三国时期魏、蜀、吴三国鼎立,互相牵制,21世纪则有9AT、7DCT、CVT三雄争霸,且看风云突起的自动变速箱世界。
19AT变速箱三足鼎立
9AT是9速自动变速箱的简称。所以我们先得聊聊自动变速箱。其作为当今绝大多数家用车辆首选,自然有着独特的魔力。
▎自动变速箱原理及发展
自动变速箱通过液力传动和行星齿轮组合的方式来实现降速增矩、自动变速,一般由液力变矩器、行星齿轮组、液压换挡操纵机构和执行机构、换挡控制系统等部分构成。
这些发音拗口的组件却能让换挡这件大事相当平顺,舒服到我们都不用动手就能自动换挡。
简单来说,控制系统充当了大脑的作用,采集车辆各种行驶信息来判断换挡时机,具体实施者则是行星齿轮组上的离合器。AT在发动机飞轮动力输入端并没有普义上的离合器,而是液力变矩器在这里大放异彩。
▲液力变矩器的原理是,通过工作液在涡片间的流向变化来实现离合功能,平顺性更好。
▎9AT有哪些?
国内能买到的配备9AT的车,有吉普自由光、自由侠,路虎揽胜极光、发现神行,本田冠道,雪佛兰探界者,奔驰C级E级GLC级以及GLE级等。
未来通用家族以及奔驰除MFA前驱平台外,还将推出数十款9AT车型。纵观天下9AT,ZF 9AT,通用Hydra-Matic 9T50和奔驰9G Tronic可谓三足鼎立,各有千秋。
▎九个挡真好用吗?
不过,也不得不说ZF 9AT的齿比分配过于稀疏,第5挡即达到直接挡,6-9均为超速挡。这会带来什么后果呢?
以Jeep自由光为例,由于前四挡位分布过于稀疏,在60km/h的日常道路上,控制器选择的挡位范围也只有5个左右,这和之前遍地的6AT似乎没啥区别。
而且,Hydra-Matic 9T50使用的行星齿轮单向滑动离合,理论上较ZF 9AT硬咬的犬牙离合更加平顺。总之,这种厂家自研的9AT还是挺感兴趣,好奇半年后它在市场上的实际反馈。
▲看看奔驰自家E43 AMG等布局合理的车型上,又是另一番光景了。
▲因地制宜这四个字看起来简单,但背后的辛酸血泪不是哪家都能咽下的。而且车主要想用好这九个挡位,也得好好磨炼一翻。
那为什么这么多厂家放着好用的6AT不用,费力不讨好的迎合9AT甚至10AT、11AT呢?油耗、油耗、还是油耗!
27DCT源自于赛道技术下放
正常加速减速情况下,当车辆挂入一个挡位时,另一个离合器对应的下一个挡位已经进入预选状态,只要当前挡位分离便可立刻无缝连接下个挡位。
而且电脑控制没有变矩器,所以换挡速度比自动甚至手动变速箱都要快,直接换挡的动力损失也更小,节油效果可观。
▎目前市场情况
6速DCT日落西山,而今7DCT遍地开花,很多大牌主流车型譬如大众、奥迪、福特、雪佛兰、菲亚特、哈弗、吉利等等,都有7DCT版本可供选择。
但仔细考量,真正可以生产双离合变速箱核心模块的独立供应商,主要有BorgWarner、LuK、Getrag三家。
▲奥迪S-Tronic
我们熟知的大众DSG和奥迪S-Tronic变速箱都是7DCT的不同别名,都有干式和湿式之分。扭矩小于等于250N.m的是干式,采用的是LuK的双离合模块;扭矩大于250N.m的是湿式,采用的是博格华纳的双离合模块。
福特的PowerShift双离合变速器也有干湿之分,干式技术来自Getrag,湿式技术都来自BorgWarner。问题都比较多,特别是干式,曾帮长安福特数次登上投诉排行榜前列。现在,福特在刻意回避和减少DCT的匹配,比如福克斯只有1.6L自然吸气版才配6速干式双离合,高配版是6AT了。
▲保时捷PDK
作为高性能湿式双离合的代表,广受赞誉的保时捷PDK是与ZF合作的结果。
回看国内,最近也被吉利新博瑞,哈弗H6 Coupe和瑞虎7的DCT刷屏。它们有共通之处,即背后都是一个核心供应商Getrag,但也不同之处:新博瑞是7速湿式、哈弗H6 Coupe是6速湿式、瑞虎7是6速干式。越向后,成本越低。
另外,正在上市的Wey品牌下的经一组车型:VV7s和VV7c都是配备了长城自己研发的7速湿式DCT,核心技术来自博格华纳,但拥有系统的完整知识产权。这是自主品牌的一个首创,值得关注。
另外,上汽荣威550其实是最早搭载湿式DCT的自主车型,核心技术也来自博格华纳,系统总成与通用一起开发并共享知识产权。
比亚迪目前也拥有干湿两种DCT,小扭矩干式,大扭矩湿式,均逆向自大众。
如今DCT已经在民用车上实验了10余年,性价比高、比AT的结构简单、实现机械功能难度不大,而且在一定情况下性能比AT出色。
双离合的硬伤在于配置在普通量产车上如何解决高扭矩下的热摩擦问题,以及系统的适应性问题、耐久性问题。相对而言,湿式的有油液浸泡,散热更好,稳定性更好一些,成本与技术复杂度也更高。
但是,这还要看与不同发动机的配合和调校。同样一家供应商的双离合技术,供到不同车型上会有不同结果。在AT公认稳定的势头下,DCT的短期发展一波三折。在经历了2013年大众DSG全球大召回风波后,现在又有回头趋势。
▎有俩离合器的手动挡真好用?
