一、9AT变速箱三足鼎立
9AT是9速自动变速箱的简称。所以我们先得聊聊自动变速箱。其作为当今绝大多数家用车辆首选,自然有着独特的魔力。自动变速箱通过液力传动和行星齿轮组合的方式来实现降速增矩、自动变速,一般由液力变矩器、行星齿轮组、液压换挡操纵机构和执行机构、换挡控制系统等部分构成。
这些发音拗口的组件却能让换挡这件大事相当平顺,舒服到我们都不用动手就能自动换挡。简单来说,控制系统充当了大脑的作用,采集车辆各种行驶信息来判断换挡时机,具体实施者则是行星齿轮组上的离合器。AT在发动机飞轮动力输入端并没有普义上的离合器,而是液力变矩器在这里大放异彩。
液力变矩器的原理是,通过工作液在涡片间的流向变化来实现离合功能,平顺性更好。
自动变速器的飞速发展,还要得益于当今节能环保大环境下,落地到汽车行业的各种政策的鞭策。早前自动变速箱自重大、反应迟缓、传动效率低还费油。而今通过对制造工艺、机械机构(例如在原基础上增加齿轮数、离合数和挡位等)、电控技术改进,这些问题都得到了改善。这两年自动变速箱挡位数一路飙升,从6挡到8、9、10挡,甚至11挡的专利都出现了。
国内能买到的配备9AT的车,有吉普自由光、自由侠,路虎揽胜极光、发现神行,本田冠道,雪佛兰探界者,奔驰C级E级GLC级以及GLE级等。
未来通用家族以及奔驰除MFA前驱平台外,还将推出数十款9AT车型。纵观天下9AT,ZF 9AT,通用Hydra-Matic 9T50和奔驰9G Tronic可谓三足鼎立,各有千秋。
翻开这些变速箱的历史,我们发现ZF 9AT基本是全新开发,但通用和奔驰则是在以往6速、7速基础上改进而来,这是开发层面。在应用层面上,ZF 9AT主要面向各大主机厂,而通用奔驰只对自家产品供货。专攻自家产品的通用、奔驰,9AT动力总成的可靠性和兼容性会更加优秀更有保障。
对于ZF 9AT,上不了9挡是槽点,但这锅也不能全靠变速器来背。发动机挑变速器,变速器也会挑发动机。ZF 9AT如今已经做到了与6AT相仿的体积,还拥有更好的平顺性和响应速度,但因为要匹配各家车型,每个使用ZF 9AT的厂家都要确定机型是否与之匹配,然后根据ZF 9AT既定的齿比进行标定,编写程序。这对开发团队来说难度较高。
不可否认,9AT技术还是太新,缺少时间的磨炼,但不能因为国内配备9AT这几款车有出现使用效果不理想的情况就否定了变速箱,海外也在走向9AT时代,这三款9AT本身没有绝对的好与坏,匹配见真章。毕竟要因地制宜因车制宜一口气标好9个挡位,对谁来说都不容易。
为什么这么多厂家放着好用的6AT不用,费力不讨好的迎合9AT甚至10AT、11AT呢?油耗、油耗、还是油耗!
