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变速器的霸主之争

世界上第一台变速器由法国标致研发,诞生于1889年(第一台汽车诞生于1886年)。自从变速器诞生以来,已成为汽车不可或缺的重要组成部分,并且类型也越来越多,变速器的发展趋于多样化,同时不乏创新性,手动变速器(MT)、液力自动变速器(AT)、电控机械自动变速器(AMT)、无级变速器(CVT)及双离合变速器(DCT)各有千秋,而你是否有一款自己钟意的变速器呢,你在购车时会选哪种变速器呢?

如果你还不清楚这些名词到底意味着什么,或者在选择变速器时一头雾水,别担心,先一起来看看变速器全球市场的发展趋势,可以让你在购车时至少做到心中有数:

(1)全球范围 MT的市场占有率将下降。

(2)北美市场 AT根基很深,市场占有率接近90%,6AT将占主导地位。

(3)欧洲市场 手动变速器市场份额高,DCT市场大幅度提高。

(4)日本市场 CVT将进一步发展,预计2015年市场份额将达42%。

(5)中国市场 AT市场以每年20%的速度增长,多挡AT市场将逐渐增高,DCT市场逐渐扩大,AMT将在微型车和重型商用车上得到较大范围的应用,CVT将在小范围内得到快速应用。

下面跟大家一起展开一场变速器穿越之旅,看看从MT、AT、CVT到DCT变速器到底经历了怎样的发展历程,同时也让大家在购车时对变速器有一个理性的认识。

一、MT—手动变速器

手动变速器

手动变速器MT的诞生在一定程度上促进了汽车产业的不断发展,到现在几乎所有品牌的汽车都将手动变速器作为最基本的车型配置,而所有的变速器厂商都会无一例外的选择生产这种变速器。手动变速器结构简单可靠、传递效率高、燃油经济性好,并且充满驾驶乐趣。

欧洲为变速器的诞生地,依旧保持着对MT变速器的那份执着和深情,其市场占有率比较高。目前国内主流手动挡车型搭载的变速器基本为5MT,随着近几年6速手动变速箱的盛行,才逐渐在一些高档手动车型中退居二线,不过目前90%手动车型中依旧搭配5MT。尽管全球MT变速器市场份额在下跌,但就其自身发展趋势而言是向更多挡位发展,各挡传动比更小,更接近,配合更密切。

MT作为一种经典的变速器类型,在今天仍然有较多消费者选择使用,但同时对MT变速器的品质感也有较强诉求,下面从主观评价方面总结几点,讲讲在选择MT时应考虑的问题:

(1)换挡力及选挡力的大小。目前家用车型,换挡力及选挡力基本在15N-20N左右,过大的换挡力对女性驾驶者来说比较困难,同时易造成驾驶员疲劳感,而过小的换挡力会给驾驶者带来一种不安全感。

(2)挡位清晰度。静态评价变速器时可以从一档逐级升到五挡,然后再从五挡逐级降到一挡,在升、降档时不能出现入挡困难、入挡涩,挡位模糊的情况。动态评价也可以这样逐挡经行。同时也要注意一下挡杆的位置,是否符合人机诉求。

(3)换挡吸入感。MT换挡时希望干脆利落,无二段感及松散感,强调在换挡中有吸入感,就像两块磁铁在接近到一定距离时突然吸合的感觉,而干脆利落的感觉就像你掰手指关节时出现的那种顿挫感,良好的换挡品质会给人一种驾驶欲望。

(4)加、减速啸叫声。啸叫声是齿轮啮合摩擦发出的声音,从本质上讲无法完全避免,但是可以从齿轮制造工艺及整车声学包上减小啸叫声。评价时,注意加速过程中是否会出现类似于“口哨”的嘤嘤声。通常减速滑行工况比加速工况更明显,因为加速发动机噪声会掩盖部分啸叫声。

以上几点点建议希望能给大家在选择MT车型时提供参考,当然也不仅限于这几点。虽然MT变速器已有没落之势,但是却推动了汽车产业的发展,作为元老级别的变速器,功不可没。

