汽車發動機與變速箱的「匹配」具體指什麼?

在很多地方都會看到關於發動機和變速箱的匹配的描述,如發動機和變速箱「匹配」的質量會影響整體的平順性、頓挫感等等。想了解所謂「匹配」具體指什麼。


匹配的概念最多地被提起還是在自動變速箱興起後。

手動變速箱需要匹配么?當然。硬體上有離合器最大扭矩,齒比,還有NVH和發動機的「匹配」,更主要的是駕駛員在換擋過程中對變速箱的"匹配"操作,這是一個駕駛員和車輛的磨合過程,比如:

  • 通過觀察發動機轉速,通過聽發動機的聲音,通過感受加速度來選擇合適的換擋轉速。
  • 通過找准離合器的半結合位置,通過感受離合器對發動機飛輪端的衝擊和振動來選擇在起步的時候補多少油,什麼時候松離合,以什麼速度松離合,來保證又快又穩的起步過程。
  • 在剎車降擋的時候,通過類似跟趾的補油操作,來幫助發動機轉速和低檔位齒比轉速同步,避免車輪對發動機的反拽,讓換擋更平順快速。

類似的例子還有很多。手動變速箱和發動機的匹配過程其實就是駕駛員學習車輛特性(離合特性,發動機扭矩轉速特性)的一個過程。這時好的匹配需要的就是一個熟悉這輛車,懂得如何駕馭的駕駛員而已,匹配的最佳狀態就是人車合一吧。

那麼自動變速箱普及後這個匹配指的又是什麼?在自動擋駕駛中駕駛員所要控制的只有兩個變數:剎車和油門。手動擋汽車人車合一的關鍵:離合和換擋桿都被變速箱控制器TCU接手了。這個時候對於駕駛員來說成為老司機的要求降低了,但是人車合一的難度變高了,一切全靠變速箱和發動機的自動匹配,駕駛員能干預的程度很低。比如只能通過換擋撥片來改變擋位,但是卻不能干涉自動變速箱具體怎麼換擋。

這個時候發動機和變速箱的匹配指的其實就是發動機控制器ECU和變速箱控制器TCU的匹配。如果說手動變速箱的匹配是追求人機合一,那麼這裡追求的就是機機合一:)發動機是心臟,而自動變速箱是大腦。

具體怎麼匹配,主要分為三個部分:

1. 通訊的匹配。人機合一也好,機機合一也好,講究的是交流。人機的交流通過人的感官(視覺,聽覺,對加速度和振動的感知)以及人對踏板和擋桿的控制來實現。而機機交流的唯一途徑就是車載的通訊匯流排,比如CAN匯流排。那麼具體哪些信息需要交互?哪些操作可以互相干預?就是通訊匹配的主要內容。

2. 控制功能的匹配。少了人的干預,前面提到的一些手動變速箱的操作中需要發動機變速箱聯動的部分就只能由機機聯合來完成了。比如跟趾操作,什麼時候踩離合,什麼時候松離合,什麼時候補油,什麼時候換擋,這一系列操作不再由駕駛員來介入,而完全由變速箱和發動機自治協調完成。類似的駕駛功能非常多,需要用到的就是發動機和變速箱控制功能的匹配。

3. 標定的匹配。你應該從沒有聽過家用手動擋的汽車有運動模式和舒適模式的功能按鈕,但是這個在自動變速箱普及的今天非常常見。手動變速箱運動舒適與否完全是通過駕駛員的不同操作來實現的:換擋轉速的高低,掛擋和松離合的速度變化等等。而對於自動變速箱來說,這個就要完全通過在同樣的功能(比如換擋)中使用不同的參數來實現了,具體參數怎麼選擇,需要結合發動機甚至整車特性來變化,這是一個標定匹配的過程。如果你開過雙離合的寶馬M5的話就會有明顯的感覺,在舒適模式下換擋很平順但是換擋速度相對慢,如果你切換到運動擋之後各種運動感的換擋頓挫都出現了,但是這時換擋速度就相當快了。

關於汽車發動機和變速箱匹配更加細節的實例解釋和總結討論,歡迎參加我8月的Live:

Live鏈接:到底什麼是發動機變速箱匹配


謝邀。這兩天對這道題想了很多,大概會寫一大堆廢話。

同一台發動機或變速箱會去匹配不同車型,車與車之間的硬體狀態以及配置有很多不同。不同的車在功能上也不盡相同(是否有起停、是否有巡航、是否有運動模式……)。但是運行在同一台變速箱或發動機內的軟體,基本都是一樣的,所以就會有很多軟體參數需要修改——這就是標定工作。

我想聊聊標定的細節,為何標定工程師需要一點一點去打磨各種參數。

當我端著電腦坐在車裡,盯著眼前的曲線的時候,我常常會感嘆。車,是如此不完美的器物。不完美的,不僅僅是硬體,也包括各個控制器裡面運行的軟體。

一顆晶元,僅僅是安靜地躺在那裡,這裡面運行的,卻是大大的乾坤。

理科生和工科生的區別是什麼?

