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城市道路适合哪种变速箱?谈变速箱前景
 

[XCAR 技术 原创]

变速箱是车辆最为重要部件之一,通过变速箱,使得发动机输出的动力能够更好的服务于驾驶员以及车辆,车辆行驶中的变速、变扭、前进倒车都是由变速箱来实现的。如今的汽车工业无比发达,从最初的手动变速箱,到结构更为复杂的双离合变速箱,从4AT,到9AT乃至10AT,车用变速箱的发展如日中天。CVT、DCT、AT、AMT、MT。如此种类繁多的车用变速箱让我们不禁产生疑问,究竟哪种才是最好的?

变速箱前景展望

其实引言处的最后一句话应该是个假命题。应该说这世界上并不存在最好的变速箱,只有最适合实际需要的变速箱。热爱驾驶的当然最喜欢MT,经济平顺当属CVT,技术更高换挡更快还看DCT。如今变速箱究竟发展到了什么程度?日后变速箱的发展又是怎样的呢?

严苛的国家油耗标准:

在探讨变速箱如何发展前,我们先来看看一个残酷的现实——国家标准。在能源紧缺的今天,节油已经不单单是消费者所重视的一项指标,逐渐的,它已经被国家所重视。现如今,它已经慢慢的演变成硬性规定。

在中国这个石油能源大量依靠进口的国家,汽车无疑是“耗油大户”。据了解,国家即将实施车企油耗标准的第四阶段,在2020年后,车企要进一步将平均油耗降低至5.0L/100km。

变速箱前景展望

虽然我们仍然在为这部车换挡是否迅速,动力传递是否直接,变速箱响应是否迅捷而争论不休,但标准并不会因为上述几点而改变。帮助整车节油,势必是变速箱发展路上不可逾越的一道屏障。

既然说到了节油,那我们可以看看变速箱能够为节油做到多大的贡献。虽然变速箱只能提供3%-6%的节油效果,但相比其他几项来说,变速箱是最容易也是最能快速实现的。另外,面对汽车庞大的基数来说,宏观的效果也较为可观。

变速箱前景展望

那么对于变速箱来说,如何才能提升车辆整体燃效呢?目前的技术路径主要有以下几点:提升变速箱的传动效率,降低内部机械磨损,通过增加挡位使得发动机在低转速高效区域运行。

变速箱前景展望

DCT(双离合)变速箱:

了解了未来变速箱的大体发展趋势,我们就具体来看看某一种变速箱究竟会有怎样的变革。如果按关注度排名的话,我想DCT(双离合变速箱)的热度应该远超另外几种变速箱。无论是其本体的技术水平,还是厂家的公关攻势上来看,DCT变速箱无疑都是走在时尚最前沿的。

目前自主品牌也有不少搭载DCT变速箱的车型,不过由于我国变速箱技术起步较晚,技术储备较少,导致目前DCT变速箱的研发主要靠国外工程团队来进行。由于没有核心技术,自主品牌在使用DCT变速箱后会导致过高的制造成本,无法将整车利润最大化。这也是目前自主品牌对于DCT变速箱应用的主要劣势。

虽然在03年时,吉林工业大学与一汽联手上书国务院,力推DCT变速箱的研发。但无奈项目未被认可,这也导致我国DCT变速箱研发被搁浅,未来几年内也仍需要依赖国外的工程团队。

比亚迪汽车2014款比亚迪F3
搭载6速DCT变速箱的比亚迪F3(参数|询价)】

说完了国内DCT变速箱目前的窘境,我们再来看看国际上对于DCT变速箱的未来是如何规划的。DCT变速箱与AT变速箱的不同之处在于,它拥有两组离合器,同时服务于不同挡位,使得换挡速度更快,干式离合器(部分变速箱采用)也使得它动力损失小,所以燃效得以提升。但目前许多DCT变速箱使用了干式离合器(无液力变矩器),导致其在城市道路的频繁走动中,低速容易带来较大的顿挫感。同时干式离合器频繁的接合也导致变速箱内部的损耗加剧温度上升,随之而来的一些电子故障频发。

