[汽車之家 變速箱技術(shù)] 變速箱——這個(gè)汽車動(dòng)力系統(tǒng)中的“千年老二”,長久以來阻礙著中國汽車工業(yè)前進(jìn)的腳步?v觀國內(nèi)自主品牌汽車陣營,除極少數(shù)幾家企業(yè)在近幾年有了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自動(dòng)變速箱外,絕大多數(shù)的自主車型打開前機(jī)艙,你都不難發(fā)現(xiàn)“洋箱子”的身影。是什么讓自動(dòng)變速箱成為了中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路上一道難以逾越的鴻溝?自動(dòng)擋車為何不踩油門也會(huì)走?踩剎車等待通行時(shí)應(yīng)該掛D擋還是空擋?撥動(dòng)擋桿時(shí)為何會(huì)感覺到吸入感?今天我們就通過一款自主8AT的拆解,來為您詳細(xì)解讀下AT變速箱與我們?nèi)粘q{駛之間那些鮮為人知的微妙聯(lián)系。
■ 它就像一只螃蟹,吃下去需要膽量
此次所拆解的變速箱可能很多人都未曾聽過,至少絕大部分人沒有親身體會(huì)過,因此我們先通過一個(gè)參數(shù)表簡(jiǎn)要了解下它的特點(diǎn)。
盛瑞8AT參數(shù)簡(jiǎn)介及同類產(chǎn)品齒比對(duì)比 | |||||
盛瑞8AT參數(shù) | 愛信8AT齒比 | ||||
布置形式 | 橫置 | 擋位 | 傳動(dòng)比 | 擋位 | 傳動(dòng)比 |
最大輸入扭矩 | 300N·m | 1 | 4.17 | 1 | 5.200 |
最大輸入轉(zhuǎn)速 | 6000rpm | 2 | 2.65 | 2 | 2.971 |
適配發(fā)動(dòng)機(jī) | 1.8-3.0L | 3 | 1.69 | 3 | 1.950 |
重量(濕重) | <90kg | 4 | 1.42 | 4 | 1.469 |
軸向尺寸 | <370mm (最新一代) | 5 | 1.17 | 5 | 1.223 |
換擋模式 | P、R、N、D、M 手自一體 | 6 | 1.00 | 6 | 1.000 |
主減傳動(dòng)比 | 3.56 | 7 | 0.84 | 7 | 0.817 |
傳動(dòng)比范圍 | 6.5 | 8 | 0.64 | 8 | 0.685 |
搭載車型 | 陸風(fēng)X5、 陸風(fēng)X7等 | 倒擋 | 3.35 | 倒擋 | 4.254 |
該變速箱的生產(chǎn)廠商是一家知名度并不算高的民營變速箱生產(chǎn)企業(yè)——山東盛瑞。作為一篇拆解科普文章,過多談及開發(fā)史或那些辛酸往事難免有些偏離主題,因此,如果您有興趣可以通過我們此前的《三國四地合力完成 揭秘盛瑞8AT開發(fā)歷程》一文進(jìn)行深入了解。
雖然變速箱本身的開發(fā)往事只是匆匆?guī)н^,但對(duì)于這樣一款擁有著多項(xiàng)國內(nèi)第一的AT變速箱所面臨的市場(chǎng)化困境,我卻樂于同大家展開一番討論。“國內(nèi)首款橫置8AT變速箱”、“首個(gè)利用5AT結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)8個(gè)前進(jìn)擋的AT變速箱”、“第一款擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并打破外商壟斷的AT變速箱”這些令人為之振奮的頭銜都源自于今天我們將要拆解的這款盛瑞8AT。