[汽車之家 基礎(chǔ)知識]  去年，福特申請了11速自動變速箱專利，前不久本田也同樣曝光了11速自動變速箱的專利。如今車企們一言不合就將擋位數(shù)飆到了10個以上，難道未來的趨勢是擋位越來越多嗎？個位數(shù)擋位的自動變速箱是否將會成為過去？

● AT變速箱擋位越來越多，您怎么看？

　　在乘用車領(lǐng)域里，目前量產(chǎn)的自動變速箱擋位最多的是9速自動變速箱（本文所聊的自動變速箱是指普通的AT變速箱，AT：Automatic Transmission，不包括雙離合器變速箱和CVT變速箱）。如今應用最廣泛的可以說是采埃孚（ZF）的橫置9AT變速箱，代號為9HP，搭載這款變速箱的車型主要有路虎攬勝極光、克萊斯勒Pacifica、克萊斯勒200、菲亞特500X、謳歌TLX……在《那些使用ZF 9AT的車型你知道幾個？》文章中我們一一列舉了所有搭載采埃孚9AT的車型，其中最早應用的便是Jeep自由光。

　　隨后，最早應用AT變速箱的美國人甚至不滿足于9AT了，通用和福特聯(lián)手進行了10AT變速箱的研發(fā)。今年，通用官方透露將在雪佛蘭全新科邁羅ZL1上配備10AT變速箱，而福特也將在F-150上應用兩家的結(jié)晶。10AT還沒有正式量產(chǎn)，福特和本田又將擋位上升至了11個，并紛紛申請了自己的專利。這樣的“黑科技”曝出之后，網(wǎng)友們在驚乎之余也不免表達了一些疑慮。

　　我們到底需不需要買更多擋位變速箱的車型？自動變速箱的擋位越多就越好嗎？為進一步了解廣大網(wǎng)友對此的看法，我們進行了一次在線投票。

　　經(jīng)過一天時間的投票，可以看到網(wǎng)友們大部分認為，自動變速箱的擋位越多不見得越好，因為變速箱的平順性、燃油經(jīng)濟性不單單與擋位數(shù)量有關(guān)，還有與發(fā)動機和變速箱的匹配和標定有重要聯(lián)系。到底是不是這樣？我們先了解一下AT變速箱的原理，然后再進一步探討。

● AT變速箱是如何工作的？

　　目前，主流的AT變速箱結(jié)構(gòu)主要是由變速器殼體、液力變矩器、行星齒輪組、多片離合器、傳動軸及其控制機構(gòu)（電磁閥、油路）等部件組成。在手動擋變速箱中，每一個擋位都有一組常嚙合的齒輪，更換擋位時只需要通過換擋撥叉將輸出軸與該擋位輸出齒輪的花鍵結(jié)合即可。與手動變速箱的結(jié)構(gòu)相比，AT變速箱的核心換擋部件不再是常嚙合的齒輪，而是多組的行星齒輪組和多片離合器。

　　采埃孚9AT變速箱的工作原理如下：

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　　由于行星齒輪組的工作特性，AT變速箱并不需要手動變速箱那么多的齒輪參與工作，所以相比傳統(tǒng)手動變速箱結(jié)構(gòu)，行星齒輪組讓變速箱的體積和重量都得到了減小。依靠行星齒輪組之間巧妙的排列組合便能變換出不同的傳動比，例如采埃孚6AT（代號6HP）采用了三套行星齒輪；通用的8AT采用了四套行星齒輪組；采埃孚9AT（代號9HP）中也使用了四套行星齒輪組。

