M6車型上（最新車型已經由雙離合變速器取代了SMGⅢ）。第一代SMG有S（手動）、A（自動）兩種換檔模式，駕駛者可以在手動和自動之間任意切換。當選擇A模式時，它就是一台自動變速箱，電腦可以根據車速和發動機轉速自動準確的選擇換檔點，換檔平順，沒有明顯的衝擊；當選擇S模式時，將排擋桿向後拉動一下升一個檔，向前推一下則降一個檔位，如果排檔桿不動，那麼即使將油門踩到底，它也不會變換檔位，這時的它完全就是一台純手動變速器。

裝備SMG的E36 M3運動型轎車

SMG的出現無疑是變速器史上的一大突破，它所帶來的優點是顯而易見的。首先，SMG的一系列換檔操作可以完全由計算機來控制，所以它就像普通AT一樣，駕駛員無需離合踏板，便可以輕鬆完成換檔任務，即使是在S模式下，你要做的也只是前推或者後拉一下換檔桿，省去了手動變速器複雜的操作步驟，而且由於受檔位順序升降的限制，SMG也不會由於駕駛員的誤操作而掛錯檔位，這一點在賽車上尤為重要。其次，SMG的原理是基於手動變速器，雖然操作上與「Tiptronic」有些相似，但沒有液力變矩器，所以傳動過程中的能耗損失很小，結構簡單，價格便宜，使車輛的經濟性得以提高。

SMG變速器其實與通常的手動變速器在功能上大同小異，只是它採用電子而非機械地傳遞換檔信號，通過計算機控制離合器和選、換檔機構，所以序列式變速箱仍舊屬於手動變速箱範疇。SMG由一台普通的齒輪變速器、一套自動換檔機構和電子離合器組成。該換擋機構分為撥叉伺服器和選位伺服器兩部分，伺服器一般採用電動機或者液壓馬達，撥叉伺服器用來推拉撥叉完成換檔，選位伺服器則用來選擇工作所需的撥叉。

第一代SMG系統結構圖

SMGⅡ的問世將換檔變速的科技引領到另一個新的紀元

但是，任何一項新技術都不可能一出現就是完美的。正如第一代的SMG，雖然它給駕駛者帶來了操作上的便利，但由於受到當時電腦、液壓系統等一系列因素的制約，導致換檔速度還不如普通的手動變速器，於是在2002年，一套名為SMGⅡ的全新改良機械式自動變速箱問世，這套系統一改之前換檔速度慢的詬病，它將換檔變速的科技引領到另一個新的紀元，在先進的電子控制單元的支配下，其換檔速度達到了驚人的0.08秒，要知道一個接受過專業訓練的賽車手的換檔速度也不過0.3秒，彷彿讓F1賽車開上了街道。

寶馬SMGⅡ變速器系統

為了提高變速器換檔速度和牢靠程度，設計師在第二代SMG上採用了一個換檔轉換鼓，換檔轉換鼓的前端帶有錐齒，用來驅動換檔轉換鼓的旋轉，在換檔轉換鼓的外圓表面上有3條特殊槽，分別控制在槽內的3個撥叉。

SMGⅡ換檔鼓和控制原理結構圖

換檔鼓的安裝有兩種方式，一是緊靠在變速器上直接將三個撥叉分別卡在三條槽里，二是由於空間的限制，無法緊靠在變速器上，需要利用撥叉臂，將三個撥叉臂分別卡在三條槽里。在換檔的時候，只要轉動換檔鼓，三個撥叉由於卡在特殊的槽里，三個撥叉就會隨著換檔鼓的轉動而同時前後移動，實現退檔和進檔的任務。所以換檔鼓上槽的設計非常重要，一般當換檔鼓轉動50°完成一次換檔，並且非常快捷。由於通過換檔鼓的旋轉進行換檔，因此 SMGII變速器的換檔是有順序地一檔一檔進行的，比如要從一檔換到三檔，必須後拉排檔桿2次，使換檔鼓轉動2個50°，先經過二檔再換入三檔，降檔同樣如此。