理科生說:世界按照我的公式來運行。

工科生說:我的公式運行如同真實的世界。

當我剛從學校畢業入職的時候,我被眼前的景象驚呆了。變速箱不就控制幾個離合器嗎,這軟體,居然要有幾萬個變數,真是浩如煙海。我一頭扎入這海洋,看到一個炫彩斑斕的世界。小小晶元,確實是自成一格的獨立王國。這個世界的輸入,不過是數量不多的感測器和通過匯流排從其他模塊傳過來的幾十上百個信號。這個世界的輸出,也不過是控制幾個電磁閥的電流而已。從輸入到輸出的距離居然有幾萬個變數之多。何也?

道生一,一生二,二生三,三生萬物……

我漸漸明白,幾萬個變數,不過是01之間的幻化,其目的,乃是模擬出汽車運行的狀態以及外部環境。

沒有GPS,沒有氣壓感測器——沒關係,海拔可以算出來(發動機功能)。

離合器上沒有溫度感測器——沒關係,建一個溫度模型可以算出來。

執行器油路中為了節省成本不要裝油壓感測器——沒關係,我們想想辦法算出來。

……

晶元里運行的,是工科生的公式,充分知曉了整輛車的狀態後,真正輸出的,也就幾個電磁閥的電流。真是先至繁,而後至簡。

有時我會想,會不會有那麼一天,理科生的公式和工科生的公式可以統一起來。我們洞悉了世間的規律,工業產品都能臣服於理性,所有的表現都和公式一樣精準可以預見。到了那一天,軟體工程師開著上帝視角寫完代碼,一切運行完美,應該就不需要為標定專門設置一個崗位了。

然而我所見的,全是不完美。

感測器是不完美的,不是所有的地方都能安裝感測器,因為成本原因,不能裝太多感測器。

模型是不完美的,模擬出來的世界,怎可能那麼好地貼近真實。我們需要簡化模型以方便計算,同時也不可能考慮到所有的影響因素。

其他模塊過來的信號是不完美的,每個模塊都有難以預計的誤差。在開發過程中,不同模塊的工程師也經常會相互扯皮,要求對方調整某個信號。

汽車的世界是如此的不完美,但是我們不可以投降,我們依然需要利用有限的資源,儘可能計算出最合適的輸出,獲得當前條件下的最佳駕駛感受,這就是標定的價值。為何可以做到?因為儘管無法用數學精準地去描繪這個世界,並不代表這個世界是無序的。物理的世界,一定是在某種規律下運行的,一定是具有一定可重複性的。即使找不到公式也沒有關係,用一張張人為填寫的表格去貼近真實就可以了。

最初級的標定參數的修改也就兩個關鍵詞就差不多了。

1. 掃點

軟體不斷地劃分工況,使得一種工況下的運行,使用一種模型即可。這種模型就是一個更小的子程序。這個子程序有多個比較關鍵的輸入——比如當前油門踏板開度和發動機轉速。於是形成一張大表,負責任的標定工程師會努力把每一種踏板開度配合每一種發動機轉速在此工況下的狀態都在車上開一遍,保證每一種組合能較為理想地運行。

2. Offset

數學的公式如此不完美,自然需要加加減減各種Offset來補救。還有許多輸入對某個參數的影響沒有模型,就直接以Offset的方式加減到這個參數上面。

如果諸位願意看這不算短的文字,那麼到這裡,大概能夠初步了解標定是在幹嘛了。

回想起學生時代,我在焦慮的求職季之時,曾經給一個師兄打過一個電話表達自己的疑惑:「標定就是調調參數,感覺也沒有太多技術含量,做幾年之後該怎麼發展呢……」那位師兄當時一定在心裡罵我了。

現在我明白了:標定,也是一門工匠的藝術,只是充滿了工程上的妥協。


謝邀。

先把答案放到最前面吧——發動機和變速箱的匹配,也叫標定,調教,是指相關工程師通過一系列實驗對ECU和TCU的各種參數進行設定,以達到設計時的目標動力性能,燃油經濟性,排放,NVH,駕駛性等。