良心话,但凡开手动挡或自动挡时间长了,来一把DCT都会爽爆,无缝衔接带来的迅猛加速感受是在意识之外的,就像玩VR,明明身体没什么感觉但眼前的场景确实发生了。而且这种挡挡爬升的线性感绝非一颗平顺的CVT所能企及。
但这看似完美的一切基于两个前提:变速箱适合发动机和车型本身且换挡逻辑合理,以及驾驶员懂得对付双离合车的技巧。
目前关于双离合变速箱的争论,基本集中在顿挫。那么为什么顿挫感的反馈都集中在双离合变速器上?原因就在于DCT没有AT或CVT的液力变矩器,使用的是类似手动挡的离合器,所以DCT顿挫感受比较明显。然后湿式离合与普通干式压片离合又不尽相同,故大家比较喜欢引出干式、湿式离合器来对比。但仅用干、湿式区别来解释顿挫感未免过于片面。
▲上为干式双离合,下为湿式双离合。干、湿式的离合片运动方式不同。干式离合靠拨杆压盘,湿式离合靠液压。主要区别是干式无法主动散热,热量靠对流排出以及热容量高的材料吸收,湿式能主动散热。干式动力传递更直接只不过操作过激容易过热,可传递扭矩较小;湿式动力传递稍有延迟但略平顺,可传递扭矩比干式大。
虽然干湿式离合器在散热和扭矩上有差异,但这并不是产生顿挫的主要原因。
决定一台双离合性能有效发挥的关键首先在于变速箱是否适合发动机和车型本身。即软件和工况是否适配,动力和车重是否适配。
产生顿挫的另一个原因是驾驶方式不当。一种情况是长时间的低速和频繁停车起步。带挡低速和起步时为防止死火,离合器处于半接合,双离合器变速箱靠离合片物理摩擦链接,半接合点控制较生涩,机器会降低转速,给乘客带来一股冲劲,这在任何双离合变速箱上都无法避免。
此外急加速和急减速使电脑触不及防也是产生顿挫的原因之一。
所以理论上,双离合变速箱是在合适的匹配与逻辑下,平稳的加速减速中才能做出趋于完美的响应。
之前集中在大众DSG以及福特沃尔沃Powershift的问题根源大致在此。变速箱产品本身是基本不会有问题的,很多人错误的认为是“变速箱顿挫”,其实是不了解本质,操作不当,再加上三人成虎的效应,就造成了全民偏见。
所以对于7DCT来说,在无液力变矩器缓冲,对换挡品质要求更高的前提下,做好一辆车发动机与变速箱的匹配,程序与工况的匹配是接下来要继续攻克的难题。
3CVT变速箱历史悠久
CVT是无级变速箱的简称,至今已有100多年的历史。
开发生产CVT的厂家除了Jatco、邦奇、博世,还有各大车企,如本田丰田CVT,日产xtronic和与LuK合作研发的奥迪Multitronic。
日系的CVT技术世界领先,但这些年自主品牌如奇瑞在CVT上也下足了功夫,时至如今已步入第二代产品,据有关报道可达到日系一线水准。
CVT没有明确具体的挡位,变速比是一系列连续的值。传统的齿轮箱被两个锥形盘和一条钢带取代,锥形盘可在液压推力作用下收紧或张开,钢带会被挤压或放松而顺势离心或向心运动,钢带与锥形盘的接触半径改变,从而改变了传动比,类似一个没有挡位的AT。
目前多数CVT变速箱应用液力变矩器,主、从动锥形盘的夹紧力也由电子控制,具有无懈可击的平顺性和变速范围。且经过多年的传动带技术改进,承受转矩能力提高不少。
CVT可使发动机动力无间断传递,后备功率更充足。较AT、DCT,传动效率更高,它可以让发动机停留在某一恒定输出,仅改变传动比来改变车速,燃油经济性也更好。
▲由于传动带结构的限制仍然不算高,而且加速响应不够直接,CVT不适用于长时间激烈驾驶。
▎没有挡位的自动变速箱会好用吗?