SMGⅡ排檔桿和「DriveLogic」按鈕第二代的SMG系統，在操作界面上最大的轉變就是增加了一套方程式控制系統，可以讓駕駛者在任何時候，任何工況下調整預先設定的11種換檔模式，其中包括6種自動模式「A」，5種手動模式「S」，而在這11種模式下，電腦都具備自己學習和糾錯功能。例如在高速狀態下進行減檔操作，離合器鬆開，但因為變速箱電腦與行車電腦、引擎電腦關聯，馬上會知道有可能造成側滑等危險，於是對換檔動作進行必要的修正，在配合車輛各種穩定系統使車輛可以遵循最安全的狀態繼續行進。SMGⅡ中還加入了更加人性化的設備，例如方向盤換檔撥片，可以讓駕駛者更集中於路面的控制；轉速表也加入了LED的提示燈號；轉速表下方也有了檔位顯示。另外，這個變速箱還有個看家本領，是類似於F1賽車上適用的「起跑」裝置，它完全可以讓駕駛者擁有舒馬赫一般出色的駕駛技術。在E46的SMGⅡ中，在排擋桿後設置了一個「DriveLogic」按鈕，這個按鈕可以讓駕駛員調節手動換檔的速度和換檔時機，共有6種不同模式的設定。S6—加速輔助系統的程序，在選擇這種純跑車模式前，你必須先要把車輛動態穩定系統（DSC）關掉。這時啟動S6，踩住剎車踏板，然後掛入1檔，深踩油門，電子系統自動地將轉速調整至起步最適合的3500rpm/min；鬆開制動，M3便像一頭突然爆發的野獸竄向前方，引擎轉速迅速逼近紅線，換檔指示燈亮起，換檔！微震一下，引爆二檔進入下一階段的衝刺，簡直令人窒息！最後，輕鬆的駕駛對於SMG變速箱來說也是相當重要的改善，自動 (「A」) 模式讓駕駛者減少了壓力和疲勞，無論是在高速公路或是比賽的跑道，汽車將自動地在停下來時退回第一檔, 而再度前進，只需要輕踩加速腳踏板。

增加坡道輔助功能，換檔更快的7速SMGⅢ

雖然幾年下來，SMG在技術上已經有了明顯改進，但是依然存在一個飽受批評的缺點：上坡時如果腳從剎車踏板上抬起，車就會往下滑，因為自動變速箱需要一點嚙合時間。最新的SMGⅢ變速箱的坡路探測功能則是SMG的另外一個特性，在自動模式下，SMG變速器能夠自動識別車輛是否行駛在斜坡路面上，並保持「上坡」模式以保持理想的加速度，下坡時則自動選擇低檔位通過發動機制動來保證剎車的有效性。

從SMG發展到SMGⅡ，該系統已經變得非常聰明，而且寶馬隨後又推出了第三代產品，SMGⅢ裝載於當時最新的M5、M6上，與馬力、扭矩更加強大的V10引擎搭配，而且檔位數目也從原來的6檔提升為7檔。在同類型的變速箱中，它具有無法比擬的換擋速度，以前的第二代已經很快了，而SMGⅢ又將速度提升了20%，整個換檔過程平順，動力流的停頓在換檔過程中幾乎感覺不到。M5在從靜止到最高車速的整個加速過程中，駕駛者幾乎不會感受到任何頓挫，從而可以讓駕駛者能夠感受到駕駛F1般的感覺。

從原理上講，SMG變速箱的所有換檔操作都是採用電動液壓方式，SMG變速箱採用「線控換檔」（shift-by-wire）技術，這是一種源自航空領域的技術成果。利用這項技術，換檔可以在瞬間完成，而且無需機械連接。與原6檔SMG變速箱相比，SMGⅢ液壓單元與執行元件都被集成到變速箱殼體上。一旦需要換檔，該控制單元會激活控制整套系統液壓設備的相應電磁閥。接著，具有很高壓力的液壓油（最高達90bar）快速地流經一個電磁閥，進入離合器總泵，打開離合器。然後使用液壓單元中電磁閥，打開執行元件中的四個液壓缸，後者則通過四根獨立的排檔桿完成實際換檔過程。

這款7檔SMGⅢ正是能夠完全滿足V10發動機所有需求的變速箱，它可以將V10發動機的動力以最理想的方式傳送至車輪。BMW M GmbH是世界上第一家提供帶有駕駛邏輯功能的7檔連續變速箱的製造商。新款7檔變速箱絕對不是6檔變速箱的改進版，實際上它是一款全新設計的變速箱，專門為新M5而開發。這款7檔SMG變速箱比原來的6檔變速箱更為出色，手動選檔時其檔位轉換時間極短，此外，它的自動換檔功能還可以讓您感受舒適的巡航駕駛。新變速箱的工藝設計使之可以應對發動機550Nm的最大扭矩和8500rpm/min的最高轉速。因此，儘管獨立式機油冷卻系統顯著延長了發動機使用壽命，這款變速箱仍然可以確保在新M5及M6的整個使用期內以最可靠的方式工作。

寶馬M6上的SMGⅢ變速箱控制部分

總結：

隨著技術的不斷發展，一直以追求操控和性能著稱的寶馬M車型現如今也已經更換了更為先進的M-DCT雙離合變速器。也許SMG的出現只是曇花一現，但不得不承認，SMG變速箱無論在動力輸出還是在換檔時間上，相較同代產品都有著明顯的優勢。它為推動變速箱技術的發展做出了巨大貢獻，而且必將會成為汽車發展史上永恆的經典。