說到汽車變速箱,總會提到“哪個更先進”這個關鍵詞。但是,對於某壹款機型,並沒有更先進的概念,只有用戶體驗和品質的差異。(本文不針對某個品牌,只討論兩類“可選變速箱”的特點)
離散余弦變換;遠曲小管;雙離合自動變速器
雙倍?離合器?變速器定義為帶有兩套離合器(簡稱雙離合器)的自動變速箱。這款變速箱在2000年後由壹個德國品牌測試推廣,中國汽車市場成為其“試驗田”。所以這種機器被視為“新變速箱”,但事實是雙離合已經有80年的歷史了。
雙離合技術由法國人Aodlphe kégresse(阿道夫·加爾奇)發明,預期應用車型為雪鐵龍Traciton。但是這種機器直到次年德國人在powershift申請了專利,第壹批試制的車輛是卡車,才有了實際應用。所以奧迪車壹直這樣宣傳,但多多少少都是自吹自擂。(下圖是Garch設計的DCT,具有現在雙離合變速箱的特點。)
DCT雙離合變速箱並不是顛覆性的自動變速箱,它的原型有兩個進化過程:手動?變速器手動變速箱,AMT電控機械式自動變速箱;後者是在前者的基礎上,通過電機的電控系統實現對離合器和換擋結構的自動控制,從而達到簡化手動到自動操作的目的。
但是AMT的換擋原理和MT壹樣,換擋動作遲緩,所以換擋過程中還是會有較大程度的速度下降,換擋後會有壹個短暫的發動機制動,會造成頓挫。那麽有什麽辦法可以解決這個問題,提高駕駛質量呢?
提高換擋速度才是根本!AMT的挫敗感是因為換擋速度慢和發動機制動。為了提高速度,兩個動力輸入軸必須分別由兩組離合器控制,每個軸上分別設置奇數和偶數前進檔。
換擋時,兩組離合器同步半聯動,做出期望的分離和結合動作,實現與目標檔位的瞬間分離和結合。這樣壹來,換擋速度可以大大提高,達到平順的目的,同時也可以減少傳動過程中的動力損失。這是雙離合變速箱的特點,理論上比AMT甚至AT更先進,但這種機器也有明顯的缺點。
“幹&;濕式離合器的區別是巨大的!由於雙離合器操縱機構等於“半連動頻率×2”,換擋時半連動產生的高溫被誇大,高溫環境下離合器摩擦片的摩擦系數會降低,導致傳動損失增大、換擋錯誤、摩擦片磨損嚴重,甚至因高溫斷電而無法行駛等問題。
所以早期的幹摩擦離合器耐久性很差,只能應用在不堵車的賽道上(80年代保時捷賽車用)。普通滑板車只能搭配“濕式雙離合變速箱”,因為這種結構會用變速箱油潤滑,保護離合器不散熱,耐用性和穩定性都很高。所以DCT可選,但是壹定要濕。
連續變量傳輸
持續不斷?變量?變速器,定義為無級變速的自動變速箱。這種機器被普遍認為是“日本人發明的”,但日系車企恰恰錯過了,CVT起源於歐洲——荷蘭人範·多明茲(van Domingz)是它的發明者。(1960年代)
所謂“無級變速器”和AT/AMT/DCT變速箱是不同的定義。這些機器使用不同的齒輪組合來實現不同的傳動比(前進檔)。在換擋的過程中,需要切斷發動機的動力輸入,使齒輪在減速後分離和結合。這個概念可以理解為“中斷、連接、傳輸”。但是CVT在換擋時不需要切斷動力。參考下圖CVT的換擋結構特點。
CVT是由液壓控制的兩組錐形輪夾緊,通過它們之間的摩擦實現傳動。換擋是同步改變傘齒輪的夾角,改變皮帶的傳動角度,達到增加扭矩,改變速度的目的;換擋時動力輸入的變化不影響錐帶的貼合和角度變化,所以可以不切斷動力換擋,這是無級變速的基礎。
但是這種結構的缺點非常突出,因為皮帶和傘齒輪之間的摩擦系數很低,發動機輸出的扭矩稍大就會超過摩擦極限,造成兩者之間的打滑。所以CVT只適合小排量車,而歐洲車普遍追求性能,所以起源於歐洲的CVT壹直沒有得到認可。
鋼帶與鋼鏈升級!皮帶和斜齒輪之間的摩擦系數低。利用金屬鏈或鋼帶與斜齒輪之間的阻力,可以在很高的壓力下獲得更大的摩擦力。
答案確實是肯定的。目前能承受最大輸入扭矩的CVT已經達到了450n·m,但這是什麽?在乘用車中,450n·m是性能車,但在商用車中才剛剛起步。所以沒有壹款商用車會選擇這種低級別變速器,以及量產車CVT的選項壹般是峰值扭矩≤300N·m的普通代步車的事實;要知道優秀的1.5T發動機都會有這個水平,主流的2.0T也有360 ~ 400N·m的高水位..
重點:磨損、頓挫、冷啟動保護是CVT的絕對缺點!即使錐形鋼帶結構匹配低性能發動機不打滑,正常滾動摩擦還是有磨損。比如汽車輪胎在輕輕行駛的時候從來不會打滑。幾年後它們會磨損到極限嗎?摩擦的本質是物質表面分子碰撞的結果。摩擦不僅產生熱能,還有磨損。所以CVT的耐久性很差。大部分品牌在使用幾十萬公裏後會因磨損嚴重損耗,少數品牌可能在幾萬公裏後出現問題。
因為錐輪鋼帶磨損,必須有足夠的潤滑才能保證耐久性勉強合格;而變速箱油在低溫啟動時流動性很差,此時無法有效潤滑鋼帶。結果只能是冷啟動後用加熱器就地加熱,時間短的壹兩分鐘,長的可能接近十分鐘;但在冷啟動時,集中噴油會造成燃燒不充分,導致積碳,油耗明顯增加,所以CVT與節油減排是相悖的。
至於挫折,我不需要贅述。CVT升檔過程確實很順暢,但是減速時斜角鋼帶無法“離合”。所以減速時會有明顯的發動機制動,相當於頓挫;當速度降低到30km/h左右時,阻力的消失會帶來另壹次挫折。所以CVT的用戶體驗其實不如≥6擋的AT/DCT。這種機器壹般只有日系車和入門級車接受,以說明產品定位的高低。
總結:DCT &;CVT沒有什麽“高級”的概念,區別在於DCT/AMT可以用在各種車型上(包括商用車),而CVT只能用在普通的入門級代步車上,僅此而已。
(DCT發明於20世紀40年代,但直到60年後才開始普及,因為同年美國車企發明了AT變速箱。
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