挡位勇攀高峰 2013年新变速器大盘点

2014-01-14 19:50:34来源: 汽车之家

作为动力总成系统中的重要部件,变速器肩负着将动力高效平顺传递的重任。而根据车型和产品定位的不同,人们开发出了AT、CVT、DCT等多种形式的自动变速器,每一种变速器也都存在其独特的优势。这些变速器随着技术的发展也在不断与时俱进,而仔细观察可以发现,它们都在向着拥有更大变速比的高挡位迈进。

● 奔驰9AT

在采埃孚推出世界上首款横置9AT不久,奔驰也正式对外推出名为9G-Tronic的9AT。它与前者最大的不同是其采用纵置布局,而这也是世界上首款采用纵置布局的9AT。

这台纵置9AT的最大齿比为9.15(略低于采埃孚9AT的9.81),其依靠4组行星齿轮和6个换挡器来实现9种挡位的变化。重要的是,该变速器可在升挡过程中进行“跳挡”,依据工况所需,在行星齿轮和换挡离合器的协同工作下,挡位可实现3-5-7的跳跃升挡方式,这样可以缩短换挡时间、提高效率,也使得车辆在燃油经济性上有更好的表现。

奔驰9G-Tronic与7G-Tronic齿比对比
挡位 9G-Tronic 7G-Tronic
1 5.50 4.38
2 3.33 2.86
3 2.32 1.92
4 1.66 1.37
5 1.21 1.00
6 1.00 0.82
7 0.87 0.73
8 0.72 --
9 0.60 --

为了获得更好的换挡平顺性,减小发动机可能对变速器造成的冲击。该变速器在液力变矩器处设计有扭转减振器和配重块,奔驰的工程师表示,这样的设计可以大幅提升整个动力总成运转时的平顺性,在发动机1000rpm以下时尤为明显,这项技术在目前奔驰的7G-Tronic变速器上也在使用。

此外,为了提高换挡精度,该9AT内安装有3个转速传感器对相关部件进行不间断的监测,而变速器电脑以此为依据来对选挡和换挡的节奏进行更精准的控制。

这台9AT内设计了主副两个油泵,主油泵通过链条将动力从输入轴引至机械泵,它的体积相比奔驰之前的变速器要更小,同时在一定程度上也降低了驱动油泵时的动力损耗。副油泵依靠电力驱动,它在不同的工况下随时介入或退出工作。而其最大的优势在于,即便发动机熄火后,它仍可以帮助变速器保持工作油压,这对发动机重新启动后车辆的迅速移动有很大帮助,自动启停功能也因此受益。

根据奔驰所公布的资料,一辆搭载9AT的E350 BlueTEC车型(采用3.0L V6柴油机)以9挡120km/h的车速高速巡航时的发动机转速仅有1350rpm,百公里油耗为5.3L。这大大提升了车辆的燃油经济性,同时其在NEDC(欧洲循环测试)中百公里二氧化碳排放量也只有138克。

总结:

这台9AT未来有很大的适配性,除了可以匹配在前置后驱车型上以外,像四驱车型、Hybrid、Plug-in Hyrbrid等车型也都可以搭载。应该说,更多挡位的变速器对于欧洲普遍应用的柴油发动机有着更大的作用,奔驰也希望通过它在未来这个更加注重车辆燃油经济性的时代处于不败之地。

● 观致6速干式双离合变速器

随着观致品牌首款车型的上市,观致3上的一款6速双离合变速器也引起了我们的兴趣。在现有的车型配置中,观致3的动力系统包括有1.6L自然吸气和1.6T涡轮增压两款发动机,根据发动机的相关参数,我们也推断观致3上的1.6L自然吸气发动机源自奇瑞的ACTECO发动机,作为观致汽车的出资方之一,这也在情理之中,而那台6速双离合变速器的技术则主要由格特拉克提供。

与大众现在使用的液压控制驱动的双离合变速器不同的是,观致这台6速双离合变速器的双离合模块由电机控制,这样就省去了相对复杂的一整套液压驱动装置,在结构上也就相对更加简单和紧凑。

