长久以来,日本车企(+美国车企)在量产车
变速器技术上总是屈居于欧洲人的威猛之下,无论在哪个时代,不信你捋一捋。
欧洲车用5AT的时候,日本车用4AT;欧洲车用6AT的时候,日本车用5AT;欧洲车用7AT的时候,日本车用5AT、6AT;欧洲车用8AT的时候,日本车用6AT、7AT;欧洲车用9AT的时候,日本车用6AT、7AT、8AT。美国车?就不提了吧。
哦对了,日本人其实一直都有一个大招,用来破解欧洲人的挡位之争,你知道的,那个东西叫做CVT。任你6、7、8、9挡,劳资直接CVT无级变速,挡位数无限多。这个哄哄幼稚园小朋友还可以,CVT终究是极其成熟、极其古老、极其无聊、极其磨灭驾驶乐趣的变速器。当欧洲人用双离合变速器提升驾驶乐趣的时候,日本人却大张旗鼓地用CVT抹杀驾驶乐趣。
日本人+美国人发飙了,看谁挡位多!
日本车企的保守在量产车变速器上可谓是集中体现。
最近,情况变了,日本人开始发飙了。
新一代雷克萨斯LS也搭载了10AT变速器
今年发布的
雷克萨斯全新一代LS旗舰轿车,就搭载了全球首款10AT手自一体变速器,这台变速器还会搭载到雷克萨斯其他高端车型上,比如LC 500、LC-F等等。要知道,就在改款之前,雷克萨斯LS 600hL还在使用E-CVT无级变速呢,这真是一夜变天。
技术宅本田技研的最新作品:10AT变速器
稍等,以为只有日本豪华车开始冒进了吗?就在前几天,海外发布的第十代
本田雅阁,最吸引眼球的不是史上最棒的外观、史上最炫的内饰、全面进入涡轮化的发动机系列,而是——全球首款前驱车配套的量产10AT变速器(搭配2.0T车型)。又是全球首款,日本人可以啊!有消息显示,本田家的11AT变速器研发工作已经上路,不日将呱呱坠地。
全新本田雅阁2.0T版搭载了全球首款前驱车适配的10AT变速器
大洋另一边,福特最新款F-150猛禽皮卡,也装备了10AT变速器。
反观,欧洲车企量产变速器目前还定格在9AT,这边日本、美国车企在落后多年之后,居然集体扳回一球。
这一下子,欧洲人要慌了。
以前是怎么过的?
让我们把脚步放一放,往回看一看。其实,在更早的时期,2AT、3AT、4AT的时代,汽车不也照样运转得好好的吗?80、90年代那些拿过勒芒冠军、现在在纽北上刷圈速都比当今赛车快的C组勒芒赛车,用的也都是5挡变速器,车速达到400km/h。
再往前,世界上第一台变速器出现在1894年,法国工程师路易斯。雷纳。本哈特和埃米尔。拉瓦索尔将这台变速器安装在自己制造的汽车上。其实,变速器的诞生,正是因为内燃机的固有特性导致它不能被直接用来驱动汽车,而是需要变速器进行转速的调整。
简单说说这个道理:内燃机由燃料燃烧做功,它会向输出轴输出动力。我们驾驶汽车,低速行驶、高速行驶、加速、减速,这样频繁变化的动力需求,一部分可以通过油门大小来控制,但仅通过油门大小绝对不可能让动力输出与我们当时的驾驶环境完全快速地吻合,因为发动机动力输出与转速直接挂钩。但实际上,我们在加速的时候,需要低转速、高扭矩;在高速巡航的时候,又需要高转速、低扭矩。显然,发动机自身无法完成这个矛盾的变换。这个时候就需要变速器从中做媒。
变速器的作用是通过不同挡位,让发动机在同样的转速区间内输出不同的扭矩。比如低挡位,减速比大,通常在3以上,那么发动机在同样转速下变速器输出到驱动轮上的扭矩就大,传递到车轮上的转速小,这是一个低速启动加速的过程。在最高挡,减速比小,通常小于1,被称作超速挡,这时发动机在同样转速下通过变速器输出的扭矩就小,但是传递到车轮上的转速高,这是一个高速巡航的过程。
100多年来,变速器一直扮演着这样的角色。
为什么需要多挡位
通过上面的描述,大家可能会明白,变速器挡位数量决定了在同样发动机转速区间,变速器可以分割出的动力区间数量。以传统的5挡变速器为例,比较常见的各挡齿比大概是:1挡3.704、2挡2.202、3挡1.414、4挡1、5挡0.802(某款大量使用的5AT),可以看出1-3挡都是减速比,4挡相当于直接挡,5挡是超速挡。
我们再来看一看前几年比较热门的德国ZF给Jeep和路虎提供的9速自动变速器的各挡齿比。1挡4.7、2挡2.84、3挡1.9、4挡1.38、5挡1、6挡0.8、7挡0.7、8挡0.58、9挡0.48。
和上面那台经典的5速变速器相比较,很容易看出,ZF的9挡变速器,齿比范围更广,1挡减速比更大,意味着低转扭矩更充沛。从6挡到9挡,ZF变速器的减速比都比经典5速变速器低,意味着在高速巡航时发动机转速可以更低、车轮转速更高,更有利于高速巡航状态降低发动机功耗。
另一方面,多挡位的ZF变速器大部分挡位之间的齿比变化更小,这意味着在换挡时的冲击更小,换挡更平顺。
所以,挡位数越多的变速器,齿比编排可以更合理、动力利用更彻底。
然而,在城市里100年也用不上最高挡,有鸟用?
