解放你的右手和左腳 4種自行換擋變速箱

解放你的右手和左腳 4種自行換擋變速箱

之前有報道稱,著名變速器製造商ZF公司曾預測,到2012年北美市場出售的汽車中將只有6%是手動擋,而其它汽車都將裝備各種可自動換擋的機構。這其中包括傳統的自動變速箱(AT),也有多和小排量發動機搭配的無級變速器(CVT),當然近幾年新發展起來的雙離合變速箱(DCT)也會佔有一定比例,而電控機械式自動變速器(AMT)依然是小眾的選擇。

但世界各地的發展情況並不一樣。據ZF公司的預測稱,歐洲將更傾向於能降低油耗和排放的雙離合變速箱,而在日本變速器市場,CVT的市場份額佔據絕對優勢。但不管怎麼說,能使駕駛感受更輕鬆便捷的各種自動換擋機構將會成為未來的主流,因此本文就主要分析一下四種自動換擋機構的特點,以及介紹一下目前國內能買到裝備該變速箱的車型。

液力自動變速器(AT)優點:技術成熟可靠 應用範圍廣缺點:動力傳輸效率低 油耗大

ZF最新研發的8速自動變速箱

也許有些人並不清楚四種自動換擋系統的區別而將它們統稱為自動變速器,但實際上我們通常說的自動變速器就是特指液力自動變速器(AT)。這種現在被廣泛應用的變速箱其歷史可以追溯到上世紀30年代,當時的REO汽車公司和通用汽車共同研發了一款半自動變速箱,這款利用液壓控制的變速箱可以算是現在自動變速箱的雛形。

隨著技術的發展,現在的自動變速箱已經相當成熟。其主要組成部分是一個液矩扭力傳遞器和後面一組行星齒輪組。液矩扭力傳遞器又稱液力變扭器,其原理是利用發動機輸出軸驅動一組泵輪,而泵輪攪動液矩扭力傳遞器內的密封油,通過油介質帶動另一側連接了輸出軸的渦輪,從而實現了變速和變扭。

但只靠液力變扭器顯然是不行的,因此自動變速箱在液力變扭器後都連接了幾組行星齒輪,而每組行星齒輪就相當於自動變速箱的一個擋位。通過鎖止和解鎖行星齒輪與變速箱輸出軸的連接就可以實現換擋動作。

自動變速箱使用極為廣泛

目前國內能買到的帶自動換擋功能的車型絕大多數都裝備的是液力自動變速器,雖然這種變速器最早實現了不用人為控制即可自行換擋的功能,但它的缺點也比較明顯,比如液力變扭器是通過油介質實現動力傳遞的,而這種方式的效率很低,部分動能被白白浪費掉,這也是自動變速器車型比較費油的原因。

無級變速器(CVT)優點:動力傳輸連貫 節能性優於自動變速器缺點:比較嬌氣 無法應付大功率輸出

我們通常所說的CVT無級變速箱實際應該被稱為連續可變變速箱。這種變速箱的歷史和剛才說過的自動變速箱幾乎一樣悠久,但在國內它的名氣遠沒有自動變速箱的大,裝備的車型也不佔多數。其優點是可以連續無間斷的傳送動力,而缺點是無法匹配大馬力發動機,不過這個缺點在日產最新研發的滾輪轉盤式CVT上已經得到一定改進。

剖開無級變速箱看一看

如果剖開無級變速箱就會發現,它的內部結構比自動變速箱簡單的多。其主要組成部分為一對滑輪和一條傳動皮帶,初期CVT的傳動皮帶為橡膠材質,而現在的型號幾乎都使用的是鋼製傳送皮帶。

而無級變速器的原理也比較簡單。通過發動機輸出軸帶動變速箱內的錐形盤,而錐形盤與從動盤之間由皮帶連接,如此一來動力就可以傳遞給從動盤進而傳出給車輪。而錐形盤利用液壓裝置可以控制盤槽的寬度,改變這個寬度意味著改變皮帶的位置,由此就可實現轉速比的改變。

日產旗下的軒逸(左)和新天籟(右)均裝備了CVT變速箱

自主品牌MG3 SW(左)和海馬歡動(右)也有裝備CVT的車型

如果在國內想要購買一款裝備CVT變速箱的車型,那選擇範圍就比自動變速箱要少很多。比較有代表性的是日產旗下的軒逸和天籟,日產一直是CVT變速箱的忠實擁躉,它在這個領域的研究也比較深入。此外還有奧迪系列車型裝備的multitronic,其採用的新型鋼製皮帶可以承受高達300Nm的。其它裝備CVT的車型還有MG3 SW以及自主品牌海馬汽車的歡動。

雙離合變速箱(DCT)優點:動力傳輸連貫 效率較高缺點:結構複雜 現階段製造成本較高

雙離合變速箱(DCT)也稱直接換擋變速箱(DSG)。算下來它也有近70年的歷史,但很長一段時間內這種變速箱並不為人所知,而真正應用在量產車上也是不久以前的事情。

奧迪的S tronic屬於雙離合變速箱

雙離合變速箱優勢很明顯,但其內部結構相比下非常複雜。首先它有兩組離合器分別由電子控制並由液壓系統推動,而兩組離合器分別對應兩組行星齒輪,這樣傳動軸也相應複雜的被分為兩部分,中心的實心傳動軸負責一組齒輪,而空心傳動軸負責另一組。可見雙離合的內部構造幾乎徹底顛覆了傳統的變速箱形式。

雙離合變速箱的工作原理可以簡單理解為一個離合器對應奇數擋,另一離合器對應偶數擋。當車輛掛入一個擋位時,另一個離合器及對應的下一個擋位已經位於預備狀態,只要當前擋位分離就可以立刻接合下一個擋位,因此雙離合變速箱的換擋速度要比一般的自動變速箱甚至手動變速箱還快。此外雙離合變速箱雖然內部複雜,但實際體積和重量相比自動變速箱而言並沒有比手動變速箱增加多少,因此裝備雙離合變速箱的車型不會為自己平添過多的負擔。

邁騰和沃爾沃S40均有裝備雙離合變速箱的車型

目前國內在售的裝備雙離合變速箱的車型屈指可數,具代表性的是大眾旗下的邁騰、GTI、EOS以及尚酷,而裝備雙離合變速箱的速騰及朗逸也會在不久的將來上市。此外沃爾沃S40也有雙離合版本。而保時捷的眾多車型也都採用了雙離合變速箱。

電控機械式自動變速器(AMT)優點:結構簡單緊湊 可與大功率發動機匹配缺點:電控系統調教複雜 換擋容易有頓挫感

電控機械式自動變速器(AMT)也被稱為半自動變速箱,不過它和自動變速箱並沒有什麼相同之處。實際上電控機械式自動變速器內部結構就像傳統的手動變速箱,只是通過電控系統自行完成離合器的接合或分離動作,從而無需駕駛者干預車輛就可自動換擋。

電控機械式自動變速器的工作原理非常容易理解,首先車載中央處理器操作液壓系統來控制離合器的動作,至於換擋時機也是通過感測器回饋信號經中央處理器判斷的結果,因此電控系統的調教就是至關重要的環節。

可以說國內所有自行換擋的車型中,裝備電控機械式自動變速器(AMT)的選擇是最少的。而且現在這種變速箱大有被雙離合變速箱取代的趨勢,比如之前的寶馬M系列使用的SMG變速箱就已經被DCT取代,而法拉利也在最新的California上裝備了7速雙離合變速箱。


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