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多挡自动变速器是发展趋势吗?

在新能源车摩拳擦掌进入大规模量产的前夜,传统汽车变速器产业也正在酝酿一次新的转折,这是一场有关多挡自动变速器的技术竞赛,9挡、10挡自动变速器技术会是主角。

多挡自动变速器是发展趋势吗?

通用汽车全球驱动系统部中国副总裁Michael Carman说,预计到2020年,雪佛兰等品牌共计13款车型将搭载这款变速器。而最新的消息,即将登陆的上海车展,不少品牌的研发部门也都在密集关注多挡变速器发展的所有动向。

不过,很多人会问,搞超多挡位真的有必要吗?是不是车企卖车的噱头?事实还真不是,一个非常严峻的事实是,在传统动力驱动系统的技术革命方面,即使众多新技术被应用在发动机中,例如缸内直喷、涡轮增压、可变气门正时、变排量水泵等等,但依旧难以满足苛刻的法规要求,而除了发动机本身对效率的斤斤计较,变速器的效率提升可谓另一半保障。

而在提升效率方面,挡位越多确实能够发挥神力。首先多挡位意味着齿比范围越大,同等速度下发动机转速可以更低,进而实现更经济的油耗以及更低的排放。其次是齿比越密集,越有利于让发动机持续工作在高效转速区间,而且不同挡位之间的落差越小,不仅可以提高换挡速率,同时对换挡冲击伺服机构的要求也就越小。更重要的是,更宽泛的齿比,也可以在不需要液力变矩器进行扭矩放大的情况下,满足与发动机的匹配。

新一代雪佛兰Camaro ZL1配备通用10AT变速器

说到这里,或者大家还会质疑,既然挡位数越多越高效,那为何大众还会在2015年宣布放弃对10速DSG的研发?这背后的原因其实主要在于成本和结构。

在DSG变速器推出之时,其高效不仅体现在换挡速率高,动力损失小,也在于其采用的离合器传动,依旧是与MT相同的硬连接方式,效率自然比依赖于液力变矩器的自动变速器要高得多。而发展到7速之后,受制于DSG变速器的特性,每增加一个挡位,就意味着要实打实地增加齿轮组,结构的成本以及尺寸、重量等也都随之提升,而且还得重点解决机械损耗问题。

而这些问题对于传统的自动变速器来说,并不突出。由于是依靠行星齿轮的排列组合方式实现,所以自动变速箱增加挡位要容易得多,比如部分品牌的9AT技术,其中一项改进就是通过改变四组行星齿轮的工作实现了挡位数的提升,甚至结构体积和重量都可以实现与此前的6AT相当。传统AT的症结在于对液力变矩器的完全依赖,即使挡位多了,液力变矩器依旧是自动变速器技术不可替代的重要部件,只不过,由于挡位数的提升,每一挡之间的齿比更为紧密,挡位的落差更小,液力变矩器承担的角色就更向着缓冲器的价值倾斜。据资料显示,ZF的8速自动变速器,也可以实现比MT更省油;通用的10AT,换挡速度已经超过了保时捷的PDK。

从ZF已开发的首款9AT来说,它追求的就是更大的齿比范围,这个齿比范围从自家的8HP的7.11,一下跳到了9.81。不仅仅是采埃孚,此后奔驰的9G-Tronic变速器的齿比范围也到达了9.15,而本田的10AT齿比范围甚至超过了10。

选择更大的齿比范围,更多是出于“降低巡航转速”的考虑,大齿比范围也带来另一种转变,那就是它可以更好地匹配中小排量的发动机。给一台中型SUV配备1.5T甚至更小的动力单元,在这种大齿比范围多挡变速器的配合下,其动力性能与经济性就可以实现更好的平衡,有了这个神器,小马拉大车就不再是什么离奇的事了。

不过,可靠性依然是多挡变速器时代面临的重要课题:更多的挡位,意味着更为复杂的内部结构,自然也要面对故障率更高的风险。尤其是在ZF首款9AT技术面世之初,换挡的顿挫、挂不上挡等诸多质疑困扰着多挡变速器的未来,好在根据采埃孚对相关问题的回应,9AT的问题并非是结构本身,而是与车型匹配以及控制程序上的问题,在路虎揽胜极光以及Jeep自由光之后上市的本田冠道,就是通过更为合理的匹配以及控制系统的升级改进,避免出现相同的故障。

在此次通用的9AT变速箱拆解现场,我也将可靠性疑虑抛给了通用全球驱动系统部中国副总裁Michael Carman,他告诉我,通用的产品经过了严格的测试认证过程,软硬件设计也有自己特色,而且此前有着丰富的经验积累,有信心产品投放市场有很好的可靠性表现。不过真正的可靠性依然需要实车一定公里数的累积测试来判断。也鉴于此,凯睿赛驰咨询今年下半年将联合国家部委的质量安全专家以及高校车辆研究院的专业人员一起,重点从耐久性和可靠性角度,对国内市场的最新变速箱技术进行一次综合调研评估,为变速器产业提供一份真实的缺陷数据信息支持。

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