『观致3的双离合模块采用与福克斯相同的电动驱动方式,箭头即为由电机控制的换挡鼓』

从主要结构和供应商来看,观致3的这台变速器与福克斯上的6速干式双离合变速器几乎一致,而之前我们也将它和大众的7速双离合变速器在技术层面上进行了对比。

总结:

单纯从结构上来说,相对简单的电机控制方式在可靠性上确实更有保证,当然对于这种近些年才大规模量产的采用新技术的变速器,其产品稳定性也还需要一段时间来加以检验。

● 本田双离合变速器

——8速双离合变速器

在今年的本田技术大会上,本田正式对外公布了一台自己研制的8速双离合变速器,与目前市面上其它厂家的双离合变速器相比,它在结构上显得特立独行,因为其通过使用液力变矩器来取代传统的双离合模块,这也使它成为世界上首台带有液力变矩器的双离合变速器。

目前,本田所采用的平行轴式自动变速器由于先天结构的原因导致其挡位数量限定在6速的水平上,而为了提升燃油经济性,开发更多挡位的变速器也是迫在眉睫。这台8速双离合变速器的变速机构依然采用了本田传统的平行轴结构,其最大输入扭矩为270N·m,根据适配车型的不同,最大变速比在6.367-7.0之间。

本田这种“杂交”的设计让其在保持迅速换挡的同时相比传统双离合变速器更加平顺,尤其是在起步和低速行驶时,同时液力变矩器的扭矩放大作用也让车辆在起步时更加有力。此外,平行轴的结构对于本田来说没有任何技术壁垒,研发和生产相对较容易,同时也更易和现有的动力系统进行匹配。

不过,也正是由于平行轴结构的原因,这台双离合变速器与本田平行轴自动变速器有着相同的问题:体积无法缩小。这也使得该变速器无法与体积相对较大的六缸发动机相匹配,而目前所匹配的雅阁试装车或许将成为可以搭载这台变速器的最高级别车型。

——7速双离合变速器

除了上面提到的8速双离合变速器外,在本田“FUNTEC”技术中还有一台7速双离合变速器,目前它主要被应用在专为小型以及紧凑型车设计的i-DCD(intelligent Dual-Clutch Drive)混动系统中。


这台7速双离合变速器采用了传统的结构设计,双离合模块为干式结构,并依靠液压系统驱动。目前日本本土的新飞度混合动力车型就将搭载这台变速器,虽然目前还没有更多关于此变速器的资料,不过根据其定位,也可以看出它的体积不会很大,未来也不排除其搭载在使用传统动力系统的紧凑型以及小型车上。

总结:

本田也紧跟时代的步伐推出了双离合变速器,而且是世界上首台使用液力变矩器的双离合变速器,虽然其有诸多优点,不过庞大的体积也限制了它的适用范围。而那台体积更小的7速双离合变速器目前只搭载在混合动力系统上,个人觉得未来它还可以适配更多不同动力系统的车型。

● 日产新一代中级CVT

随着新一代天籁的面世,日产也同时推出了针对旗下中型车以及SUV车型的新一代无级变速器——CVT8。根据最大可承受扭矩的不同,CVT8分为普通版和高扭矩版(CVT8HT),二者可承受的最大扭矩分别为250N·m和380N·m。目前,CVT8主要搭载在新一代天籁以及未来全新的逍客和奇骏等车型上,而CVT8HT目前搭载在楼兰以及北美版的天籁等车型上。

相比搭载在上一代天籁等车型上的老款产品(CVT2),CVT8主要进行了三方面的优化升级:

1、增加了变速器的齿比范围;
2、减小了内部摩擦损耗;
3、提升控制系统和控制逻辑。

从结果来看,根据官方给出的数据,CVT8相比上一代产品在燃油经济性方面提升了12%(CVT8HT提升了10%)。

——变速比扩大

CVT8相比CVT2,将变速比由6扩大到7,想实现它,日产给出的技术方案是减小主动轮轴的直径,这样主动轮就可以有更大的变化范围。而通过下表我们可以看到,目前CVT8的变速比基本处在6AT和8AT之间。