二、AT—液力自动变速器

AT变速器的产生比手动变速器MT晚了19年的时间。1908年福特T型汽车应用了一种后驱,行星齿轮传动的3速变速器。

但以今天的标准来看,该变速器只能称为2速,因为还包括倒档。当时生产的T型车并没有离合器踏板,换挡是通过驾驶舱地板上的3个踏板完成,中间的一个踏板是倒档,两边的踏板分别是高速档和低速档,该传动系包含两个速比。

福特T型车用的变速器,可以说是AT的雏形,真正意义上的AT变速器是在1940年由美国通用开发,这种变速器使用了液力偶合器和三排行星齿轮,提供了4个前进挡和1个倒档。

而AT变速器重要的改进是在二战期间,别克公司为坦克开发了液力变矩器,到1948年,这种液力变矩器与其它部件的结合使用而定型为现在的AT变速器。AT变速器采用液力变矩器代替离合器,减少了离合器换挡来带的冲击,优点是操控极易、驾驶轻松,尤其是针对目前拥堵的路况,不必频繁的换挡。而缺点是燃油经济性较差、传递效率较低,缺乏手动挡变速器带来的驾驶激情。

AT变速器从最开始的雏形到最终的定型基本都在美国,美国三大汽车公司曾一度拥有AT变速器的核心技术及庞大的生产手段。20世纪60年代末,日本从美国引入AT变速器技术,日本汽车产业在30多年的发展中,在6AT、8AT及CVT等领域都超过美国,代表企业有丰田旗下的爱信AISIN AW公司、日产旗下的捷科特JATCO公司。

目前在中国汽车市场,家用轿车最多搭载的还是4AT变速器,6AT自动挡中级车,德系车居多。而豪华轿车已经开始使用7AT甚至8AT变速器。

普通消费者认为变速器挡位越多越省油,其实这是一个认识误区,省油与否与动力总成(发动机+变速器)的匹配是否得当关系较为密切。丰田全系4AT的调教都挺不错,顿挫感也较小,例如卡罗拉、RAV4等。而挡位多的变速器也确实能省油,例如大众的1.6L发动机在3800转达到峰值扭矩,匹配6AT变速确实不错。而对于在4500转才能达到峰值扭矩的发动机来说,6AT变速器不一定能真正省油,在低速高挡时发动机根本带不动或者很吃力,尤其是在我国日前拥挤的交通条件下,6AT反而会频繁的升降挡位,对变速器使用寿命不利。6AT从技术上讲是先进的,考虑到实际用车的情况,大家在选择变速器时要综合考虑。

在80年代,3AT还是主流的情况下,4AT简直是奢侈品,而如今AT进入“8”时代。宝马5系、7系及奥迪A8L都是较早运用了8AT,但是第一个吃螃蟹的却是日本丰田公司生产的雷克萨斯LS460,其搭载爱信公司生产的8AT。

尽管最早推出8AT的是日本爱信公司,但是现在听到搭载最多的8AT是德国采埃孚(ZF)变速器。目前90%以上的8AT变速器由采埃孚提供,即ZF 8HP。采埃孚8HP有三种类型,分别为8HP45、8HP70及8HP90,所对应的最大扭矩分别为450N·m、700 N·m和900 N·m,重量分别为77Kg、87Kg及95Kg。采埃孚8HP的换挡时间为0.2m,比爱信8AT快0.15秒,其换挡时间甚至不亚于双离合变速器DSG。采埃孚8HP主要适用于前置-纵置发动机平台,以后驱为主。宝马作为8AT的忠实粉丝,ZF 8HP变速器已近遍布宝马各个车型,宝马1系、3系、5系、6系、7系、Z4、X1、X3、X5、X6。奥迪作为采埃孚8HP的第二大客户,主要是针对北美市场。其它采用ZF 8HP变速器的车型有,宾利(欧陆GT V8)、捷豹(XF、XJ)、路虎(揽胜)劳斯莱斯(幻影)等。

其实客观的看,新型的6AT、7AT及8AT变速器只能在高档豪华型轿车上显示其优越性,而在日常小排量家用轿车中根本派不上用场,所以土豪有福了。

三、CVT-无级变速器

无级变速器CVT(Continuously Variable Transmission),又称为连续变速式机械无级变速器,其与一般的齿轮式变速器最大的区别是没有复杂笨重的齿轮组合,而是用了两组带轮进行变速传动。