下面開始吐槽。

題主的問題其實可能可以體現一個現在普遍存在的現象———汽車相關媒體和社區對於專用術語的濫用造成了許多愛好者對於一些概念的認知有些混亂。

比如題主這個問題里

如發動機和變速箱「匹配」的質量會影響整體的平順性、頓挫感等等。想了解所謂「匹配」具體指什麼。

按照我對這個問題的解讀,我覺得題主現在對於「匹配」這個詞的理解可能偏向於多少排量的發動機應該配幾速變速器這種概念,而且應該是受網上盛傳的小排量發動機配6速是浪費和大排量發動機配4速發揮不了性能這種近乎於謠言的偽概念的影響。

為什麼說這是偽概念呢,因為按照一倆車的開發流程,廠商在設計當初就已經決定了發動機和變速器的選擇,工程師在已經確定的發動機和變速箱下通過匹配(其實業內現在基本叫標定)後拿出來的產品肯定是在這種硬體下的最優解,但凡是負責任的廠商的產品根本不存在發動機排量和變速箱檔數不「匹配」的問題。

所以其實一輛車的發動機和變速箱是什麼組合最主要還是出於成本考慮,而並非匹配的問題。就比如我司被人噴了好久的四速變速箱,其實用起來比好多廠商的六速好用多了。

有些扯遠了,匹配的基本概念我放在開頭了,具體是幹些什麼,怎麼干可以參考

汽車標定工程師是一個怎樣的工作? - 知乎用戶的回答

年薪十萬、二十萬、三十萬的汽車工程師的真實生活狀態是怎樣的? - 知乎用戶的回答

順帶一提,其實發動機和變速箱的標定一般是兩個部門分開乾的,我們發動機的管ECU,驅動的管TCU。

如果有什麼錯漏之處還請其他大神補充指教。

以上。


謝邀 @Joseph Liu ,這裡的「匹配」,換一個詞為「調校」也許就好理解的多了。

先說點不具體的,匹配就是好不好用。再說點具體的,你剛剛學車的時候,是不是離合器老是拿捏不準啊?熄火過沒有啊?有時候踩了油門離合放太慢了光吼不走有過沒啊?你說這都是怎麼回事兒啊?因為發動機就不認識變速箱啊,你得操作離合器在中間牽線搭橋啊。所以,手動變速箱的匹配工作其但是你還得小心操作就。然後回到自動變速箱上,雖說傳統自動變速箱用液力變矩器取代離合器簡化了許多事情,比如半聯動和松離合太慢導致的光吼不走幾乎不會出現了。但是該換擋還得換擋,該起步還得起步,駕駛員只要控制剎車踏板好了(所以自動擋的剎車踏板其實有一部分離合器踏板的功能)那麼其他的活誰干呢?電腦嘍。那電腦怎麼辦呢?工程師們事先匹配好嘍(其實就是工程師指揮電腦幫你操作一個簡化了的變速箱,匹配得好就像技術好的司機在開車,匹配的不好就像新手剛開上手動擋的車那樣)。那工程師們匹配些什麼呢?告訴變速箱:什麼時候該升擋,轉速到多少升擋,發動機負荷重的時候(加速)轉速要拉的高一點,油門踏板的深的時候換擋 要晚一點,不同模式要有多少區別,降檔的時候轉速要注意別闖動,換擋速度要如何,整體趨向要舒適還是運動,如果過熱了怎麼辦。其實說的變速箱匹配就是如何處理好這些問題。比如說,6個7個檔的變速箱在市區走走停停時快時慢的時候,2-3-2-1-2-3之間檔位一多經常換擋容易頓挫,那麼就盡量讓變速箱固定在一個檔位上少換擋(但這樣轉速區間就會拉得比較開,噪音震動油耗都不太好)。又比如說頻繁的起步停車起步停車,液力變矩器也會過熱,那就提前鎖止裡面的離合器(但動力還沒出來的時候就這樣也會導致起不來,手動擋就直接表現在半聯動)在比如說滑行減速的時候降檔的時機和動作一定要把握好(手動擋滑行可以一直保持高檔或者空擋,自動擋就不行,滑行減速匹配不好就容易頓挫)。再具體的什麼氣門開度啊,變速箱邏輯啊,執行機構速度啊什麼的匹配工作,就讓工程師去做吧。


