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變速器擋位越多越好? 君威9AT:是的

每次說到變速器的時候,總是會被各種變速器中複雜的齒輪結構圖弄得頭昏眼花。汽車三大件中,變速器也是僅次於發動機之外經常被吐槽或者稱讚的對象。畢竟發動機動力數據再好看,沒有好變速器作嫁衣還是不行。別克旗下全新一代君威身上首次搭載的那台通用9AT無疑是變速器界的頭牌之一,畢竟以6AT的尺寸做出了9AT,確實厲害,今天我們就來聊聊變速器那點事。

從原理上來講,汽車變速器的運行邏輯和腳踏車的上的變速器是完全一樣的,都是通過轉速和轉矩的機構,改變輸出軸和輸入軸傳動比,滿足不同行駛條件對牽引力的需要,使動力源盡量效率最高的工況下工作,滿足可能的行駛速度要求。

玩過腳踏車的朋友們都知道一般山地車都是前三后七組成的21速,而稍微貴一點的車會在後軸上用9個牙盤,前面受限於空間只能用3個,這就組成了27速,和汽車上頂多十幾擋的變速器相比,腳踏車的擋位贏在數量,這也可以看出一個問題,擋位越多就越好?

答案顯然是肯定的,變速器誕生的初衷就是為了應對不同的工況,比如起步、上坡或者載重時需要大扭矩,那麼齒比就要大,這樣可以輸出更大的扭矩;高速巡航時需要齒比比較小,儘可能的提高轉速。在合適的工況用合適的擋位可以最大的發揮發動機最大的效率。

在上台階時,如果是個小短腿,那麼相同的高度,台階多一點,上樓越輕鬆;如果是大長腿,台階少一點反而更方便。發動機就是這個例子中的短腿或長腿,因為發動機功率並不是恆定的。重型卡車常常面臨空載和滿載的極端情況所以需要多檔位變速器,而乘用車目前受限於技術、體積、成本的原因目前最多只到10擋。

多檔位變速器傳動效率高意味著更省油,除此之外,還有一個附加的好處,正是因為擋位夠多,平順性也更好,為什麼呢?輸出扭矩較大時,如果從高檔降到低擋,兩個擋位速比差距太大,就容易產生頓挫,如果擋位之間齒比間隔很小,那麼這種切換自然要平順的多,當然前提是液力變矩器調校和換擋邏輯都沒問題。

既然如此,那CVT(無極變速器)可以提供無限個擋位不是更好嗎?

CVT的結構看起來是和腳踏車變速器最像的,但是沒有齒輪,依靠鋼帶來傳遞動力。因此就存在一個最大的缺陷:無法承受較大的扭矩。當扭矩過大的時候甚至會出現變速箱打滑的現象,如果匹配不當鋼帶斷裂也不是沒有可能。從中也可以看出CVT的優勢是多檔位變速器進步的方向,多檔位變速器還能避免CVT的劣勢。

在雙離合變速器中當掛入一個擋位時,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要快。但是這也產生了一個問題,該降檔還是升檔對變速箱邏輯是很大的考驗。再加上乾式雙離合在蠕行的時候很容易產生過熱的問題。雖然保時捷的濕式PDK很不錯,但是搭載PDK的保時捷一年又能賣出去多少呢?

沙利文報告

所以綜合來看,在乘用車上,多擋位變速器是大部分車型未來的方向,世界上最大的企業增長諮詢公司沙利文在2013年做出了相同的預測,到2020年,9AT將佔據37%-40%的市場份額,基本和8AT平分秋色。

那麼10AT呢?目前市場上還只有縱置10AT(本田的新雅閣上的那個橫置10AT是好是壞還是未知數),我認為10AT和保時捷PDK一樣,好是好,但不是大多數人的選擇,依然是屬於小眾的範疇,因此可見關注9AT才是最普遍的選擇,那麼問題來了,9AT到底哪家強?請到下一頁尋找答案。

2通用9AT可能是最好的橫置9AT

目前市場上有三款主流的9AT,分別是采埃孚的橫置9AT 9HP28/9HP48、賓士的縱置9AT 9G-Tronic以及通用的橫置9AT Hydra-Matic 9T50。這其中最年輕的是通用9AT,全新一代君威作為別克旗下首款搭載這台名為Hydra-Matic 9T50(以下簡稱「9T50」)9AT的車型,那麼這款9AT會給車型帶來什麼亮點呢?