　　在AT變速箱中有一個另類，它便是本田的平行軸AT變速箱。這種變速箱沒有行星齒輪結(jié)構(gòu)，一組組的常嚙合齒輪讓它看上去更像是手動變速箱。但相比手動變速箱，平行軸AT變速箱又多了液力變矩器和多片離合器。因此，可以說本田更像是在手動變速箱的基礎(chǔ)上開發(fā)出了平行軸AT變速箱，節(jié)約了研發(fā)成本。但隨著時間的推移，主流的自動變速箱從6AT發(fā)展到了7AT、8AT甚至9AT，本田的平行軸AT變速箱逐漸不再適應潮流。

● 為什么AT變速箱的擋位越來越多？

　　從1908年AT變速箱被發(fā)明起，前九十多年的時間里，以行星齒輪組為基礎(chǔ)的AT變速箱在結(jié)構(gòu)方面逐漸趨于成熟，諸如液力耦合器、液力變速器、帶鎖止離合器的液力變矩器等一個個的新發(fā)明讓AT變速箱成為了主流的自動變速箱技術(shù)；而最近的十幾年，AT變速箱的結(jié)構(gòu)和技術(shù)上很難再有大的突破，所以為了不斷地提高AT變速箱的各項性能，尤其以應對各國家的燃油經(jīng)濟性和排放法規(guī)，目前廠家們便選擇了不斷增加變速箱擋位來取得進步。

● AT變速箱的擋位會不會無限地增加呢？

- 采埃孚的9AT到底牛在哪？為什么有那么多廠商爭著搶用？

　　對于縱置變速箱來說，尺寸上的些許增加也許并不會影響到整車的布置。而對于橫置變速箱來說，車輛對變速箱的尺寸則會非常敏感。因為發(fā)動機艙橫向空間所限，變速箱尺寸一絲一毫的增加往往會影響到整個發(fā)動機艙內(nèi)部件的布置問題。AT變速箱的擋位增多意味著行星齒輪組的個數(shù)也會增多，變速箱尺寸也不得不增加，這也是很多廠家沒有進一步擴展AT變速箱擋位的重要原因。這會是難以解決的矛盾點嗎？看看采埃孚（橫置）9AT是如何解決的？

　　困擾廠商們增加變速箱擋位的另一個難題是重量，為了盡可能地減小9AT的自身重量，采埃孚使用了鋁合金變速箱殼體，提高了輕量化水平�？傊�，采埃孚對尺寸、重量的控制讓這款9AT變速箱適用于了橫置發(fā)動機平臺的車型，也幫助很多廠商步入了9AT變速箱的時代。

- 9AT會是極限嗎？

　　2015年，奔馳的研發(fā)部門發(fā)表聲明稱，“我們沒有興趣去研究超過9個擋位的自動變速箱，因為奔馳通過超過810億次電腦模擬數(shù)據(jù)測試之后，發(fā)現(xiàn)目前的9擋自動變速器是最好的產(chǎn)品”。同樣來自采埃孚ZF的CEO表示9擋是目前自動變速箱的極限，更多的擋位代表著更復雜的結(jié)構(gòu)和更大的自身重量，這對于節(jié)能是沒有任何意義的。AT變速箱的擋位數(shù)極限到底是多少？9擋？10擋？11擋？

　　擺在面前的困難正如采埃孚CEO所說的，擋位越多結(jié)構(gòu)就會越復雜，同時由于齒輪數(shù)量的增加，變速箱重量控制不好還會影響整車的燃油經(jīng)濟性。對縱置變速箱來說，變速箱的尺寸問題或許不太明顯，但對于橫置變速箱來說，尺寸問題將會是研發(fā)的一個重要挑戰(zhàn)，因為發(fā)動機艙所允許布置的空間是有限的。在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷增加的擋位顯然是有限的，AT變速箱擋位會繼續(xù)增加嗎？或許未來一項新的重大技術(shù)革變才會讓其成為可能。