二、7DCT源自于赛道技术下放
7DCT是七速双离合自动变速箱的简称,这里仅指湿式双离合。它的前辈6速湿式双离合曾搭载于布加迪威龙、日产GT-R、奥迪TT等性能车型,可以说是从赛道走下来的惠民技术。但是,这里的7DCT仅指湿式的。干式DCT最大扭矩一般不超过250N.m,多配于经济车型,更多是出于低成本考虑,问题也相对较多,故本文不讨论。
双离合变速箱顾名思义是靠两套离合器工作,兼具手动与自动变速箱的特点,但与手动挡更加相似。普通变速器换挡靠离合器分离、再接合来实现,容易发生动力中断。
双离合变速器的两组离合器分别由电子控制并由液压推动,分别对应两组行星齿轮。齿轮按次序交替分布在实心空心两根传动轴上,一个离合器对应奇数挡位,另一个对应偶数挡位和倒挡。
正常加速减速情况下,当车辆挂入一个挡位时,另一个离合器对应的下一个挡位已经进入预选状态,只要当前挡位分离便可立刻无缝连接下个挡位。而且电脑控制没有变矩器,所以换挡速度比自动甚至手动变速箱都要快,直接换挡的动力损失也更小,节油效果可观。
目前市场情况来看,6速DCT日落西山,而今7DCT遍地开花,很多大牌主流车型譬如大众、奥迪、福特、雪佛兰、菲亚特、哈弗、吉利等等,都有7DCT版本可供选择。但仔细考量,真正可以生产双离合变速箱核心模块的独立供应商,主要有BorgWarner、LuK、Getrag三家。
如今DCT已经在民用车上实验了10余年,性价比高、比AT的结构简单、实现机械功能难度不大,而且在一定情况下性能比AT出色。双离合的硬伤在于配置在普通量产车上如何解决高扭矩下的热摩擦问题,以及系统的适应性问题、耐久性问题。相对而言,湿式的有油液浸泡,散热更好,稳定性更好一些,成本与技术复杂度也更高。但是,这还要看与不同发动机的配合和调校。同样一家供应商的双离合技术,供到不同车型上会有不同结果。在AT公认稳定的势头下,DCT的短期发展一波三折。在经历了2013年大众DSG全球大召回风波后,现在又有回头趋势。
但凡开手动挡或自动挡时间长了,来一把DCT都会爽爆,无缝衔接带来的迅猛加速感受是在意识之外的,就像玩VR,明明身体没什么感觉但眼前的场景确实发生了。而且这种挡挡爬升的线性感绝非一颗平顺的CVT所能企及。
但这看似完美的一切基于两个前提:变速箱适合发动机和车型本身且换挡逻辑合理,以及驾驶员懂得对付双离合车的技巧。
目前关于双离合变速箱的争论,基本集中在顿挫。那么为什么顿挫感的反馈都集中在双离合变速器上?原因就在于DCT没有AT或CVT的液力变矩器,使用的是类似手动挡的离合器,所以DCT顿挫感受比较明显。然后湿式离合与普通干式压片离合又不尽相同,故大家比较喜欢引出干式、湿式离合器来对比。但仅用干、湿式区别来解释顿挫感未免过于片面。
上为干式双离合,下为湿式双离合。干、湿式的离合片运动方式不同。干式离合靠拨杆压盘,湿式离合靠液压。主要区别是干式无法主动散热,热量靠对流排出以及热容量高的材料吸收,湿式能主动散热。干式动力传递更直接只不过操作过激容易过热,可传递扭矩较小;湿式动力传递稍有延迟但略平顺,可传递扭矩比干式大。
虽然干湿式离合器在散热和扭矩上有差异,但这并不是产生顿挫的主要原因。决定一台双离合性能有效发挥的关键首先在于变速箱是否适合发动机和车型本身。即软件和工况是否适配,动力和车重是否适配。
双离合变速箱基于手动开发,但离合换挡操作都是电控。但电控也不是万能的,换挡扭矩精确性、发动机摩擦、传动损耗等都会造成CAN总线通知给变速箱控制系统的扭矩与实际飞轮上传递给变速箱的扭矩有区别,故变速箱执行换挡的时机可能不是最恰当的,必然会造成换挡顿挫。