新君威上的這款通用9AT中9個擋位通過4組行星齒輪和7個離合器來實現9個擋位,相比之下通用現有的6AT變速箱只有3組行星齒輪和6個離合器,然而它們的尺寸卻幾乎相當。通用開發這款橫置9AT是寄希望於既能夠運用在目前現有的車型上,也能運用在未來新開發的車型上,因此尺寸的大小尤為重要。

全新君威有普通燃油車型以及混動車型可供選擇,這款9AT的大小竟然和混動車型上EVT也幾乎相同,這也就意味著不需要改變車身結構。那麼如何才能做到不增加尺寸的同時,增加擋位數量呢?這款9AT的秘密武器是:可選擇單向離合器

除了通過可選擇單向離合器來代替傳統的單向離合器來縮小體積外,君威上的這款9AT上還使用了已經運用在6AT上的」Shift by Shift「技術,在換擋過程中,相鄰擋位的兩個離合器在換擋瞬間均處於預結合狀態,讓齒輪轉速有一個短暫同步過程,從而提升換擋平順性。

除了內部結構外,在這款變速器上還使用了起停蓄能器,它使用變速箱油泵蓄壓,油壓使內部的彈簧壓縮,發動機停止時保持油壓,在發動機啟動后快速為前進檔離合器注壓。

起停蓄能器保證換擋機構能夠快速切換到1擋,使得車輛起步更快,規避了傳統發動機啟動后再帶動油泵掛擋。除了性能上的提升外,起停蓄能器的運用還提升了燃油經濟性。不過俗話說「沒有比較就沒有傷害」,和采埃孚 9HP48和賓士 9G-Tronic相比,君威上的這款9AT又好在哪裡?

賓士的縱置9AT體積巨大,可承受扭矩高達1000Nm,顯然並不適合於目前主要採用橫置前驅的中高級車型,另外它的1擋速比達到了5.5,齒比範圍達到了9.17(君威上的這個9AT齒比範圍僅為7.6),這就意味著對馬力較小的車型不夠友好,這就好比前文中提到的例子,台階太大,腿太短,容易扯。相較而言,同為橫置變速器的通用9T50和采埃孚 9HP48更有對比性。

采埃孚的9AT為普及人們對多檔位變速器的認知是有一定貢獻的,這樣一款9AT用在了很多車型上,比如自由光、路虎發現神行、本田冠道...但是掛不上9擋,頓挫感強烈也為9AT蒙上了陰影。這是為什麼呢?

采埃孚這款9AT除了結構太複雜外本身是沒有什麼問題,問題出在了和車型匹配上,和這麼多品牌這麼多不同排量的車型進行匹配,不出現問題是不可能的。前文提到通用9T50未來也將用在通用旗下多款中高端車型,那麼它是怎麼克服匹配的問題呢?通過上表就可以看出通用9AT齒比範圍小,且匹配的車型動力水平相近,因此在結構上就很有保障。

通用9AT在低速擋上的齒比差很小,在2、3擋上尤甚。這也就意味著在低速擋位切換時有著更好的平順性,另外再從目前現有的車型來說,國內已有9AT的車型是1.5T/2.0T的君威和2.0T探界者。

了解了通用這款9AT本身的亮點后,我們再來看看它在全新一代君威身上,是不是還有其他特殊調校。是的,新君威1.5T和2.0T車型上的9AT還分別進行了優化。在1.5T的君威上,主減速器速比為3.47,2.0T車型為2.89,因此1.5T車型反而能夠更快掛入9擋。變速箱的第9檔根據不同的發動機匹配,使用率在13%~52%之間。

從上面兩款發動機的動力輸出圖可以看出,兩款發動機在2000rpm時能夠輸出最大扭矩,1.5T發動機的低扭表現甚至比2.0T發動機還要好。當然,2.0T的發動機能夠提供大範圍的高扭矩輸出。同時,新君威上的這款2.0T發動機還榮獲了「沃德十佳發動機」。兩款不同的發動機,匹配經過特殊調校后不同的9AT,由此1.5T和2.0T發動機都能夠具有更好的燃油經濟性和平順性。

新君威還推出了全混動車型,綜合扭矩高達380Nm

回到最初的那個問題,變速器擋位越多越好嗎?在中高端車型上擋位肯定是越多越好的,相比其它兩款9AT,新君威上用的9AT在更小的尺寸上,挖掘了小排量渦輪增壓發動機的更大潛力,無論是搭配1.5T或者2.0T發動機都有著更敏捷的動力響應和更平順的駕駛體驗以及更佳的燃油經濟性。從全新一代君威的動力組成便可看出,隨著通用對旗下9AT車型的深入布局,作為未來的變速器大趨勢,人們將會有更多機會體會到這款變速器帶來的魅力。



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