但是直到20 世纪70 年代以后,机械式无级变速器获得迅速和广泛的发展,之前CVT的发展一直受限于当时材质与工艺方面。CVT的工作原理不多讲,其最大的优点是提升了整车品质感,有利于整车NVH性能,同时燃油经济了得到改善,而缺点是所能匹配的发动扭矩范围有限,目前匹配扭矩在400N·m以内的发动机,所以限制了其在大排量发动机上的使用。

CVT技术最先在欧洲开花,但是最终却是在日本结果,形成产业化。20世纪80年代以后,日本厂商把目光投向了CVT变速器,在后续几十年的研发中,日本汽车厂商执着研发,并克服了CVT中一些技术难点。目前,CVT变速器最大的市场在日本,CVT变速器的保有量约占全部自动变速器市场份额的25%。但在1980年代之前,因CVT传动带在材质及工艺方面无突破性进展,传动带在寿命较短,CVT在欧洲市场口碑不好。由于CVT技术在欧洲一直不被轿车市场看好,CVT在欧洲并未找到出路,未能形成产业化。但是欧洲却拥有一批制造CVT核心部件的供应商,例如德国博世、舍弗勒等等。

在日本,日产、三菱、丰田、富士重工等汽车厂家都按自身车型的选择,搭载了CVT变速器。日产是日本也是全球范围积极推进CVT应用的先锋队,也可以说是世界上最早在量产车上使用CVT变速器的汽车品牌。目前东风日产公司使用CVT变速器的车型有轩逸、奇骏和天籁,发动机排量包括2.0、2.5和3.5,而天籁350XV车型搭载的VQ35DE 3.5L V6发动机,最大动力输出252马力(185千瓦),峰值扭矩326N·m(目前量产的CVT变速器所能承受的扭力在400N·m以内)。

其实我国早在17年前,已将CVT被列为国家科技攻关课题,但到目前还是没能实现产业化。国内企业短时间内实现自主生产CVT核心部件能力的可能性较小,自主企业生产CVT,钢带只能从国外采购,离市场化还有较远的路要走。

四、DCT-双离合变速器

欧洲人不钟情AT,也不偏爱CVT。当初由于传统的AT变速器自身固有缺陷导致汽车油耗偏高,并驾驶缺乏驾驶激情时,日本把变速器研发朝向CVT,而欧洲却选择了AMT,即自动换挡机械变速器,可以看出欧洲人更看重的是对汽车本身的驾驶感和操纵性。欧洲人很固执,崇尚一种纯机械美和暴力美,浪漫却不失激情,纯碎却不失情调,总能抓住自己想要的东西。从MT到AMT再到现在的DCT,一层一层的剥开了欧洲人对汽车驾驶的理解。

双离合变速器统称为DCT(Double Clutch Transmission),融合了自动变速器和手动变速器的特点, DCT的基本原理类似于两套手动变速器,当挂入某一挡位时,而下一挡位已近预选,这样保证了换挡的平顺性,解决了手动变速器换挡时带来的冲击性和顿挫感。

20世纪90年代,大众公司和博格华纳携手合作生产了第一款适用于大批量生产和应用的主流车型的双离合变速器DCT,从此揭开了DCT的序幕,大众将其称为DSG(DirectShift Gear)变速器,并最先应用在2003款高尔夫R32和奥迪TT上。

而目前各大知名汽车厂商都拥有DCT技术,命名也不同,例如保时捷叫PDK,宝马叫DKG,三菱称为SST,福特和沃尔沃称为powershift,奥迪称为S-Tronic。

目前DCT技术基本被美国博格华纳(Borgerwarner)垄断,作为DCT的核心部件双离合器有干式和湿式之分,即DDCT及WDCT。

干式和湿式离合器在功能上没有什么本质区别,不同点在于离合器的冷却方式上,由于冷却方式不一样,所以干式双离合器与湿式双离合器所能承受的最大扭矩也不一样。干式离合器采用风冷散热,而湿式离合器采用的是变速器油浸散热,也就是将离合器密封在油槽中,利用变速器油的流动吸收带走热量,达到降温效果。目前大众汽车公司拥有两款DSG变速器,一款是六速湿式双离合变速器,由博格华纳提供;一款是七速干式双离合变速器,由德国Luk公司提供。据悉,干式双离合变速器在燃油经济性方面与配备湿式双离合器的变速器比更胜一筹,能节省超过10%的燃料;和传统的手动变速器相比,节省油耗可达6%左右。