如此多個(gè)第一加之國內(nèi)自動(dòng)變速箱眼下的困局,這些客觀條件本應(yīng)預(yù)示著這款“生逢其時(shí)”的變速箱產(chǎn)品訂單不斷、銷量爆棚,可現(xiàn)實(shí)情況卻恰恰相反。目前,除陸風(fēng)汽車旗下陸風(fēng)X5與即將上市的陸風(fēng)X7等車型搭載該變速箱外,其它國內(nèi)車企無一例外地選擇了等待觀望。
業(yè)內(nèi)人士坦言,這種反差的存在并不奇怪,作為一款全新且長期受國外技術(shù)壁壘壟斷的產(chǎn)品,國內(nèi)整車廠商心中的疑慮很難在短時(shí)間內(nèi)迅速消除。變速箱不同于其它汽車部件,其性能、穩(wěn)定性直接關(guān)乎到車輛的駕駛感受,采用全新產(chǎn)品在某種意義上無異于一場(chǎng)豪賭,一旦賭局失利,不僅搭載車型的命運(yùn)岌岌可危,自身品牌形象也將蒙上一層陰影,因此即便身處困局,大多數(shù)廠商也不愿做第一個(gè)吃螃蟹的人。
■ “小”就是最大的優(yōu)勢(shì)
閑言少敘,我們將話題回到本文的主角盛瑞8AT。當(dāng)我第一眼見到這款變速箱的時(shí)候,第一感覺就一個(gè)字“小”,究竟有多?經(jīng)過一番考證,其長、寬、高僅相當(dāng)于同規(guī)格愛信5AT變速箱的外形尺寸。了解變速箱的人都知道,對(duì)于橫置變速箱而言,“小”就是最大的優(yōu)勢(shì),之所以這么講,主要與其安裝位置有關(guān)。 這類變速箱絕大多數(shù)會(huì)被用于前置前驅(qū)車型,即安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)。有車的朋友在買車或使用過程中肯定都不只一次打開過機(jī)艙蓋,其內(nèi)部空間被錯(cuò)綜復(fù)雜的管線及各種功能部件填滿的景象想必各位也是印象頗深。
受限于整車寬度限制,如果橫置變速箱體積過大,能不能裝的進(jìn)去都是個(gè)問題,更不要說性能如何如何了,因此,個(gè)頭小、便于安裝布置,是關(guān)乎橫置變速箱自身命運(yùn)的重要指標(biāo)之一。相比之下,用以搭載后驅(qū)和四驅(qū)車型為主的縱置變速箱對(duì)這方面的要求就寬松很多,只要性能夠好,個(gè)頭稍大也沒什么大不了,最多是犧牲掉一些車內(nèi)空間用于彌補(bǔ)變速箱體積上的短板,而對(duì)于橫置變速箱來說,拿車身寬度大做文章顯然不切實(shí)際。
之所以在體積上可以同5AT相比肩,其中奧妙自然要?dú)w結(jié)于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的巧妙設(shè)計(jì),而該設(shè)計(jì)正是基于5AT結(jié)構(gòu)衍化而來的。通過對(duì)5AT變速箱內(nèi)部零件排列及連接方式的改進(jìn)重組,盛瑞8AT實(shí)現(xiàn)了在不增加主要傳動(dòng)零件數(shù)量的情況下擴(kuò)充擋位數(shù)量。3組行星輪系、5組多片離合器及4對(duì)斜齒輪,這一標(biāo)準(zhǔn)的5AT變速箱部件配置要比很多8AT變速箱節(jié)省下一個(gè)行星齒輪組,而反映在外形上就是體積的縮減。
■ 自動(dòng)擋車型為何不踩油門也會(huì)走?