我想扭矩輸出和齒比匹配大家都知道 。這裡不談。話題太大我談個細節 我自己這幾年來兩台車的感悟。

我要談的變速箱的鎖止離合器的邏輯,也就是鎖止。

兩台車都是前置後驅縱置布局的車 我不說具體的 我只說和主題相關的。這兩台車變速箱都是6AT , 排量都是3.0 但是行為舉止截然不同,並且 我覺得這兩部車調教的都很好。

車A: 3.0 自然吸氣 6AT 發動機峰值扭矩300NM 馬力220-240之間 馬力不說具體怕別人對號入座。這個6AT 有個特點,巨平順。

在普通模式下,輕踩油門加速時候 從2檔 升到6檔 你可以發現,發動機的轉速 永遠高於齒輪比-時速計算出來的。一直到6檔 才會穩定在2100轉。120公里速度。為啥?因為鎖止離合器一直採用非鎖止的方式換擋,離合器沒有鎖止,就是通過變矩器軟連接的方式傳輸動力。你能明顯感覺到 轉速特別靈敏 稍微一踩 轉速原來1500呼的到了2500,車子還沒動 準備動了。這樣低效的工作方式,換來的是異常的舒適平穩,發動機扭矩也就250-300,整個加速過程乘客基本沒有太大感覺。我們都很喜歡乘坐這個車。

車B 3.0 渦輪增壓 6AT 馬力機實測扭矩620NM,發動機曲軸輸出接近500馬力。 這個6AT ,簡直了, 很早很早就鎖止。後來我又刷了波箱程序,駕駛感受非常像雙離合, 在運動方式下換擋,車子砰砰砰的往前推。 轉速和時速-檔位永遠精確可以計算。一腳油門下去,轉速和時速永遠同時提升。只有很輕很輕的油門 才能感覺到變速箱變矩器虛鏈接的存在。

因為有這麼極端的變速箱鎖止率,所以整個車動力系統輸出非常高效。後驅車2檔起步彈射0-100能4.3秒。而前面一輛車最快也就7.2秒。

但是我家裡人不喜歡坐這部車,因為換擋頓挫-排氣響。

大家都是6AT ,結構基本一樣,都是縱置布局,不同的調教方式產生完全不同的使用體驗和適用情況。如果發動機換一下,我覺得也不合適。


謝邀。

我不喜歡長篇大論,舉例吧,國產車,東南菱悅。

這車的原型是日本三菱的1996款lancer,結構一直沒有大動,一直到這一代lancer發動機扭了頭才重新設計了一遍底盤。這個車的原配發動機是4G6、4G1、4G9系列,由於三菱的發動機機腳、變速箱介面統一,原配的F5M4X系列變速箱都能裝上用,扭力適配範圍比較寬。其中4G1系列曾只有4G18和4G16裝過車,1.6升的。

好了,問題來了,國產新一代的三菱發動機,是1.5升的4G15M,或者4A92。手動F5M系列的變速箱在這種發動機上工作不是很理想,齒比出了問題,這個時候廠家應該修改1-2檔齒輪齒比,否則就會出現國產菱悅和長城的問題:起步過猛反而絕對速度慢,2檔起步又有點不夠。且由於差速器的設計問題,還偶爾會有響聲,這也是發動機排量太小造成的。

排氣量大有沒有問題呢?當然有。國產的奇瑞A3曾經有一款用4G93發動機(號稱自產)的,但遲遲沒有上市,後來國家出了環保政策,這款車就徹底消失了。這款車當年曾經開放給媒體試駕,許多曾經的記者同行都感覺這款車的變速箱十分雷人……。是這樣的,這款1.8排量的奇瑞A3,可以三檔沒壓力的起步……。然後行駛過程中,整個發動機的扭力感覺上十分充沛,在2000轉不到就可以換檔了,過了2000轉也沒關係,只是由於變速箱齒比的問題,車速提高反而變慢了。加上當年這款車的噪音實在不小,給人感覺實在很像是柴油車。

這就是幾個極端的例子,由於中國汽車工業不具備自主研發的能力,大多數車的底盤和發動機都是從國外某個大廠……不避諱了,就是三菱吧,從三菱買來的哦,所以不管車的大小尺寸怎麼變,總是受制於變速箱生產廠與發動機生產廠的制約,就那兩個型號來回換,所以小馬拉大車的問題,就十分嚴重了。