在AT、DCT和CVT之间,CVT是最有个性,也是最经久不衰的变速箱。
老话说的好,经得起时间沉淀的东西绝对不差。想想也是,不然早就和历史中奇葩的Lenco、Brinn竞速变速箱这种黑科技一样,成了转瞬即逝的流星。
CVT成熟的技术,比AT简单的结构,比DCT平顺的动力传递,再加上重量轻体积小节油种种优势,实在是惹人喜爱。
▎CVT缺少乐趣、容易打滑,是真的吗?
看官且慢,待汽车自动变速器研究中心逐一分析。
缺少乐趣这件事儿放在CVT上可真可假。虽说CVT绝对平顺,多用于家用舒适型车,但看看日产曾经的2012骐达顶配GTS运动限量版1.6T,配备的正是一台与Jatco共同开发的CVT变速箱,还可通过电控模拟6速挡位。据车主反映,80km/h以上超车非常有信心,且综合油耗低于10L每百公里。
这是什么概念呢?一台钢炮使用了CVT,较之前AT在动力响应和油耗上都有进步。再来看看本田新思域1.5T CVT,一台兼具运动舒适的新时代神车,1.5T百公里加速进入8秒俱乐部,输出平稳,综合油耗6L左右,这也是CVT的功劳。
人们都觉得CVT应该是本田雅阁奥迪A6这些豪华沙发的专属,但其实通过模拟挡位,优化标定等做法,CVT完全可以变得富有乐趣。
说完乐趣,再来说说容易打滑这件事儿。
所谓打滑,大多时候指的是打滑的感觉,并非真正的锥形盘与钢带摩擦。这种感觉的来源有可能是液力变矩器工作液加速时产生的飞轮与锥形盘转速差。
奥迪A6 2.5 CVT普遍反映没有打滑感,原因就在这颗Multitronic使用的不是液力变矩器而是与DSG相同的湿式液压离合,不会产生转速差。
另外,打滑感还可能是电控加大锥形盘压紧力带来的提速延迟,若仔细体验,本田雅阁,日产逍客等都是一样的。况且目前CVT都有自我保护,退一万步讲,就算瞬时扭矩真的过大使变速箱内部打滑,电子系统也会瞬间切断动力传递的。
目前舍费勒改进的带有斜面柱销的传动钢带以及博世以推代拉的压力钢带,可承受的扭矩远比十年前本田飞度应用的第一代自家CVT要高得多,扭矩打滑早已是陈年往事过往云烟了。
▲日产VQ35 3.5和奥迪二代EA888 2.0T这种扭矩输出不算低的机器都在使用CVT。
在这里可能有人会说奥迪已经弃用CVT,但原因并不是CVT的缺陷,而是奥迪自家的8AT与7DCT的成本控制,传动效率和油耗水平不次于CVT,应用CVT并无太大必要,毕竟CVT后期保养成本较高。
所以CVT可称作极具个性的多面手,潜力不可小觑。
49AT、7DCT、CVT到底孰优孰劣
这是鱼和熊掌的问题。
9AT,7DCT和CVT各有长短,无法互相取代,且三种变速箱分别对应不同的动力输出特性。
9AT的宽容度相当高,大小通吃而且非常适用于SUV、MPV、高性能车型以及顶级豪华车。例如本田冠道,克莱斯勒Pacifica,奔驰E43 AMG。这些车型本身自重较大、动力输出强大、扭矩强劲。
AT变速箱在三者中可承受最高的扭矩,并且9AT提供更多的挡位使发动机在大多数时间都可处在能耗较低的状态,有助于提高燃油经济性。
另外9AT第一挡的大齿比以及密齿分布有助于提高车的加速性能,这都是大块头SUVMPV和高性能豪华车的福音。
7DCT非常适用于钢炮、sportscar、轿跑和一些有较强性能取向且轻巧灵活的家用车例如大众高尔夫R,宝马M2。7DCT受限于实心空心双输入轴结构,可承受扭矩次于AT,但是有AT和CVT无可比拟的换挡速度,因此在扭矩不大而且低扭较低,非“小马拉大车”的前提下,7DCT能很好满足这些车辆的性能需要,并且7个挡位数也可有效提高燃油经济性。
CVT针对性较强,适合舒适取向的普通家用车和豪华商务车如本田雅阁,奥迪A6L。绝对平稳的动力输出,宽泛的变速范围和不错的传动效率,可以营造安静宜人的驾乘感受又可满足日益严苛的油耗要求。由于这类车型普遍动力水平不高,完全在CVT的能力范围之内。偶尔轻度的狂野驾驶也完全不用担心。
汽车自动变速器研究中心总结
9AT、7DCT、CVT在动力水平、操控性、节油能力等特性的博弈还会继续,不论是9AT开疆拓土,7DCT刺激多变,还是CVT安心舒适都有一批粉丝。
王老师
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王老师个人简介
中汽同盟自动变速器讲师,主攻自动变速器维修、技术培训与研究工作。从事汽车维修10余年,在北京波士通达,奥吉通4S店任车间组长。
打破技术封锁,传播汽车知 识
汽修工
现在哪些汽修的微信比较屌爆?我想学习一下!
听说有个 汽车维修诊断高级技师, QCWXZD
王老师
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