既然是一篇變速箱拆解文章,了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)自然是文章的重點(diǎn),但對(duì)于大多數(shù)并不了解AT變速箱的人來說,單純地羅列拆解步驟顯然既晦澀又無實(shí)際價(jià)值,讀起來味同嚼蠟。因此,我們不妨通過一些用車中的小問題來邊拆邊聊。比如自動(dòng)擋車為什么不踩油門也會(huì)走?這個(gè)問題便值得我們細(xì)細(xì)思考。
考過C1本的朋友都知道,就手動(dòng)擋車型而言,實(shí)現(xiàn)該功能靠的是離合器。車輛起步時(shí),如油離配合得當(dāng),車便會(huì)緩緩地向前移動(dòng),我們稱之為“蠕行”。如果離合器抬的太快,車不但不能走,反而會(huì)熄火,想必剛學(xué)車時(shí)很多人因此吃了不少苦頭?勺詣(dòng)擋車型啟動(dòng)時(shí)無論以什么節(jié)奏松開剎車,車輛都會(huì)向前走,并不會(huì)熄火,這種便捷性上的提升,靠的是自動(dòng)變速箱內(nèi)一種特殊的動(dòng)力傳遞裝置——液力變矩器。
(注:本次用于拆解的變速箱為廢舊樣機(jī),因此其表面及內(nèi)部會(huì)有銹跡及灰塵,敬請(qǐng)諒解。)
俗話說事事無絕對(duì),液力變矩器在實(shí)現(xiàn)車輛蠕行、提升車輛起步性能的同時(shí),自身缺點(diǎn)也顯而易見。由于其依靠油液傳遞動(dòng)力,所以在傳動(dòng)效率上比機(jī)械傳動(dòng)要低上很多,且長期攪動(dòng)油液還會(huì)造成變速箱油溫急劇上升,縮減變速箱壽命。
為了解決這一問題,現(xiàn)今使用的液力變矩器都會(huì)加裝鎖止離合器,在車速較高時(shí)將泵輪與渦輪連接在一起,從而使現(xiàn)動(dòng)力直接經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞至變速箱輸入軸,且隨著扭轉(zhuǎn)減振器技術(shù)的進(jìn)步,車輛對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)低速振動(dòng)的過濾性顯著增強(qiáng),液力變距器可實(shí)施鎖止范圍也日趨增大,目前很多液力變矩器在車速大于5km/h時(shí)即可實(shí)現(xiàn)鎖止,這也就意味著再拿液力變矩器來佐證自動(dòng)變速箱如何費(fèi)油,未免有些小題大做。說到這里新的問題出來了,當(dāng)我們踩剎車等待通行時(shí),是應(yīng)該掛D擋還是掛空擋呢?
■ 停車等待時(shí)應(yīng)該掛D擋還是掛空擋?
其實(shí)這一話題網(wǎng)上已經(jīng)爭(zhēng)論許久,相信您在看過前面液力變矩器低速發(fā)熱的介紹后,心中已經(jīng)有了答案。簡(jiǎn)單來說,當(dāng)您踩下剎車后,雖然來自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力已無法再帶動(dòng)車輪運(yùn)轉(zhuǎn),但液力變矩器內(nèi)部的泵輪依舊會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng),并攪動(dòng)油液使其溫度上升。如果時(shí)間較短,則攪動(dòng)對(duì)油溫的影響并不明顯,不會(huì)對(duì)變速箱內(nèi)部造成危害,因此,這種情況下掛D擋有助于我們更方便地操縱車輛?扇舨茸x車長時(shí)間不放,那快速上升的油溫就有可能導(dǎo)致變速箱壽命的縮短,所以這種情況下建議您將擋位切換至空擋,不但能放松您的右腳,對(duì)變速箱也是一種保護(hù)。
那么再簡(jiǎn)單一點(diǎn)說吧,雖然掛空擋時(shí)液力變矩器鎖止離合器不工作,泵輪、導(dǎo)輪、渦輪依然會(huì)隨發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn),但是變速箱內(nèi)部負(fù)責(zé)傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)已經(jīng)脫開,自身內(nèi)阻下降,減少了大部分熱量產(chǎn)生,所以建議掛空擋。
■ 自動(dòng)變速箱撥動(dòng)擋桿時(shí)為何也會(huì)像手動(dòng)擋一樣有吸入感和行程差異?