這個問題不僅僅是中國有,我們的老朋友通用、克萊斯勒、道奇、福特都也有類似的問題。比如大家都很喜歡的大黃蜂——雪佛蘭Camaro,以及通用的鎮宅之寶雪佛蘭Corvette、用hemi發動機的道奇charger SRT8、福特野馬V8版等等,由於都沿用了自家的皮卡車變速箱,以求得一個對大扭力的適配,所以簡單的更換齒輪齒比並不能消除全部問題,皮卡變速箱的大尺寸讓這些大馬力車的車內空間被吃掉很多。10年前道奇蝰蛇那隻能容納下兩隻腳的駕駛員腿部空間,曾經被歐洲的汽車雜誌肆意調侃,就是這種沿用自家破爛變速箱造成的。

One more thing。賓士也好不到哪裡去,知道為什麼賓士C63 AMG的操控性很差,不是高速出彎打滑就是收油門甩尾么?嘿嘿,寶馬M3的設計完整度,還不是賓士能趕得上的。


最近因為這個坑蒙了,大神們都說了。

小子補充一個,不僅發動機變速箱,驅動軸也一定要好好考慮呀,親。

動力,油耗,是一方面,聲音也要考慮呀親。

說不下去了,讓我哭一會兒


不談理論,只談感受。

PDK除超跑外應該是現在最好的雙離合了吧。

普通模式下其實還兼顧省油,升檔積極,降檔一般吧,屬於那種如果你需要他還是會很快反應並作出降檔的設定,升降檔是完全感覺不到頓挫的。

S PLUS下就是真正的完美匹配了,你需要關心的只有方向盤而已,因為變速箱永遠是在你心中所想要的那個檔位上,我覺得最完美的匹配就是這種感覺,你已經感受不到他的存在


發動機的設計與變速箱的設計不一定是配套的。可能是採購自兩家不同的公司。

不同發動機的扭矩轉速曲線是不一樣的,車身重量也不一樣,那麼升檔降擋時機肯定不一樣。

這個時候就需要工程師根據發動機與變速箱的特性,進行匹配,使得車子駕駛過程中自動換擋的時候更順暢更省油。

比如某發動機活塞行程短,缸徑大,那麼發動機需要更高的轉速獲得足夠的扭矩進行升檔。

而活塞行程長,缸徑相對小的發動機,則可以在更低的轉速下進行升檔,以達到節油的效果。

而這種情況只是其中之一的參數,變速箱齒比,車身重量,車子用途,使用環境,保護變速箱壽命等等等等。

城市與賽道升檔降擋時機完全不一樣。

最基礎是變速箱能承受該發動機的最大扭矩。


看了幾個回答,個人覺得還不夠全面,。

匹配的開始應該是從硬體選型開始的,即什麼車搭什麼發動機和變速器,比如先選定發動機,那變速器的扭矩容量不能小於發動機的最大扭矩,之後要匹配一些相關的零部件或者附件,離合器,雙質量飛輪,液力變矩器等,然後要看這些東西是不是能夠搭載到整車上,如果去空間不夠那肯定是白搭。

確定能夠布置之後開始進行確定一些參數,比如根據動力經濟性目標確定變速器速比,液力變矩器等的一些參數等。

這些東西都定了之後才是後面的匹配標定工作,期間還要協調各種性能之間的矛盾,合理的取捨。

之後還要有一些性能和耐久的試驗驗證。

以上是我的理解,歡迎指正和補充,謝謝!


非專業,僅供參考,只是自己開車的經驗

1.發動機的轉速RPM,通過變速箱齒比轉化為汽車的速度V,

2.發動機在該轉速下的功率P,得到該轉速下的扭矩,通過變速箱的齒比轉化為汽車的驅動力F,

3.汽車以速度V行駛,受到的摩擦阻力,與風阻等合力為Fz,當Fz×V 與F×V充分接近時, 就是較好的匹配。

需要調校的對象:

發動機的轉速與輸出功率的關係,變速箱某檔位齒比與轉速的關係,汽車的總重,輪胎阻力係數,風阻,機械效率。

理論上,就是要讓汽車在任何一個轉速與檔位的工況下,都能做到功率,速度,力三者平衡。

另外開車省油和不使乘客暈車,也是類似的,盡量保持小加速度,平穩運行。

感謝!


就是動力輸出和你預期的一致或者接近一致。


汽車理論前三章就能解決你的問題


發動機與波箱匹配就是保證發動機轉速通過離合器片結合傳遞到減速橋齒輪的過程中,各齒輪轉速誤差盡量小。看了國外的資料,大型車輛(36噸)以上的車輛在6度坡面行駛時,必須使用兩腳離合器換擋保證匹配。而且換擋轉速比是線性的


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