● 自動變速箱擋位越多就越好嗎？

　　我們知道專業(yè)的圍棋一般分為九段，從一到九，段位越高代表的水平越高。而自動變速箱是否也如圍棋一般，擋位數(shù)越多就越好呢？

　　在聊自動變速箱是不是擋位越多越好前，我們先來明確一下什么樣性能的變速箱才是好的自動變速箱。我們知道變速箱的基本作用是：1、實現(xiàn)變速和變矩，通過改變傳動比，擴大驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應不同的行駛條件，同時使發(fā)動機盡可能地保持在有利的轉(zhuǎn)速區(qū)間工作；2、能在必要時中斷動力的傳輸，使發(fā)動機能夠?qū)崿F(xiàn)啟動和怠速運轉(zhuǎn)；3、實現(xiàn)倒擋。

　　一般來說，消費者認為優(yōu)秀的自動變速箱主要表現(xiàn)是在滿足基本的功能外，還要有平順性好、燃油經(jīng)濟性好、動力響應快、耐久性好等特點，直白地說就是沒有較強頓挫感、省油、換擋干脆利落，而且還皮實耐用。那么消費者所要求的這些性能是否與擋位數(shù)有直接聯(lián)系？

- 擋位越多越省油？

　　理論上來說，變速箱擋位越多，可選擇的傳動比數(shù)量就越多，在不同工況下能讓發(fā)動機處于更經(jīng)濟的轉(zhuǎn)速區(qū)間，從而能達到更好的燃油經(jīng)濟性。但是擋位越多越省油的前提，還要看AT變速箱的換擋邏輯以及與發(fā)動機的匹配是否合理。

　　與CVT變速箱不同，AT變速箱、雙離合變速箱以及手動變速箱都是依靠不同的齒輪組嚙合，來切換不同的傳動比，達到變速、變矩的換擋效果。在切換不同齒輪組的間隙時間里，發(fā)動機都會損失一定的功率。

　　發(fā)動機與變速箱的匹配好壞影響了燃油經(jīng)濟性，AT變速箱不能只看擋位數(shù)的多少，在不同的工況下，通過合理的擋位設(shè)定才能讓發(fā)動機處于最經(jīng)濟的轉(zhuǎn)速區(qū)間，從而節(jié)約燃油。

- 擋位越多變速箱響應就越快？

　　從變速箱的工作原理來看，影響變速箱響應速度的并不是變速箱擋位的數(shù)量，而主要是與變速箱ECU以及換擋執(zhí)行機構(gòu)有關(guān)。換擋響應速度的背后也同樣反映了廠家們在研發(fā)數(shù)據(jù)方面的積累，通過長期對不同車型的試驗，依靠多年的數(shù)據(jù)支撐，優(yōu)秀的變速箱公司能夠讓變速箱更聰明，在應對不同的行駛工況時可以迅速地讓變速箱做出正確的反饋，而不會遲疑那么一下再做判斷。

- 擋位越多就越平順嗎？

　　變速箱的每一個擋位意味著一個固定的傳動比，擋位越多意味著變速箱可選擇的傳動比就越多，下面我們看看傳動比越多是否能直接影響平順性？

　　從福特6AT與奔馳7AT的傳動比對比來看，兩者都是將5擋設(shè)定成直接擋（傳動比為1.00），奔馳7AT比福特6AT多出的擋位是在超速擋（傳動比小于1.00）。對于超速擋來說，主要是在良好鋪裝路面上高速行駛時，降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速，以提高汽車的燃油經(jīng)濟性。當然，變速箱的傳動比也不能設(shè)定得太小，比如……

　　擋位越多其實與平順性沒有直接的聯(lián)系，而更多的是發(fā)動機與變速箱的匹配、換擋邏輯等有關(guān)。諸如采埃孚9AT變速箱比大部分8AT或者7AT多出來的擋位都集中在了超速擋，擴充更多的超速擋很明顯是為了在高速行駛時獲得更好的燃油經(jīng)濟性。