車輛緩慢蠕行除了可以應(yīng)對(duì)擁堵的交通狀況外,平日里倒車、停車同樣也少不了它,可不知你有沒有發(fā)現(xiàn),在我們停車入位需要頻繁撥動(dòng)擋桿時(shí),自動(dòng)變速箱也會(huì)存在與手動(dòng)變速箱換擋時(shí)類似的吸入感,而且車輛停好后掛入P擋時(shí),其掛擋行程也要比D、N、R三個(gè)擋位稍長,這又是為什么呢?為了尋找答案,我們的拆解繼續(xù)深入。
凸輪板固定于換擋操縱連接桿上,可隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。其邊緣帶有四個(gè)凹槽,即P、R、N、D四個(gè)擋位,當(dāng)“滾針”柱銷位于某一凹槽內(nèi)時(shí),就表示變速箱正在與之對(duì)應(yīng)的擋位下運(yùn)轉(zhuǎn)。換擋時(shí)我們之所以會(huì)感覺到吸入感,秘密就在這凹槽上面。簡(jiǎn)單來說,換擋的過程就是滾針從一個(gè)凹槽進(jìn)入另一個(gè)凹槽的過程,而由于其被安裝于板形彈簧上,所以要想順利實(shí)現(xiàn)擋位切換,就必須克服彈簧力。這一過程可進(jìn)一步一分為二,即“從第一個(gè)槽里出來”和“進(jìn)入到第二個(gè)槽中去”。
出來的過程滾針?biāo)?jīng)過的凸輪板邊緣工程上稱之為“抑制弧”,方向與彈簧力相反,其是為防止變速箱跳擋而專門設(shè)計(jì)的,此時(shí)彈簧力將阻止?jié)L針的運(yùn)動(dòng),這也就是為何我們會(huì)在換擋時(shí)感覺擋桿有阻力存在;而進(jìn)去的過程,滾針?biāo)?jīng)過的凸輪邊緣被稱為“吸入弧”,方向與彈簧力相同,此時(shí)彈簧將推著滾針快速滑落到槽中,吸入感便由此產(chǎn)生。同時(shí),凸輪板在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)充分對(duì)安全性加以考慮,防止輕易掛入P擋,因此R擋與P擋間切換時(shí)凸輪板所要旋轉(zhuǎn)的角度被人為增大,這也就是為何掛P擋行程會(huì)感覺稍長的緣故。
■ AT變速箱如何實(shí)現(xiàn)駐車?
談到了P擋就勢(shì)必會(huì)聯(lián)想到駐車,的確,這個(gè)擋位存在的目的就一個(gè),防止車輛在帶有坡度路面?繒r(shí)出現(xiàn)溜車。對(duì)于手動(dòng)車型而言,此功能專門由拉索式或電動(dòng)駐車制動(dòng)器負(fù)責(zé),也就是我們常說的手剎,安裝位置大多位于后輪制動(dòng)器。而自動(dòng)擋車型除了除了手剎外,在變速箱內(nèi)部也有專門的駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu),只是實(shí)現(xiàn)方式上與手剎存在差異。
■ AT變速箱如何實(shí)現(xiàn)前進(jìn)擋位間的切換?
通過對(duì)換擋、駐車等功能的拆解,我們對(duì)AT變速箱已經(jīng)有了一個(gè)相對(duì)直觀的認(rèn)識(shí)。不過,就變速箱本身而言,這些功能并不是重點(diǎn),如何切換速比才是第一要?jiǎng)?wù)。我們開頭已經(jīng)講過,盛瑞8AT之所以體積小與換擋元件少有著直接關(guān)系。
編輯總結(jié):
經(jīng)過拆解,我們?cè)敿?xì)了解了首款國產(chǎn)橫置8AT變速箱的具體技術(shù)細(xì)節(jié),其通過對(duì)5AT結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化,在不增加主要傳動(dòng)部件的情況下使變速箱擁有了8個(gè)前進(jìn)擋,因此體積上可與5AT變速箱相媲美。在新車匹配過程中,小巧的外形可很大程度上減少與車身部件間可能發(fā)生的干涉,使車身設(shè)計(jì)更加便捷,這也是該變速箱所具有的最大優(yōu)勢(shì)。可或許正是源于以5AT結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的開發(fā)背景,其總體設(shè)計(jì)顯得較為傳統(tǒng),并無太多標(biāo)新立異之處。
當(dāng)然,評(píng)價(jià)一款變速箱之優(yōu)劣,最終還在于其換擋性能是否令人滿意,而影響性能的因素除變速箱結(jié)構(gòu)外,后期調(diào)校更為重要。從搭載該箱的陸風(fēng)汽車處獲悉,受于國內(nèi)技術(shù)條件所限,現(xiàn)階段的調(diào)校很大程度上依賴外國企業(yè),不過在合作之余,其也在積極培養(yǎng)自己的團(tuán)隊(duì),未來將逐步增大自主技術(shù)所占比例,使自動(dòng)變速箱匹配從機(jī)械到電控形成一個(gè)完整的閉環(huán),為開發(fā)更符合國內(nèi)使用環(huán)境的全新車型做好準(zhǔn)備。(圖/文 汽車之家 賈剛)
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