大众汽车按发动机排量来搭配DSG变速器,在配备2.0 TSI或更高排量的发动机的车型上,才会搭载六速湿式离合器。干式双离合器的散热能力差,可承受的扭矩也比较低,通常与小排量的发动机匹配,在1.8T以下等小排量的发动机则与七速干式离合器配合,而自主品牌荣威550也采用的是来自博格华纳的湿式双离合器。福特的Powershift双离合变速器是由福特集团与格特拉格(Getrag)变速厂联合研发的,其率先搭载在蒙迪欧致胜的2.0T车型上,也是六速湿式双离合变速器,大可承受扭矩达450N·m。

湿式离合器可以承受更大的扭矩,散热性能好,但是结构复杂,体积和重量也较大,并且制造成本相对于干式离合器要高很多。福特的Powershift也有干式双离合器版本,新福克斯和新嘉年华上的6HDT250变速器为干式双离合变速器,最大承受扭矩250N·m,相比蒙迪欧搭载的湿式变速器扭矩减小了200N·m。自主品牌中,比亚迪也涉足了干式双离合变速器,其6速干式双离合变速器已在速锐、G6等车型上得到验证。

大众汽车在DSG变速器推广中一路高歌,与TSI发动机搭配号称黄金组合,同时我国DCT市场也一路飙红。我国乘用车市场2009年开始出现DCT车型,当时有4个车型的14款车,到2010年搭载DCT的车型增加到12个,车款增加到50款,而2011年又个9款新车搭载DCT上市,2012年分布在18个车型的DCT车型达到74款,2013年又有10个车型的36款车型上市配置DCT。大众推出众多DCT车型后,在华销量也实现猛增。但是DCT车型增加并不代表DCT市场前期广阔,目前通用、宝马、奔驰、日、法、韩系及大部分自主品牌不用DCT技术,或者推迟DCT上市计划,尤其是大众出现DSG召回事件后,大众也放缓了DCT的推广速度。大众DSG双离合变速器出现一些换挡“咔咔”声、发动机转速突然升高及故障指示灯时常点亮并闪烁等问题,可能有“先天”缺陷,也可能有使用环境等“后天”因素的影响,其实最核心的问题还是在双离合器及控制系统上,但是最为一项新技术我们更多的还是留给市场检验。

五、谁才是变速器的霸主

写了一大堆,突然觉得有些失落,变速器百年历史进程,男主角是欧美,女主角是日本,基本不关中国鸟事,如果硬要说中国的角色,我只能说是群众演员,这绝非自嘲,而是事实。

目前变速器的核心技术掌握在德国博世、舍弗勒、采埃孚、博格华纳、爱信及捷科特等世界知名企业中,这些公司的研发动向在一定程度改变着变速器的发展历程。从MT、AT、AMT、CVT到DCT每一步的变化都代表着人们对汽车性能的追求,展示了人类机械文明的高度发展,最终还会有什么样的变速器产生,我们不得而知,但是可以想象的是,变速器后续发展进程中,会有中国的身影。

谁才是变速器的霸主?我不知道。但是作为一个消费者,更多的是应该从自身的角度去思考你需要怎样的一款变速器,如果你是职业玩家,崇尚驾驶激情和快感,你可以选择MT;如果你只是日常代步,对车型有较高的舒适性诉求,并且不喜欢激烈驾驶,你可以选择AT或者CVT;如果你追求的是多样化,喜欢手动挡的激情与快感,但也喜欢自动挡的那份悠然与惬意,你可以选择DCT;但是如果你是土豪,不在乎钱,并且喜欢挡位多的,你可以选择8AT;当然,如果你喜欢速度与激情,并且已经不满足于陆地,你可以选择飞机。

 

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