早在路虎极光和Jeep自由光搭载ZF 9挡变速器的车型上市的时候,大叔分别试驾,发现在市区最多用到6挡,很多地方用到5挡就不错了。
路虎揽胜极光和Jeep自由光,这两款车都是ZF 9AT的受益者
那么,要9挡有鸟用?
有用,当然有用。
就像前面所交代的,多挡位变速器的优点不仅仅表现在最高挡和最低挡的驱动特性上,日常大家最常感受到的是另外两个优势。
第一, 更密的齿比编排让换挡冲击更小,驾驶更平顺。
第二, 挡位多,虽然最高挡不经常使用,但多挡位却能够让工程师在更常用的中低挡齿比编排设计中有更大空间去做更合理的齿比。比如市区行驶经常用到3、4、5挡,因为有9挡在上面,那么3-5挡的齿比就可以设计得更紧凑、更有利于扭矩输出。这样一来,在整个驾驶过程中,动力响应、动力输出特性都会优于低挡位的变速器。
在此之前,ZF 9AT几乎代表了自动变速器的最高境界,至少在挡位数上是这样
10挡岂不更细腻绵密?
理论上,挡位越多、动力输出越线性、越绵密。
目前,世界上只有三家车企使用了量产的10AT变速器,分别是雷克萨斯、本田、福特,搭载车型前文已经说过了。
本田向来都是黑科技爆棚的车企,当别家用行星齿轮做变速器时,它就搞出个平衡轴斜齿轮。这一回,10个挡位太多了,平衡轴搞不定了,本田又搞出4组行星齿轮,而且尺寸控制在6挡变速器行星齿轮的级别,可谓鬼才。要知道,连财大气粗的大众都觉得10AT太复杂太难搞结果在2015年宣布放弃,但是本田却搞出来了,还量产在家用级轿车雅阁上,可见本田技术实力多么高深莫测。
本田2.0T和10AT组合,拳打当年大众的TSI+DSG组合完全没问题
10AT不仅让本田的新车换挡更绵密,还能实实在在降低发动机功耗。本田的10AT,在车速达到60mph(96km/h)的时候,就能挂上10挡,发动机转速只需要1500rpm左右;而同样车速下,如果是6AT变速器,发动机转速则需要2000rpm左右。当车速达到200km/h,本田10AT可以控制发动机转速在3000rpm左右;而如果是6AT,转速通常会在4000rpm左右。所以在几乎所有工况下,本田10AT车型的发动机转速都会比其他变速器车型的低,而且低了不少(25%左右),如此一来的节能减排功效可见一斑。
美丽的雷克萨斯LC500也搭载了10AT变速器
雷克萨斯的10AT变速器,本质上没有本田那么纯粹,因为它其实是在原有E-CVT变速器基础上增加一个4速变速器,其中也有行星齿轮结构,但这套变速器远没有本田的10AT那么紧凑小巧。
总结
所以,本田这回是的的确确在炫技,但是绝不是为了炫耀而炫耀。因为本田10AT不仅是一台完整的、纯粹的、从头开发的10挡自动变速器,而且还能带来更加平顺、绵密的换挡反应,另一方面,这样的变速器还能使车辆在所有工况下的能耗更低,的确值得称赞。
为什么不夸同样是10AT的雷克萨斯和福特呢?
前面已经讲过,雷克萨斯的10AT,是在E-CVT基础上改的,并不是纯粹意义上的10AT。福特和通用那台10AT变速器有点搞笑,它的速比范围是7.36,居然比ZF的9速变速器还要窄,ZF9 AT速比范围是9.81。这就好比你买了一套4居室,建筑面积只有90平米,而隔壁老王家的3居室建筑面积却有120平米,好尴尬。
本田的10AT速比范围是10.1,超过ZF 9AT没毛病。
所以,即便目前在F1围场里的迈凯伦-本田车队面临多重问题,但这丝毫改变不了本田作为全球车坛技术狂魔的地位。