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MT/AT/DCG/CVT 你真的了解变速箱吗

 邢州冠冕 2014-09-09

  随着汽车工业的不断发展,汽车本身的性能和构造的不断提升,我们开始更多地关注在发动机、汽车配置和车身钢架结构,那么我们对于变速箱又有哪些认知呢,可以这么说,如果发动机是汽车运行的心脏,那么变速器便是汽车心脏的起搏器,没有它,汽车将以恒定的速度运行,所谓的高速、低速恐怕就荡然无存,也正是这一设置,促使日本汽车的CVT辉煌至今,而AT变速箱变得家喻户晓。那么他们的奥秘到底在哪呢?

  应该说,一旦发动机制造出来,汽车的排量大小是不变的,而且活塞内可燃混合气的成分也是基本不变,因此汽车在起步和上坡,需要较大的输出扭矩来运行,而在一般高速路面进行高速运转时,只需要较小的扭矩输出,因此传动系统的变速器正式基于此,作用于发动机来扩大汽车驱动转矩和转速变化,不管是起步,上坡需要的大转矩,低速档运行,还是要提高车速,使用高速档,可实现小转矩,高车速的性能了。而与之匹配的便是我们通常使用的的变速杆即档把。

 (此处列出自动挡变速杆)

  1.变速箱的种类

  对于变速器来说,对应于发动机的来说,种类较多,也因此运营而生多种汽车制式,如手动挡汽车,自动挡汽车,而自动挡汽车又分为AT、CVT即无级变速、DSG形式。

  由上图我们可知,变速器的手动和自动的区别简单来说,在于有无离合器踏板,这是大家众所周知的,而更加值得我们关注的是其齿轮变速加上液力变矩器是自动挡汽车的特别之处,尤其明显的是CVT使用的是金属带变速,DSG主要采用齿轮变速的形式。

  这里简单的回顾一下变速器的运作原理。

  手动变速器顾名思义必须用手波动变速杆即档把,才能改变传动比的变速器,在换挡时,必须彩霞离合器踏板,方可搏动变速杆,其工作原理在于更换不同大小的的被动齿轮来与动力输出轴接合,需要降低档位时,将被动齿轮更换为更大的齿轮,此时转速降低,转矩则增大,如果升高档位时,被动齿轮因此切换成小齿轮,此时变速器输出的转速就会提高,但转矩会减小。因此汽车在行驶时,需要较小速度和大转矩获得大的牵引力,降低档位行驶保证了安全性,而升档时转速提高,转矩变小获得较高速度运行。

  也由此带来的驾驶感觉是换挡较麻烦,手脚并用,对于女性来说,易产生疲劳感。

  2.自动变速箱(AT)

  自动变速箱(AT)的关键在于液力变矩器,其原理就类似与两台对吹的电风扇,当一台电风扇转动时,它的气流就会带动另一台电风扇的转动。而通过油质传递动力,传动的效率相对较低,也因此相对于手动挡汽车燃油消耗高一些。

(此处引自《汽车为什么会跑》)

  那么,以大众为代表的车系采用的变速箱作为例子,大众集团从之前的01M、01N到更高级的01V,前两者早期在大众的捷达和宝来上使用,后者在奥迪汽车上使用,主要是德国ZF公司和美国博格华纳的变速器作为主要选择,性能稳定,油耗平均。

  而值得关注的是,由目前查的资料看,大众的途锐选用日本爱信公司的09D变速器,其特点在于,模糊逻辑控制,取决于驾驶员和行驶状态以及行驶阻力的换挡程序写在控制单元内部,而且可调节式变扭器锁止离合器,斜坡保持功能可放置数据控制单元聚集成在部件保护中而且其壳体由铝合金制成,可见大厂的变速箱采集是全球化的,其稳定性和均衡性与德国的ZF和美国的博格华纳变速箱不相伯仲,或许传递效率比更高,也因此耗油比较传统自动变速箱低。

  大众的特色或者说“骄傲”--双离合变速箱(DSG)

  不管是刚买车还是已经购车的,恐怕无人不晓无人不知大众所号召的”DSG”了,其主要应用在于大众汽车车型中涡轮增压发动机上,也就是所说的带“T”车,人们似乎觉得开着带T车,尤其是大众更有面子,笔者见到大街小巷众多的大众TSI标志,可见一斑,不管是1.4T、1.8T、2.0T发动机。当然随着应用广泛,其他车系也在采用此技术,那么DSG的奥秘在哪里?

