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擋位勇攀高峰 2013年新變速器大盤點

   [汽車之家 技術] 作為動力總成系統中的重要部件,變速器肩負著將動力高效平順傳遞的重任。而根據車型和產品定位的不同,人們開發出了AT、CVT、DCT等多種形式的自動變速器,每一種變速器也都存在其獨特的優勢。這些變速器隨著技術的發展也在不斷與時俱進,而仔細觀察可以發現,它們都在向著擁有更大變速比的高擋位邁進。


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● 奔馳9AT

    在采埃孚推出世界上首款橫置9AT不久,奔馳也正式對外推出名為9G-Tronic的9AT。它與前者最大的不同是其采用縱置布局,而這也是世界上首款采用縱置布局的9AT。


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    這臺縱置9AT的最大齒比為9.15(略低于采埃孚9AT的9.81),其依靠4組行星齒輪和6個換擋器來實現9種擋位的變化。重要的是,該變速器可在升擋過程中進行“跳擋”,依據工況所需,在行星齒輪和換擋離合器的協同工作下,擋位可實現3-5-7的跳躍升擋方式,這樣可以縮短換擋時間、提高效率,也使得車輛在燃油經濟性上有更好的表現。


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奔馳9G-Tronic與7G-Tronic齒比對比
擋位9G-Tronic7G-Tronic
15.504.38
23.332.86
32.321.92
41.661.37
51.211.00
61.000.82
70.870.73
80.72--
90.60--


    為了獲得更好的換擋平順性,減小發動機可能對變速器造成的沖擊。該變速器在液力變矩器處設計有扭轉減振器和配重塊,奔馳的工程師表示,這樣的設計可以大幅提升整個動力總成運轉時的平順性,在發動機1000rpm以下時尤為明顯,這項技術在目前奔馳的7G-Tronic變速器上也在使用。


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 此外,為了提高換擋精度,該9AT內安裝有3個轉速傳感器對相關部件進行不間斷的監測,而變速器電腦以此為依據來對選擋和換擋的節奏進行更精準的控制。


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    這臺9AT內設計了主副兩個油泵,主油泵通過鏈條將動力從輸入軸引至機械泵,它的體積相比奔馳之前的變速器要更小,同時在一定程度上也降低了驅動油泵時的動力損耗。副油泵依靠電力驅動,它在不同的工況下隨時介入或退出工作。而其最大的優勢在于,即便發動機熄火后,它仍可以幫助變速器保持工作油壓,這對發動機重新啟動后車輛的迅速移動有很大幫助,自動啟停功能也因此受益。


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    根據奔馳所公布的資料,一輛搭載9AT的E350 BlueTEC車型(采用3.0L V6柴油機)以9擋120km/h的車速高速巡航時的發動機轉速僅有1350rpm,百公里油耗為5.3L。這大大提升了車輛的燃油經濟性,同時其在NEDC(歐洲循環測試)中百公里二氧化碳排放量也只有138克。

總結:

    這臺9AT未來有很大的適配性,除了可以匹配在前置后驅車型上以外,像四驅車型、Hybrid、Plug-in Hyrbrid等車型也都可以搭載。應該說,更多擋位的變速器對于歐洲普遍應用的柴油發動機有著更大的作用,奔馳也希望通過它在未來這個更加注重車輛燃油經濟性的時代處于不敗之地。
 

2

觀致6速DCT/本田DCT

● 觀致6速干式雙離合變速器

    隨著觀致品牌首款車型的上市,觀致3上的一款6速雙離合變速器也引起了我們的興趣。在現有的車型配置中,觀致3的動力系統包括有1.6L自然吸氣和1.6T渦輪增壓兩款發動機,根據發動機的相關參數,我們也推斷觀致3上的1.6L自然吸氣發動機源自奇瑞的ACTECO發動機,作為觀致汽車的出資方之一,這也在情理之中,而那臺6速雙離合變速器的技術則主要由格特拉克提供。

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與大眾現在使用的液壓控制驅動的雙離合變速器不同的是,觀致這臺6速雙離合變速器的雙離合模塊由電機控制,這樣就省去了相對復雜的一整套液壓驅動裝置,在結構上也就相對更加簡單和緊湊。


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『觀致3的雙離合模塊采用與福克斯相同的電動驅動方式,箭頭即為由電機控制的換擋鼓』