正基于此,DCT变速箱开始慢慢抛弃干式离合器,主流厂家已经将自己得产品逐渐转移为湿式离合器。在使用湿式离合器的同时,离合器的摩擦材料也将继续改进,它将更加耐磨耐高温。在高温问题上,离合器将使用油气冷却方式,并提供冷却润滑。

变速箱前景展望

AT变速箱:

接下来我们再来看看目前使用最广泛,技术也最成熟的AT变速箱。在前文中笔者也提到过,更多的挡位将有助于整车燃效的提升。而未来AT变速箱的发展方向也是向更多挡位发展。

目前被公认为最有助节油的挡位数为7-9,这也是新款轿车普遍搭载的主流变速箱的挡位数。其实AT变速箱的未来比较容易理解,挡位越多,当然也就越能够让发动机保持在更加经济的转速区间内。

变速箱前景展望

 

盛瑞13AT:

如果说到更多挡位,那就不能不说说登峰造极的13AT变速箱。它由国内一家名为盛瑞的公司制造。其研发团队来自英国的里卡多公司,同时参与研发的还有北京航空航天大学。13个挡位虽然听上去有些不可思议,但其实它的主要技术来源是一台8AT变速箱。

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陆风汽车2013款陆风X5
搭载盛瑞8AT的陆丰X5】

这台13AT的变速箱在原有的8AT变速箱内增加了一组离合器,而通过这套新增的离合器,使得原有的行星齿轮和定轴齿轮间产生了新的组合方式,也就诞生出了那额外的5个挡位。(目前我们还没有得到这款盛瑞13AT的相关图片以及更深入的资料)

电动车变速箱:

如果说以上努力是为了省油的话,那么电动车的出现则彻底将燃油消耗减少为零。都说电动车结构简单,一块电池,一个电机,便构成了电动车的主要动力系统。但是你知道吗?电动车其实也是需要变速箱的。

简单通俗的说,电动机的转速并不能等同于行驶时车轮的转速,所以电动车一般需要安装一部单挡位的变速箱,也叫减速器。不过,现行的一个挡位就能满足电动车了吗?很显然,单挡位并不是完美的。

电动车也是需要换挡的。拥有不同齿比的变速箱,可以更好的发挥电动机的性能,充分利用电动机最高效的工作区域。

笔者给大家举个最简单的例子,如果开过电动车(电动自行车也算)的朋友们都知道,电动车起步的瞬间非常迅猛,但是一旦速度上来之后,中高速下再加速的能力就远不及内燃机有力了。这就是因为目前的电动车普遍都只有单挡位变速箱,速度提升后就不能像内燃机一样利用变速箱的不同齿比来将电动机维持在相对高效的运行范围内。

变速箱前景展望

鉴于此,目前已经有厂家研发出了拥有两个挡位的电动车变速箱。甚至已经有厂家在开发三挡、四挡的电动车变速箱。电动车用多挡位变速箱后,不仅解决了中高速下再加速疲软的问题,而且能使电动机维持在相对高效的工况内,以提升续航里程,降低耗电量。

 

最后我们再来看看CVT变速箱。CVT变速箱的中文名字叫无极变速箱,顾名思义,CVT变速箱没有固定的齿比,它是通过钢带在主动轮与从动轮间的滑动来改变速比,从而达到变速的目的。

而谈到CVT变速箱的应用,我想大多数人第一时间想到的应该是日产。在日产的产品线中,所有的主流车型(当然也有采用非CVT变速箱的车型,例如GTR、370Z、途乐等)都采用了CVT变速箱。既然谈到CVT的发展,那就不得不说说日产与CVT变速箱剪不断理还乱的那些事儿。

那么为何日产这么多年一直钟情于CVT变速箱呢?如果从技术层面解释的话,我们都知道,CVT变速箱有着平顺、节油的种种好处,那么除此之外呢?

