通用HydraMatic 9速AT自動變速箱

來自專欄辣筆小星4 人贊了文章

通用的9AT率先在國內應用於雪佛蘭中型SUV探界者Equinox，並逐漸應用於君越、君威等集團內的多款車型。SUV車型需要在燃油經濟性和加速性能找到一個平衡點。9AT與高性能的2.0T發動機配合，成為了實現這個平衡的關鍵因素。那麼通用的9AT如何來應對如上提到的變速箱複雜性和尺寸因素帶來的挑戰呢？我們具體往下看。

如下通用9AT變速箱拆解圖可以看到，內部的換擋機構做的非常緊湊。整體體積上實現了和傳統橫置前驅6AT尺寸相當的水平。因此首先尺寸問題得以解決。

↑通用9AT變速箱拆解圖背面近照

如上提到通用9AT和傳統的橫置前驅6AT尺寸類似。其實通用很早就布局新一代變速箱家族的產品開發。全新的9AT變速箱和目前智能電驅變速箱5ET50及6AT變速箱都引入了模塊化開發的理念。其尺寸類似，輸出減速機構均為鏈輪+行星齒輪組的形式，且組件高度共用。這保證了其9AT、6AT和電驅變速箱可以在集團內的前驅車型中靈活搭配。

↑智能電驅變速箱5ET50（左）與目前6AT變速箱（右）體積相似

1. 更合理的齒比分布

通用對其9AT變速箱齒比分布做了全新的優化。其保留了2個超速擋（分別為0.75和0.62）。其齒比跨度為7.6：1（4.69/0.62=7.6），稍寬於傳統6AT的6.0：1。提升燃油經濟性的同時，仍然考慮了擋位的可用性。其最高第九檔可在時速95公里左右切入。經過不同的循環測試工況統計，最高第九檔的使用頻率在13%~52%之間。相對使用頻率還是比較高的。其1檔的齒比為4.69，可以為SUV車型提供不錯的加速性能。

↑通用9AT變速箱齒比分布

2. 換擋策略專利技術

Shift by shift 擋位接擋位的換擋機構和換擋策略是通用集團的專利技術。該技術的重點就是保證換擋的平順性。其理念就是直到當前擋位成功接手前一個擋位才完全脫開。保證了動力傳輸的連續性。

如下圖所示為目前通用6T50 6AT變速箱所使用的Shift by shift換擋策略。可以看到其由5組離合器和一個單向離合器F1實現。擋位的切換按照箭頭方向一個個地執行Shift by shift換擋。該專利技術也在通用9AT變速箱上得以使用。

↑通用Shift by shift換擋策略

通用6T50 6AT變速箱所使用的3組行星齒輪組、 5組離合器和一個單向離合器F1在變速箱中的具體分布如下。此處可以注意到C456、C35R和CB26這3個離合器在同一個平面上採用嵌套設計。該設計保證了整個變速箱緊湊的尺寸並沿用至9AT變速箱。

↑當前通用6AT變速箱6T50換擋機構

通用中國變速箱副總工程師希普利Kevin Shipley在接受Autolab汽車實驗室的專訪時提到，為了增加更多的擋位，通用9AT變速箱相對現有6AT變速箱在有限的空間內增加了一組全新的行星齒輪組和兩個離合器。並且使用可選擇單向離合器來替代上文提到的單向離合器F1和一檔/倒擋離合器單元CBLR。這項技術的使用大幅降低了換擋機構所佔用的體積，成為了通用9AT變速箱實現緊湊尺寸的關鍵技術。

↑通用9AT變速箱更新的換擋機構（來自Autolab汽車實驗室對通用中國變速箱副總工程師希普利Kevin Shipley的專訪）

3. Selectable One-way Clutch可選擇單向離合器

如上提到，Selectable One-way Clutch可選擇單向離合器是通用9AT變速箱實現緊湊尺寸的關鍵技術。實際上可選擇單向離合器技術已經在通用集團內有超過10年的使用經歷。完全不知道？那跟著小星來看一看細節吧。

可選擇單向離合器首先於2006年搭載在通用6L80系列縱置後驅6AT變速箱，並先後應用與多款高性能車型。比如國內比較熟悉的有雪佛蘭科邁羅、科爾維特、GMC重型SUV Yukon。曾經的博鰲官方用車別克林蔭大道Park Avenue也使用該縱置後驅6AT變速箱與一台3.0 V6的發動機進行搭配。

↑通用9AT變速箱使用的可選擇單向離合器

如下圖所示，傳統多片離合器（左側黃色部分）與可選擇單向離合器（右側綠色部分）相比尺寸減小了很多。可選擇單向離合器更薄，非常適合在9AT變速箱中應用實現緊湊的尺寸。

↑傳統多片離合器（左）與可選擇單向離合器（右）尺寸對比

4. Start Stop Accumulator起停蓄壓器的使用

起停蓄壓器Start Stop Accumulator安裝於變速箱的頂部，內部由彈簧構成。這個零件的配備，表明通用9AT變速箱已經為未來車型的起停Start/Stop功能的支持做了充分的考慮。如下原理圖所示，起停蓄壓器用於在發動機停止時，將機油壓力以彈簧勢能的形式進行存儲。並在車輛啟動加速的瞬間釋放壓力，保證變速箱的換擋機構能夠快速切到1檔進行車輛加速的支持。

↑博格華納相關起停蓄壓器工作原理介紹

以上，9AT存在無可替代的優勢，但尺寸和複雜性存在巨大挑戰。全新通用9AT相應地優化了齒比分布，並基於充分驗證過的可選擇單向離合器等專利技術優化尺寸。其性能和可靠性值得期待。

參考文獻和擴展閱讀：

SAE論文 SAE 2014-01-1721 General Motors Rear Wheel Drive Eight Speed Automatic Transmission

SAE論文 SAE 2010-01-0857 General Motors Small Front Wheel Drive Six speed Automatic Transmission Family

SAE論文 SAE 2009-01-0509 Selectable One-Way Clutch in GM』s RWD 6-Speed Automatic Transmissions

SAE論文 SAE 2007-01-1095 General Motors Hydra-Matic & Ford New FWD Six-Speed Automatic Transmission Family

SAE論文 SAE 2006-01-0846 General Motors New Hydra-Matic RWD Six-Speed Automatic Transmission Family

---------------------------------------------------------------------------

如果感興趣可以關注「辣筆小星」的微信公眾號。你的關注，我的動力。

從2017年7月1日起，辣筆小星啟用新的轉載規範

轉載無需經過我同意，符合如下轉載規範就好。2017年7月1日以後發布的不符合轉載規範的文章，有可能會被舉報刪除。

在文章頂部添加

本文來自公眾號： 辣筆小星

微信號 ：xingweisteven