几种变速器变速比的比较(均为横置)
ZF 9HP

AISIN AW

TG80-LS
8AT

AISIN AW

TF80-SC
6AT

CVT8
9.81 7.59 6.01 7.00

——降低内部损耗

CVT8采用了全新设计的钢带,其中每一个钢片的刚度得到了优化,同时钢片的宽度变得更小,通过这种方式,整体减小了钢带的摩擦,从而提升了变速机构的工作效率。

此外,CVT8采用了更高效的小型油泵,变速器控制阀体的阀间隙也进一步减小,而通过对油压的精确控制不仅降低了能量损耗,同时也增大了主从动轮对钢带的夹紧力,提升了变速机构的工作效率。

CVT8还采用了粘度更低的油,减小了油液带来的部件运转阻力,同时CVT8的油液量也减小了,而且工程人员在差速器的位置增加了一块挡板,它的作用就是减小差速器齿轮搅动油液时所产生的阻力。

——优化了CVT的控制逻辑

变速器电脑通常会根据驾驶者的意图以及车速等信号控制变速器进行变速,CVT8进一步优化了控制逻辑,不仅让变速器更加智能,而且可以根据不同的驾驶情况做出最快速的反应。

由于传统自动变速器中的液力变矩器往往是制约其燃油经济性的一个最大问题,所以现今工程人员都在想办法提高液力变矩器的工作效率,而最有效的办法就是尽早将其刚性锁止,这样发动机传递过来的动力就可以毫无损失的直接传递给变速箱。CVT8也是遵循这种理念,其在车速10km/h以下时便可锁止液力变矩器,而且在持续的加速和行驶阶段也无需打开,这样就大大提高了动力的传输效率。

总结:

日产似乎认准了无级变速器这条技术道路,并为旗下几乎所有车型配备了该类变速器。而随着技术的积累和进步,日产也在不断对现有产品进行优化,在发扬其优势的同时,也在尽力弥补CVT变速器的一些传统问题。CVT8产品虽然没有什么翻天覆地的变化,但通过这种优化升级,相信CVT技术在未来会适应更多种类的车型,同时也拥有更出色的产品可靠性。

● 广汽七速双离合变速器

在今年的广州车展上,广汽集团对外展示了一台型号为C725的七速干式双离合变速器。准确来说,由于广汽与菲亚特的合资关系,所以该变速器的核心技术来自于菲亚特集团,目前其在杭州依维柯汽车变速器有限公司生产制造。

该变速器采用了电控液压驱动的双离合单元,同时换挡机构也由液压控制模块控制,其中一些部件由菲亚特旗下的马瑞利公司提供。该变速器的最大变速比为6.80:1,通过下表的对比,我们可以看出广汽的这台双离合在参数和控制方式上与大众的7速双离合很接近,只是重量更大一些。

3款干式双离合变速器基本参数比较
名称 大众七速DSG
干式双离合变速器(DQ200)
福特Powershift六速
干式双离合变速器
(6DCT250)
广汽七速干式双离合变速器(Dual Dryve)
型号 0AM DPS6 C725
最大扭矩 250牛·米 250牛·米 250牛·米
前进挡数/倒挡数 7个/1个 6个/1个 7个/1个
控制机构 液压控制 电机控制 液压控制
重量 约72千克 约73千克 约80千克
匹配车型

速腾、高尔夫、明锐、朗逸、迈腾、昊锐、宝来、大众CC、新帕萨特、新迈腾以及奥迪A1、A3等车型的1.4TSI及1.8TSI车款

福克斯1.6、2.0车型

广汽菲亚特菲翔、
广汽传祺

总结:

目前菲翔车型上搭载的是一台最大可承受350N·m的6速干式双离合,而根据厂家公布的资料显示,这台C725变速器未来将搭载在菲翔以及广汽传祺系列的车型上。由此可见,通过这种一高一低(可承受扭矩大小)的搭配,广汽很可能将为旗下车型,从小排量自然吸气到涡轮增压发动机普及这种双离合形式的自动变速器。

● 吉利七速双离合变速器

在今年上海车展上,吉利对外展出了自主研发的首款双离合变速器,其采用七速湿式结构,最大可承受扭矩为325N·m,未来它将匹配在横置发动机布局的车型上。

吉利七速双离合变速箱

型号

JL-7DCT250F

挡位数

7前进挡+1倒挡

布置方式

横置

最大输入扭矩

325N·m

轴向长度

373mm

净重

81kg

总结:

吉利于2009年收购了当时世界第二大变速器公司——澳大利亚DSI公司,这不但可以让DSI的产品顺利引入国内以弥补吉利车型在自动变速器方面的劣势,同时也大大强化了吉利在自动变速器上的研发和生产能力,我想吉利也是借助该能力研发出这台7速双离合变速器,不过目前吉利并没有公布未来其可能搭载的车型,而它距离真正量产似乎还有一段时间。

● 比亚迪6速湿式双离合变速器

目前比亚迪已经开始广泛使用其自主研发的1.5TDI动力总成了,其中的“D”指的是一台6速干式双离合变速器。而在今年的广州车展上,比亚迪又展出了一台可承受更大扭矩的6速湿式双离合变速器,未来它将最先装配在比亚迪S7车型上。

比亚迪已经量产的6速干式双离合变速器是对大众7速干式双离合变速器逆向研发的成果,而这台6速湿式双离合变速器又是在前者基础上研发而成的,同样是6个前进挡意味着齿轮结构和整体布局无需进行大的变动,而它的体积也没有增加多少,这也意味着其未来可以适配更多种类的车型。

总结:

虽然目前还没有更多关于该变速器的相关资料,但比亚迪也是在通过类似大众7速干式和6速湿式双离合变速器的产品定位来为旗下不同级别的车型逐步普及双离合式的自动变速器。

● 盛瑞8AT

自动变速器的研发和生产能力一直是我国较为薄弱的,无论是自主品牌的车企还是零部件企业在此方面始终都没有较大的建树,更多的还是依靠购买成熟的产品来满足自身发展的需要,而来自山东的盛瑞传动股份有限公司却一鸣惊人地推出了具有自主知识产权的横置8AT。

这台变速器的具体型号为SR8AT-300,准确来说,它是盛瑞与德国开姆尼兹工业大学联合研制而成的。此款变速器从原始概念创新开始,采用正向设计,填补了国内6挡以上自动变速器在研发和生产领域的空白。

盛瑞8AT分为两驱和四驱版本,目前装车量产的主要是横置8AT。它的变速机构采用了3组行星排和5个换挡元件(4个离合器和1个制动器),其中第7、8挡是专为省油设计的超速挡,最大速比为6.547,而最大可承受扭矩为300N·m。

SR8AT-300 8速自动变速器各挡传动比
挡位 传动比
1 4.17
2 2.65
3 1.69
4 1.42
5 1.17
6 1.00
7 0.84
8 0.64
倒挡 3.35

由于发动机舱的宽度有限,所以对于高挡位的横置变速器来说,其体积就不能太大,而该变速器的尺寸仅是略大于传统的4AT。此外,盛瑞也选择了一些世界上知名的零部件大厂作为自己的供应商,包括有博格华纳、博世、德尔福、西门子等,这些成熟大厂的加入也在一定程度上确保了最终的产品品质。

盛瑞8AT可以匹配从1.6L涡轮增压发动机到3.0L自然吸气发动机,并适合于中高级轿车以及SUV等车型。此外,该变速器还可以实现发动机横置的四驱结构以及适配混合动力系统。目前,陆风X5则是首款搭载盛瑞8AT的车型。

总结:

盛瑞8AT确实填补了国内高挡位变速器的空白,算是跟上了世界的潮流。不过再优秀的变速器也还需要与发动机和整车进行良好的匹配,而目前只有单一的一款车型与之匹配,这无疑限制了盛瑞在后期调校与匹配上的经验和数据累积,所以盛瑞8AT要想进入成熟的量产规模也还有很长的路要走。

全文总结:

无论是哪种类型的变速器,也无论是哪个厂家所研发生产的,我们似乎可以看到,通过更多的挡位数来获得更大的变速比是它们共同的发展趋势。因为更宽广的变速比范围可以让发动机更多时候处于合理的经济转速区间,这无疑提高了车辆的燃油经济性,而这一点对于柴油发动机来说更为明显。现今省油和减小碳排放已经成为全球厂商的共同志愿,而变速器在这里所起到的作用功不可没。

关键字:勇攀高峰

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2014/0114/article_8525.html
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