变速箱前景展望

变速箱前景展望
日产动力总成开发部部长山本清成向我们讲述了日产与CVT的渊源】

日产所使用的CVT变速箱来自于一家名为Jatco(加特可)的日本公司。相比名声在外的Aisin以及ZF来说,Jatco的曝光率似乎没有前者那么高,不过它是目前世界上最大的CVT变速箱制造商。

附加内容:Jatco公司跟日产有着相当亲密的关系,这是因为,Jatco公司的前身其实就是日产设立的变速箱工厂。早在1967年,日产与马自达福特合作,共同出资建立了一家变速箱工厂,名为日本自动变速机株式会社。1981年,福特撤股,使得日产成为了日本自动变速机株式会社的最大股东。1989年,这家公司正式更名为Jatco。直到今日,日产仍是Jatco公司的最大股东。

变速箱前景展望

【Jatco工厂,目前世界上最大的CVT变速箱制造商】

那么CVT变速箱在实际使用中有又哪些特性值得日产如此坚持呢?接下来我们简单分析一下CVT变速箱相比AT变速箱有哪些优势。

在车速变化较大的情况下(例如城市道路),CVT变速箱能够利用其无固定齿比的特点,将发动机维持在相对高效的范围内,从而降低油耗。除了降低油耗外,CVT变速箱其实对加速也有一定帮助。这不难理解,每台发动机都会有一个自己的“兴奋点”,也就是最大功率的输出转速,在加速时,CVT能够将发动机的转速一直维持在这个“兴奋点”上。同时,CVT变速箱的平顺性则有目共睹。

Jatco所生产的CVT7型变速箱。在以往的钢带式无极变速箱上追加了副变速机构,实现了变速比的大幅扩大以及小型轻量化、高效率化。反应迅速,启动加速和高速行走时的静音效果良好。

变速箱前景展望

变速箱前景展望

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虽然很多人会对CVT传递效率等问题持怀疑态度。但搭载1.6T发动机的骐达(参数|询价)GTS车型其实很好的证明了CVT7变速箱并不存在传递效率低等问题。在实际测试中,搭载CVT7变速箱的骐达GTS车型可以跑出0-100km/h 8.0秒的好成绩。

东风日产2012款骐达
搭载CVT7变速箱的日产骐达】

对于大马力发动机应用CVT变速箱仍然有很多的非议。但如果你仔细观察就会发现,CVT变速箱也同样能够配备在3.5L V6这样的大排量发动机上。关于传动效率、打滑的问题,其实也并不需担心过多。CVT8变速箱已经能达到95%的传动效率,这与AT变速箱水平相当。

Jacto同样有应用在大马力发动机上的CVT变速箱。能够覆盖2.0~3.5升排量发动机的“CVT8”。它拥有同级最大的变速比,进而大幅减低了摩擦损失,较以前的CVT产品燃油经济性提高了10%以上,它能够承受最高380N·m的扭矩。

变速箱前景展望

变速箱前景展望

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同样的,搭载CVT8变速箱的楼兰也很好的证明了CVT变速箱与大排量发动机间能够有着很好的默契。采用3.5L V6发动机的楼兰拥有327N·m的扭矩,实际驾驶中,CVT变速箱与这款大排量发动机搭配默契,并且相比同级别车型而言,它的油耗水平更低。

东风日产2011款楼兰搭载CVT8变速箱的日产楼兰(参数|询价)】

总结:变速箱发展到今天,不单单承载着变速的最基本功能。它与发动机的紧密配合能够带来更富有激情的驾驶感受,更平顺的行驶质感,以及更优异的经济性。与前文中所表达的观点一样,并没有哪一种变速箱是最好的。不同的变速箱要搭载在最适合的车型中才是最重要的。不过摆在眼前最难的课题仍是提升燃效。而就城市道路而言,平顺与燃效似乎更为重要。在这两方面,通过以上的分析我们可以清楚的看出,CVT变速箱则有着更加明显的优势。

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