　　也許你會說，擋位越多可以將變速箱的傳動比落差設(shè)計得越小（傳動比更密），從而變速箱換擋的沖擊也就會越小，平順性也就越好，這樣的結(jié)論客觀嗎？

　　液力變矩器不僅能傳遞和放大扭矩，在變速箱換擋的過程中，它還能一定程度地吸收換擋時齒輪之間的沖擊，如果液力變矩器調(diào)校的有問題，擋位再多、換擋沖擊再小也同樣會產(chǎn)生頓挫感。

　　通過液力變矩器中導輪和鎖止離合器的調(diào)節(jié)，它能讓AT變速箱各擋位的固定傳動比變成浮動的數(shù)值，從某種角度來說能夠達到一定程度上CVT變速箱的特性。例如，變速箱在3擋固定齒比的情況下，發(fā)動機2000轉(zhuǎn)時，車速為40km/h；而搭載AT變速箱的車型以40km/h行駛時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速可以在1500-2500轉(zhuǎn)浮動，其原理是AT變速箱中液力變距器的打滑，能夠允許發(fā)動機輸出端與變速箱輸入端存在一定的轉(zhuǎn)速差。當然，獲取平順性同時也會損失一定的燃油經(jīng)濟性，因為液力變矩器的打滑意味著發(fā)動機輸出的動力有一部分沒有轉(zhuǎn)化成扭矩，而流失掉了。

　　液力變矩器并不是AT變速箱不可或缺的一個組成部分，例如梅賽德斯-AMG在諸如C 63 AMG（W204）、SL 63 AMG（R230）等一些運動型車上便搭載了沒有液力變矩器的7AT變速箱，它以多片離合器來進行代替，相比液體傳動的“軟連接”，在動力傳遞效率方面要更優(yōu)秀。當然，在提升效率的同時其或多或少的會對舒適性有一些影響，但對一款高性能的AMG車型來說或許這都不是問題。

　　從結(jié)構(gòu)和材質(zhì)上來看，也能看出梅賽德斯-AMG的這款變速箱其實不單單是追求燃油經(jīng)濟性的主兒。鎂合金殼體讓它有著不一般的輕量化水平，相比液力變矩器，電磁閥控制的多片離合器在響應速度上大幅提升，所能承受的最大扭矩也更高，這些都讓它更適合于追求運動性的車型。對于普通家用車來說，梅賽德斯-AMG的這款高性能變速箱顯然在成本上是難以承載的，現(xiàn)階段普通的AT變速箱或許依然是最合適之選。

● 總結(jié)

　　總之，自動變速箱的擋位數(shù)量與平順性、響應速度等沒有太直接的聯(lián)系，對于9AT、10AT甚至11AT變速箱而言，并不見得會比一款調(diào)校得當?shù)?AT變速箱要更優(yōu)秀。決定變速箱性能的因素更多是變速箱與發(fā)動機的匹配和設(shè)定、變速箱何時換擋、液力變矩器的性能、鎖止離合器何時鎖止等等。當然，這也是不說擋位多了反而不好。擋位越多，變速箱的傳動比能夠進行更寬泛地設(shè)定，例如最高擋位的傳動比可以設(shè)計得更小，從而讓發(fā)動機在車輛高速巡航時進行較低轉(zhuǎn)速的運轉(zhuǎn)，獲得不錯的燃油經(jīng)濟性。

　　目前來看，乘用車領(lǐng)域里，采埃孚的9AT變速箱是量產(chǎn)AT變速箱中擋位最多的一個，至于10AT、11AT是否能夠順利量產(chǎn)，相信廠家們還需進一步解決因擋位增加而帶來的變速箱尺寸、重量、成本控制以及耐久性等難題。作為一名普通的消費者，或許我們不必像追求蘋果手機一樣趕時髦，盲目“攀比”越來越多擋位的變速箱，而應該綜合價格、性能以及可靠性等因素，選擇最適合自己的那一款。（文/圖 汽車之家 夏志猛 部分圖片來自網(wǎng)絡）

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