另外,目前双离合变速箱正在更多地应用在车重较大、体型较大,而发动机排量输出都较小的车型上。与小机器适配的变速箱尺寸也较小,离合器和传动轴承担了较大的负荷。牵引大质量车身就要求小变速箱小离合器产生更多滑磨,离合器承担了与其不匹配的过量扭矩,也必然会造成过激反应。
产生顿挫的另一个原因是驾驶方式不当。一种情况是长时间的低速和频繁停车起步。带挡低速和起步时为防止死火,离合器处于半接合,双离合器变速箱靠离合片物理摩擦链接,半接合点控制较生涩,机器会降低转速,给乘客带来一股冲劲,这在任何双离合变速箱上都无法避免。
此外急加速和急减速使电脑触不及防也是产生顿挫的原因之一。所以理论上,双离合变速箱是在合适的匹配与逻辑下,平稳的加速减速中才能做出趋于完美的响应。
对于7DCT来说,在无液力变矩器缓冲,对换挡品质要求更高的前提下,做好一辆车发动机与变速箱的匹配,程序与工况的匹配是接下来要继续攻克的难题。
三、CVT变速箱历史悠久
CVT是无级变速箱的简称,至今已有100多年的历史。开发生产CVT的厂家除了Jatco、邦奇、博世,还有各大车企,如本田丰田CVT,日产xtronic和与LuK合作研发的奥迪Multitronic。
CVT没有明确具体的挡位,变速比是一系列连续的值。传统的齿轮箱被两个锥形盘和一条钢带取代,锥形盘可在液压推力作用下收紧或张开,钢带会被挤压或放松而顺势离心或向心运动,钢带与锥形盘的接触半径改变,从而改变了传动比,类似一个没有挡位的AT。
目前多数CVT变速箱应用液力变矩器,主、从动锥形盘的夹紧力也由电子控制,具有无懈可击的平顺性和变速范围。且经过多年的传动带技术改进,承受转矩能力提高不少。CVT可使发动机动力无间断传递,后备功率更充足。较AT、DCT,传动效率更高,它可以让发动机停留在某一恒定输出,仅改变传动比来改变车速,燃油经济性也更好。
在AT、DCT和CVT之间,CVT是最有个性,也是最经久不衰的变速箱。老话说的好,经得起时间沉淀的东西绝对不差。想想也是,不然早就和历史中奇葩的Lenco、Brinn竞速变速箱这种黑科技一样,成了转瞬即逝的流星。CVT成熟的技术,比AT简单的结构,比DCT平顺的动力传递,再加上重量轻体积小节油种种优势,实在是惹人喜爱。
四、9AT、7DCT、CVT到底孰优孰劣
这是鱼和熊掌的问题。9AT,7DCT和CVT各有长短,无法互相取代,且三种变速箱分别对应不同的动力输出特性。9AT的宽容度相当高,大小通吃而且非常适用于SUV、MPV、高性能车型以及顶级豪华车。例如本田冠道,克莱斯勒Pacifica,奔驰E43 AMG。这些车型本身自重较大、动力输出强大、扭矩强劲。
AT变速箱在三者中可承受最高的扭矩,并且9AT提供更多的挡位使发动机在大多数时间都可处在能耗较低的状态,有助于提高燃油经济性。另外9AT第一挡的大齿比以及密齿分布有助于提高车的加速性能,这都是大块头SUV、MPV和高性能豪华车的福音。
7DCT非常适用于钢炮、sportscar、轿跑和一些有较强性能取向且轻巧灵活的家用车例如大众高尔夫R,宝马M2。7DCT受限于实心空心双输入轴结构,可承受扭矩次于AT,但是有AT和CVT无可比拟的换挡速度,因此在扭矩不大而且低扭较低,非“小马拉大车”的前提下,7DCT能很好满足这些车辆的性能需要,并且7个挡位数也可有效提高燃油经济性。
CVT针对性较强,适合舒适取向的普通家用车和豪华商务车如本田雅阁,奥迪A6L。绝对平稳的动力输出,宽泛的变速范围和不错的传动效率,可以营造安静宜人的驾乘感受又可满足日益严苛的油耗要求。由于这类车型普遍动力水平不高,完全在CVT的能力范围之内。偶尔轻度的狂野驾驶也完全不用担心。
小结:9AT、7DCT、CVT在动力水平、操控性、节油能力等特性的博弈还会继续,不论是9AT开疆拓土,7DCT刺激多变,还是CVT安心舒适都有一批粉丝。那么问题来了,你钟爱哪一款呢?