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變速器新潮:AT真的能再次一統江湖?

發布時間:2016-02-23 | 來源:齒輪傳動網 | 作者:盧茜
   全世界最早的“可自動換擋變速器”無疑是AT——追溯起來甚至能扯上100年前的T型車。不過真正意義上的AT,應該從上世紀中葉算起——當時的工程師用液力變矩器+行星齒輪組實現了自動換擋,這種基礎結構至今仍未改變。在這之后經過了近半個世紀,“自動換擋”一直是AT獨霸天下。

 

  既然獨霸天下,何以后來會有其他品類的變速器陸續出現呢?自然是之前的AT并不完美。然而也正是因為這些其他品類變速器的出現,促使了AT的自我革命,誕生了與傳統AT區別很大的新型AT。這些新型AT在很大程度上克服了傳統AT的問題,如性能上不遜于雙離合、舒適度上不比CVT差等等。于是有觀點認為,AT通過這種自我技術革新所展現的優勢,有可能讓它再次一統江湖。

  事情果真會如此發展嗎?

  傳統AT問題的根源:對液力變矩器的過分依賴

  一說到液力變矩器,很多人可能會嗤之以鼻。尤其是被雙離合技術洗腦的人,會覺得這就是一個只會發熱、低效的垃圾。殊不知,這可是汽車機械工程歷史上最偉大的發明之一。即便發展到現在這個“高科技時代”,液力變矩器依然存在,甚至連最新推出的10AT仍不例外,你能小瞧它的價值嗎?

  “液力變矩器相當于一個緩沖器,可以抵消換擋沖擊,類似于MT的離合器”,很多人對于液力變矩器是這樣理解的。這其實只體現了液力變矩器價值的一個方面,它其實還有另一個重要功效——變矩。何為變矩?其實本質上不就是變速嘛!沒錯,液力變矩器這個靠液壓傳動的機構,由于液力的蓄能特性,它在工作時能實現扭矩放大的效應。從某種程度上來說,你可以把它視作一個瞬間工作的、小齒比范圍的無級變速器!

  開過老式AT車型,尤其如老款豐田4AT車型的人應該有體會——起步瞬間動力感覺很猛,比MT還猛;但這股“猛勁兒”持續不了多久,然后就歸于平靜。這種感受,很大程度上就是拜液力變矩器的這個特性所賜。

  傳統AT之前的很多問題,其實就出在了對液力變矩器的過分依賴上了。大家應該注意到一個特點:傳統AT的擋位數往往是少于MT的,即4MT普及時代對應的是3AT、5MT普及時代對應的是4AT……為何?因為以那個時期的技術和工藝,給AT增加一個擋可不是件容易的事,往往對應著巨大的成本和風險。而那個時候的發動機,也遠不似現在這樣“扭矩寬泛”,變速器擋位數少了還真不夠用。怎么辦?液力變矩器的價值剛好能體現出來——由于相當于串聯了一個小的無級變速器,工程師可以把4AT的齒比范圍設計得與5MT甚至6MT相當。

  看似絕妙的設計,卻讓液力變矩器的缺點極度顯現。啥缺點?現在地球人應該都知道了:效率低啊!這也很好理解——動力輸入跟輸出之間居然沒有軸或者齒輪連接,而是靠攪動液壓油,這玩意兒效率能高嗎?效率低的結果會怎樣,自然是油耗高、加速慢。這些問題在早期沒啥,但隨著人們對效率追求的日益提升(那么多的發動機新技術,核心的核心其實就是為了高效),矛盾也就日益凸顯,最終逼出了CVT、DSG等等。

  新型AT的革新根源:以多擋位為核心的效率革命

  從獨霸天下到三分天下,AT之所以丟失“江山”的根源既然是效率,那么它的革新自然也圍繞著效率展開。各種手段中,多擋位成了最重要的制勝法寶。

  在相當長的一段時間內,AT的擋位數極限是6——當時的工程師也認為這個數目可能就到頭了,直至目前,仍然還有很多新型6AT誕生。本世紀初,戴姆勒不信邪推出了7AT,并獲得了一定范圍的響應。而真正把多擋位推向高潮,并引發當下全球擋位數“無休止競賽”的,應該歸屬采埃孚的8AT(即目前絕大多數縱置寶馬車搭載的那臺變速器)。從這款變速器開始,AT終于也可以做到(同款車)比MT更省油——這之前可一直是DSG的賣點,傳統AT幾乎想都不敢想。

  那么為何說多擋位是所有這種變化的核心呢?回顧之前對傳統變速器的分析——它過分依賴液力變矩器的根源就是因為擋位數過少,不得不靠液力變矩器來彌補擋位落差的空隙,避免動力不足或換擋沖擊過大。與此同時,由于傳動比落差過大,換擋速度也不可能設計得很快(否則會增加沖擊感),進一步影響性能發揮。當擋位數由4變成8以后,一切都發生了質變。液力變矩器的變矩作用變得完全不必要了,它純粹就是換擋過程的一個緩沖器而已,由過去“無時不刻不努力工作”變成“僅在換擋瞬間工作”(其他時刻都處在鎖止的硬連接狀態)。與此同時,極小的齒比落差和伺服機構的革新,可以讓換擋速度直接媲美DSG,提升性能的同時進一步減小對液力變矩器的依賴。效率和性能,就這樣自然而然地提升了。

  當然,多擋位是AT革命的核心,但并非唯一。在低端AT領域,革新也依然存在,只不過沒有那么本質化而已。例如愛信推出的新型4AT(配備在威馳、樂風RV等車型上),雖然擋位數仍然只有區區4個,但基于發動機技術的進步和伺服控制機構的提升,它一樣可以在避免沖擊的情況下提升換擋速度和增加液力變矩器鎖止頻率,從而達到高效的目的(例如樂風RV,4AT版與5MT版綜合油耗已完全一樣)。

  類似的這種變化,在新型的5AT、6AT上也都存在。看起來擋位數沒有變化,但它們的效率早已非傳統AT可比。

  小結:革新會讓AT收復失地,但很難一統江湖

  從最近幾年行業內的變化來看,中高端領域新型AT已經顯現出了無可爭議的強大競爭力——除了雙離合的死忠大眾集團(包括奧迪等)以外,其他品牌已幾乎全面改用AT,包括之前曾經嘗試過雙離合的福特、沃爾沃等等。即便是大眾集團,旗下的大多數SUV和豪華級轎車(如奧迪A8)也都采用AT。伴隨著大眾對于10速DSG研發的放棄,“中高端全面采用AT”這種趨勢不出意外的話應該還會繼續下去,并有可能進一步蠶食大眾集團下的份額。這也意味著在這一領域,AT已經基本收復了過去丟失的領地。

  然而在中低端領域,AT的優勢卻遠沒有這么突出。在成本、性能、布置方式等多方權衡的情況下,CVT與干式雙離合依然足以與新型4AT、5AT或6AT分庭抗禮。從趨勢看,雖然目前數量上仍以AT占多數,但AT的市場占比和份額卻有可能會逐步下降,最終形成一種三足鼎立的局面。

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