摘要：本文分析了当前摩托车的换档原理及存在的不足，设计了一种基于舵机和四杆机构的电动换档装置，介绍了电动换档装置的结构特点及控制原理，并将该换档装置用于实车实验，结果表明其具有可以克服手动机械式换档装置的不足，减轻驾驶员的疲劳，有效提高换档速度等优点。

    当前的摩托车有多种换挡方式，一般地可分为国际挡变速、循环挡变速和赛车变速。国际挡变速方式是遵照有关摩托车产品的变速方式的国际协议规定进行设计生产的。规定要求，变速踏板应该布置在车体左侧，当用脚踏下踏板时，应为降挡操作，当用脚把变速踏板踢起时，应为升挡操作。循环挡变速方式一般出现在有些中、小排量的摩托车上，这种变速方式的特点是，当连续升挡达到最高档之后，再继续踏动变速踏板，变速器进入空档，此后又进入1挡，如此反复循环。
    现今，全地形车以及国内知名的大学生方程式比赛用赛车的发动机多采用的是摩托车的发动机，其变速箱是集成在发动机内，换挡方式和摩托车是一样的，而大学生方程式赛车的操控方式和轿车一样也是用脚控制离合、刹车、油门，因此不可能也用脚来控制换挡。针对这个问题，有的学校则采用气动方式换档、手动机械式换挡。
    但现有的气动换方式挡是利用储气瓶内高压气体的冲击推动气缸从而带动换挡杆动作来实现换档，而这种换档方式在气体的压力减小到一定的程度后不能产生足够的力来完成换挡的，因此要不断的向储气瓶充高压气体。手动机械式换档则是把换挡软轴接到驾驶舱内推拉杆上来控制换挡，这种方式换挡时车手的手要脱离方向盘以及换挡速度也相对较慢，而且频繁的换挡也容易导致车手的疲劳。因此这两种换挡装置都存在着严重的不足。
    本文在分析了摩托车实现换挡的原理基础之上，设计了一种基于舵机和四杆机构的电动换档装置。

    1 摩托车传统换挡机构原理分析
    摩托车变速箱的换挡方式是通过踩下换档杆时，由换挡杆驱动一个换挡臂，换挡臂上的勾子推拉变档凸轮上的销子，带动变挡凸轮每次转动一个角度，变挡凸轮上有经过特殊设计的槽，可以使换档拔叉相应的转动或移动一定角度或距离，以改变变速齿轮轴上齿轮的啮合，不同的齿轮改变啮合，就实现了在不同挡位间的切换。其变速箱内部结构如图1所示。

    采用国际挡变速方式的摩托车，换档过程是在连续踏下变速踏板时，变速器连续降挡，并到1挡为止。反之，在连续向上踢起（用脚背勾起）变速踏板时，变速器连续升挡，直到最高挡为止。循环挡变速方式一般出现在有些中、小排量的摩托车上，这种变速方式的特点是，当连续升档达到最高档之后，再继续踏动变速踏板，变速器进入空挡，此后又进入1挡，如此反复循环。赛车变速方式是道路赛车采用的特殊变速方式，它采取踏下变速踏板的方式升挡。
    综上所述，无论采用哪种变速方式，其换档过程都是通过与花键连接的换档杆使换挡轴转动一定的角度，从而带动变速鼓5转动，由变速鼓沟槽6推动拨叉轴7上的拨叉8使相应的齿轮啮合来实现换挡的。

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