    從主要結構和供應商來看,觀致3的這臺變速器與福克斯上的6速干式雙離合變速器幾乎一致,而之前我們也將它和大眾的7速雙離合變速器在技術層面上進行了對比






總結:

    單純從結構上來說,相對簡單的電機控制方式在可靠性上確實更有保證,當然對于這種近些年才大規模量產的采用新技術的變速器,其產品穩定性也還需要一段時間來加以檢驗。

● 本田雙離合變速器

——8速雙離合變速器

    在今年的本田技術大會上,本田正式對外公布了一臺自己研制的8速雙離合變速器,與目前市面上其它廠家的雙離合變速器相比,它在結構上顯得特立獨行,因為其通過使用液力變矩器來取代傳統的雙離合模塊,這也使它成為世界上首臺帶有液力變矩器的雙離合變速器。



目前,本田所采用的平行軸式自動變速器由于先天結構的原因導致其擋位數量限定在6速的水平上,而為了提升燃油經濟性,開發更多擋位的變速器也是迫在眉睫。這臺8速雙離合變速器的變速機構依然采用了本田傳統的平行軸結構,其最大輸入扭矩為270N·m,根據適配車型的不同,最大變速比在6.367-7.0之間。




本田這種“雜交”的設計讓其在保持迅速換擋的同時相比傳統雙離合變速器更加平順,尤其是在起步和低速行駛時,同時液力變矩器的扭矩放大作用也讓車輛在起步時更加有力。此外,平行軸的結構對于本田來說沒有任何技術壁壘,研發和生產相對較容易,同時也更易和現有的動力系統進行匹配。



不過,也正是由于平行軸結構的原因,這臺雙離合變速器與本田平行軸自動變速器有著相同的問題:體積無法縮小。這也使得該變速器無法與體積相對較大的六缸發動機相匹配,而目前所匹配的雅閣試裝車或許將成為可以搭載這臺變速器的最高級別車型。

——7速雙離合變速器

    除了上面提到的8速雙離合變速器外,在本田“FUNTEC”技術中還有一臺7速雙離合變速器,目前它主要被應用在專為小型以及緊湊型車設計的i-DCD(intelligent Dual-Clutch Drive)混動系統中。



 這臺7速雙離合變速器采用了傳統的結構設計,雙離合模塊為干式結構,并依靠液壓系統驅動。目前日本本土的新飛度混合動力車型就將搭載這臺變速器,雖然目前還沒有更多關于此變速器的資料,不過根據其定位,也可以看出它的體積不會很大,未來也不排除其搭載在使用傳統動力系統的緊湊型以及小型車上。

總結:

    本田也緊跟時代的步伐推出了雙離合變速器,而且是世界上首臺使用液力變矩器的雙離合變速器,雖然其有諸多優點,不過龐大的體積也限制了它的適用范圍。而那臺體積更小的7速雙離合變速器目前只搭載在混合動力系統上,個人覺得未來它還可以適配更多不同動力系統的車型。
 

3

日產新一代中型CVT

● 日產新一代中級CVT

    隨著新一代天籟的面世,日產也同時推出了針對旗下中型車以及SUV車型的新一代無級變速器——CVT8。根據最大可承受扭矩的不同,CVT8分為普通版和高扭矩版(CVT8HT),二者可承受的最大扭矩分別為250N·m和380N·m。目前,CVT8主要搭載在新一代天籟以及未來全新的逍客和奇駿等車型上,而CVT8HT目前搭載在樓蘭以及北美版的天籟等車型上。


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相比搭載在上一代天籟等車型上的老款產品(CVT2),CVT8主要進行了三方面的優化升級:

    1、增加了變速器的齒比范圍;
    2、減小了內部摩擦損耗;
    3、提升控制系統和控制邏輯。

    從結果來看,根據官方給出的數據,CVT8相比上一代產品在燃油經濟性方面提升了12%(CVT8HT提升了10%)。

——變速比擴大

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   CVT8相比CVT2,將變速比由6擴大到7,想實現它,日產給出的技術方案是減小主動輪軸的直徑,這樣主動輪就可以有更大的變化范圍。而通過下表我們可以看到,目前CVT8的變速比基本處在6AT和8AT之間。