  一般手动挡汽车换挡时离合器在分离和结合之间存在动力传递短暂中断现象,而自动变速箱因为油质级液压传递也会有迟滞即怠速的发生,而DSG即双离合变速箱的核心在于消除换挡时动力传递的停滞现象,应该说,此种技术早期是应用在赛车上,毕竟赛车注重的争分夺秒间,车速变慢影响赛车最终成绩,而随着民用汽车的领域扩大,渐渐应用了此种变速箱,好处便是更加平顺的换挡,保证了行驶性能的卓越。

  简单来说,就是两个离合器,其中一个离合器控制1,3,5档位,另一个离合器控制2,4,6档位,而目前流行的7档位双离合与6档的区别在于,离合器采用的是干式离合器,而6档采用湿式,也因此带来的问题就是,湿式双离合主要采用油液进行传动效率的运行,而干式双离合是在自然环境下完成传动效率的运行,自然其温度较湿式高,而且由于缺少油液的传递,其热量也就容易聚聚,产生热衰退的现象,导致发动机出现抖动,而且变速箱油在湿式和干式间差异明显,湿式需要6-7L,干式仅仅有1-2L左右,类似的不免有烧机油的一些“个别”现象发生。

  3.日系车的稳定均衡表现——CVT变速箱

  提起日系车,就不能绕过CVT变速箱,就像提起山东,就不能绕过煎饼。

  尽管CVT变速箱即无级变速箱不应是日系专属,但是日系车的主要品牌包括丰田,本田,日产等自动挡车型均采用无级变速箱作为其配置。也因此着重来看CVT的奥秘在哪?

( 引自《汽车为什么会跑》)

  应该说,CVT主要的部件就在于其两个滑轮和金属带的设置,滑轮的轮盘中间形成一个V形凹槽,其中一边轮盘由液压控制操纵,视为不同的发动机转速,进行分开和靠近的传动,同时凹槽变宽或者变窄,带动金属带的升高和降低,从而改变齿轮变速中切换不同直径的齿轮作用,完成换挡,特别是其与变速箱的电子控制一体,模拟出档位之间的变化。

  那么其特点在于,它没有一串离散的齿轮比,而是在一定范围内的连续值。传统变速箱都有1档到4档、5档等等档位,不同的档位意味着不同的传动比,因为传统变速箱是齿轮组的啮合与分离,传动比只能根据不同的齿轮组组合取一系列的离散值。

  而CVT则不同,一般的CVT结构是V金属带+锥带轮。带轮上有两个锥状的面,两个带轮为一组,之间距离的变化就可以控制金属带在轮上的缠绕半径,两组这样的带轮就可以将传动比控制在一个范围内取连续值,所以CVT实际上是没有档位的。有一些CVT为了照顾习惯开MT车型的驾驶员使用了模拟档位,实际上就是在连续的传动比上取出相应的值。

  因此,CVT的优势在于,理论上,它可以将传动比一直控制在最优值上面。运转平稳性优于普通 变速箱,因为它没有换挡时的动力间隙。在液压油质的传递下其速度运行同等情况下相较于AT变速箱油耗会更加均衡,或者说较低,或许正是日系车采用其的真正原因所在,也是被广大消费者所信赖和欢迎的所在。

  但是,也因此CVT的动力传输是有限的,远远不能和普通的齿轮组变速箱相比,一旦动力输出太大,会将金属带扯断或者金属带和带轮之间会发生打滑,也因此日系车的加速性能特别是高速上不免有些力不从心,对于一般家用车来说,的确是足够了,良好的稳定性和燃油性,相得益彰。

  日系车一般采用自然吸气发动机,采用CVT变速箱是自然之选,相较于涡轮增压的德系车或美系车来说,CVT变速箱的平稳均衡就不能和AT、DSG的高性能匹配了。对于追求运动和高性能的驾驶感受来说,AT和DSG变速箱才是他们的“菜”。

  随着汽车工业大发展,特别是中国汽车工业的三十年迅猛发展,不管是手动挡还是自动挡的AT、CVT变速箱都在自主车企中运用,汽车世界的绚丽多彩也带给消费者更多的选择,用甄嬛的话说,这真是极好极好的


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