幾種變速器變速比的比較(均為橫置)
ZF 9HP

AISIN AW

TG80-LS
8AT

AISIN AW

TF80-SC
6AT

CVT8
9.817.596.017.00


——降低內部損耗


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    CVT8采用了全新設計的鋼帶,其中每一個鋼片的剛度得到了優化,同時鋼片的寬度變得更小,通過這種方式,整體減小了鋼帶的摩擦,從而提升了變速機構的工作效率。


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   此外,CVT8采用了更高效的小型油泵,變速器控制閥體的閥間隙也進一步減小,而通過對油壓的精確控制不僅降低了能量損耗,同時也增大了主從動輪對鋼帶的夾緊力,提升了變速機構的工作效率。


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CVT8還采用了粘度更低的油,減小了油液帶來的部件運轉阻力,同時CVT8的油液量也減小了,而且工程人員在差速器的位置增加了一塊擋板,它的作用就是減小差速器齒輪攪動油液時所產生的阻力。

——優化了CVT的控制邏輯

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    變速器電腦通常會根據駕駛者的意圖以及車速等信號控制變速器進行變速,CVT8進一步優化了控制邏輯,不僅讓變速器更加智能,而且可以根據不同的駕駛情況做出最快速的反應。


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由于傳統自動變速器中的液力變矩器往往是制約其燃油經濟性的一個最大問題,所以現今工程人員都在想辦法提高液力變矩器的工作效率,而最有效的辦法就是盡早將其剛性鎖止,這樣發動機傳遞過來的動力就可以毫無損失的直接傳遞給變速箱。CVT8也是遵循這種理念,其在車速10km/h以下時便可鎖止液力變矩器,而且在持續的加速和行駛階段也無需打開,這樣就大大提高了動力的傳輸效率。

總結:

    日產似乎認準了無級變速器這條技術道路,并為旗下幾乎所有車型配備了該類變速器。而隨著技術的積累和進步,日產也在不斷對現有產品進行優化,在發揚其優勢的同時,也在盡力彌補CVT變速器的一些傳統問題。CVT8產品雖然沒有什么翻天覆地的變化,但通過這種優化升級,相信CVT技術在未來會適應更多種類的車型,同時也擁有更出色的產品可靠性。

4

廣汽DCT/吉利DCT/比亞迪DCT

● 廣汽七速雙離合變速器

    在今年的廣州車展上,廣汽集團對外展示了一臺型號為C725的七速干式雙離合變速器。準確來說,由于廣汽與菲亞特的合資關系,所以該變速器的核心技術來自于菲亞特集團,目前其在杭州依維柯汽車變速器有限公司生產制造。



    該變速器采用了電控液壓驅動的雙離合單元,同時換擋機構也由液壓控制模塊控制,其中一些部件由菲亞特旗下的馬瑞利公司提供。該變速器的最大變速比為6.80:1,通過下表的對比,我們可以看出廣汽的這臺雙離合在參數和控制方式上與大眾的7速雙離合很接近,只是重量更大一些。

3款干式雙離合變速器基本參數比較
名稱大眾七速DSG
干式雙離合變速器(DQ200)
福特Powershift六速
干式雙離合變速器
(6DCT250)
廣汽七速干式雙離合變速器(Dual Dryve)
型號0AMDPS6C725
最大扭矩250牛·米250牛·米250牛·米
前進擋數/倒擋數7個/1個6個/1個7個/1個
控制機構液壓控制電機控制液壓控制
重量約72千克約73千克約80千克
匹配車型

速騰、高爾夫、明銳、朗逸、邁騰、昊銳、寶來、大眾CC、新帕薩特、新邁騰以及奧迪A1、A3等車型的1.4TSI及1.8TSI車款

福克斯1.6、2.0車型

廣汽菲亞特菲翔、
廣汽傳祺

總結:

   目前菲翔車型上搭載的是一臺最大可承受350N·m的6速干式雙離合,而根據廠家公布的資料顯示,這臺C725變速器未來將搭載在菲翔以及廣汽傳祺系列的車型上。由此可見,通過這種一高一低(可承受扭矩大小)的搭配,廣汽很可能將為旗下車型,從小排量自然吸氣到渦輪增壓發動機普及這種雙離合形式的自動變速器。
 

● 吉利七速雙離合變速器

    在今年上海車展上,吉利對外展出了自主研發的首款雙離合變速器,其采用七速濕式結構,最大可承受扭矩為325N·m,未來它將匹配在橫置發動機布局的車型上。

吉利七速雙離合變速箱

型號

JL-7DCT250F

擋位數

7前進擋+1倒擋

布置方式

橫置

最大輸入扭矩

325N·m

軸向長度

373mm

凈重

81kg




總結:

    吉利于2009年收購了當時世界第二大變速器公司——澳大利亞DSI公司,這不但可以讓DSI的產品順利引入國內以彌補吉利車型在自動變速器方面的劣勢,同時也大大強化了吉利在自動變速器上的研發和生產能力,我想吉利也是借助該能力研發出這臺7速雙離合變速器,不過目前吉利并沒有公布未來其可能搭載的車型,而它距離真正量產似乎還有一段時間。

● 比亞迪6速濕式雙離合變速器

    目前比亞迪已經開始廣泛使用其自主研發的1.5TDI動力總成了,其中的“D”指的是一臺6速干式雙離合變速器。而在今年的廣州車展上,比亞迪又展出了一臺可承受更大扭矩的6速濕式雙離合變速器,未來它將最先裝配在比亞迪S7車型上。


  比亞迪已經量產的6速干式雙離合變速器是對大眾7速干式雙離合變速器逆向研發的成果,而這臺6速濕式雙離合變速器又是在前者基礎上研發而成的,同樣是6個前進擋意味著齒輪結構和整體布局無需進行大的變動,而它的體積也沒有增加多少,這也意味著其未來可以適配更多種類的車型。

總結:

    雖然目前還沒有更多關于該變速器的相關資料,但比亞迪也是在通過類似大眾7速干式和6速濕式雙離合變速器的產品定位來為旗下不同級別的車型逐步普及雙離合式的自動變速器。
 

5

盛瑞8AT

● 盛瑞8AT

    自動變速器的研發和生產能力一直是我國較為薄弱的,無論是自主品牌的車企還是零部件企業在此方面始終都沒有較大的建樹,更多的還是依靠購買成熟的產品來滿足自身發展的需要,而來自山東的盛瑞傳動股份有限公司卻一鳴驚人地推出了具有自主知識產權的橫置8AT。


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    這臺變速器的具體型號為SR8AT-300,準確來說,它是盛瑞與德國開姆尼茲工業大學聯合研制而成的。此款變速器從原始概念創新開始,采用正向設計,填補了國內6擋以上自動變速器在研發和生產領域的空白

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 盛瑞8AT分為兩驅和四驅版本,目前裝車量產的主要是橫置8AT。它的變速機構采用了3組行星排和5個換擋元件(4個離合器和1個制動器),其中第7、8擋是專為省油設計的超速擋,最大速比為6.547,而最大可承受扭矩為300N·m。

SR8AT-300 8速自動變速器各擋傳動比
擋位傳動比
14.17
22.65
31.69
41.42
51.17
61.00
70.84
80.64
倒擋3.35


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由于發動機艙的寬度有限,所以對于高擋位的橫置變速器來說,其體積就不能太大,而該變速器的尺寸僅是略大于傳統的4AT。此外,盛瑞也選擇了一些世界上知名的零部件大廠作為自己的供應商,包括有博格華納、博世、德爾福、西門子等,這些成熟大廠的加入也在一定程度上確保了最終的產品品質。

盛瑞8AT可以匹配從1.6L渦輪增壓發動機到3.0L自然吸氣發動機,并適合于中高級轎車以及SUV等車型。此外,該變速器還可以實現發動機橫置的四驅結構以及適配混合動力系統。目前,陸風X5則是首款搭載盛瑞8AT的車型。


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總結:

    盛瑞8AT確實填補了國內高擋位變速器的空白,算是跟上了世界的潮流。不過再優秀的變速器也還需要與發動機和整車進行良好的匹配,而目前只有單一的一款車型與之匹配,這無疑限制了盛瑞在后期調校與匹配上的經驗和數據累積,所以盛瑞8AT要想進入成熟的量產規模也還有很長的路要走。

全文總結:

    無論是哪種類型的變速器,也無論是哪個廠家所研發生產的,我們似乎可以看到,通過更多的擋位數來獲得更大的變速比是它們共同的發展趨勢。因為更寬廣的變速比范圍可以讓發動機更多時候處于合理的經濟轉速區間,這無疑提高了車輛的燃油經濟性,而這一點對于柴油發動機來說更為明顯。現今省油和減小碳排放已經成為全球廠商的共同志愿,而變速器在這里所起到的作用功不可沒。(文/汽車之家 馮景毅)








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