[汽車之家 變速箱技術] 提到變速箱技術,我們首先想到的往往是德國的采埃孚(ZF) 、格特拉克(GETRAG)和日本的愛信(Aisin)、加特可(Jatco)等這些專業(yè)的變速箱巨頭?v觀全球車企,如果說采購專業(yè)變速箱公司生產的產品成為一種國際化趨勢,那么有一些韓國車企看起來并沒有隨大流,例如現(xiàn)代-起亞集團不聲不響地便構建起了全面的自動變速箱格局。
對于自動變速箱各家車企其實都有自己的理解,例如比較有代表性的幾個車企:大眾的很多車型上都配備的是雙離合變速箱(DCT,大眾自家稱為DSG);三菱、日產等日系更青睞于無級變速箱(CVT);寶馬則熱衷于采埃孚ZF提供的AT自動變速箱。雖然韓國的汽車工業(yè)發(fā)展較晚,但一向崇尚獨立的現(xiàn)代-起亞集團,總愿意自己去研究所有的汽車技術。在自動變速箱方面,不知不覺它已經構建了一幅非常全面的格局。
目前,現(xiàn)代-起亞集團量產了DCT、CVT、AT三種不同的變速箱技術,并且針對前驅車型和后驅車型分別研發(fā)了不同變速箱。面對混合動力技術逐漸火熱的趨勢,還專門研發(fā)了HEV混合動力分配機構和與之匹配的自動變速箱。主要為現(xiàn)代-起亞集團生產變速箱的是現(xiàn)代旗下的派沃泰(POWERTECH)公司和岱摩斯(DYMOS)公司,派沃泰主要負責AT和CVT變速箱,岱摩斯主要生產DCT變速箱和手動變速箱。
● 追求高效,現(xiàn)代選擇干式雙離合變速箱
大眾干式DCT變速箱曾一度飽受爭議,迫于這場風波,大眾開始向可靠性更高的濕式離合器方向發(fā)展,目前如邁騰、帕薩特等等都采用的是濕式雙離合變速箱。
干式離合器對于離合器摩擦片的冷卻方式與濕式離合器不同,它沒有油液冷卻系統(tǒng),而是直接依靠風冷來降溫,因此冷卻效果不敵濕式離合器。干式離合器的一項設計難點便在于,面對城市擁堵的道路,如果變速箱控制邏輯設計不好,離合器長時間處于半聯(lián)動狀態(tài)下,變速箱會容易過熱,從而導致一系列問題。
干式DCT變速箱的控制邏輯問題同樣困擾著現(xiàn)代,近期北京現(xiàn)代宣布召回部分搭載7速DCT變速箱的北京現(xiàn)代途勝1.6T車型,總共98684輛,原因是車輛起步可能會出現(xiàn)延遲現(xiàn)象。
北京現(xiàn)代官方稱它們會通過軟件升級變速箱控制單元,以此來優(yōu)化換擋邏輯解決起步延遲問題。下面我們就來看看現(xiàn)代途勝到底搭載了怎樣一款干式DCT變速箱吧。
- 現(xiàn)代-起亞研發(fā)了什么樣的干式7速DCT?
2011年,現(xiàn)代誕生了開發(fā)干式7速DCT變速箱的想法,經過三年的研發(fā),現(xiàn)代旗下的岱摩斯(DYMOS)公司最終將其量產,歐洲的現(xiàn)代索納塔、起亞Cee’d成為了第一批搭載了這款自主研發(fā)7速DCT的車型,隨后北京現(xiàn)代途勝也同樣搭載了這樣的變速箱。
為什么韓國人沒有隨大流的倒向濕式DCT呢?其中很重要的原因是干式離合器比濕式離合器的成本要更低;谕瑯拥难邪l(fā)理念,現(xiàn)代-起亞集團一次性量產了兩款干式7速DCT變速箱,兩款變速箱采用了相同的結構,只不過因兩者承受的最大扭矩不同,在齒輪和離合器的尺寸上有所差別。
齒輪參數(shù)的不同讓兩款DCT變速箱的齒比范圍也有所不同,相比D7GF1,D7UF1的變速箱齒比范圍更加寬廣(最終齒比最大能達到7.83)。在低擋位,D7UF1的變速箱齒比更大,輸出扭矩更大,能夠讓車輛加速更快;另外,其最高擋(7擋)的傳動比更小,在高速巡航時能夠降低發(fā)動機的轉速,實現(xiàn)更優(yōu)秀的燃油經濟性。相比現(xiàn)代的6AT變速箱來說,官方測算這款干式7速DCT變速箱提升了5%的燃效。
現(xiàn)代的研發(fā)人員承認,其實這兩款變速箱最大的研發(fā)難點在于縮小尺寸的問題。相比于自家的手動變速箱,7速DCT變速箱的離合器尺寸更大,變速箱的齒輪數(shù)量也更多,所以如果不能將變速箱的整體尺寸變得足夠小,那么體積問題會它很難與更多的車型進行匹配。
- DCT換擋方式上,現(xiàn)代與福特的“套路”更相似
在DCT的技術方向上,現(xiàn)代與福特的套路更為相似,因為它們不僅都選擇了干式離合器,而且在換擋方式上都一致地使用了電機驅動換擋,替換了傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)。電機驅動換擋讓現(xiàn)代的7速DCT變速箱的換擋速度提升了15%。另外,理論上換擋過程消耗的功率也更小,因為電機系統(tǒng)不像液壓控制系統(tǒng)那樣需要液壓泵時刻工作來維持液體壓力,從而對燃油經濟性也有一定的積極作用。
- 如何防止干式離合器過熱?
在干式雙離合器領域,德國LuK和美國博格華納是提供雙離合模塊的兩家主要供應商,其實隸屬于舍弗勒集團的LuK不管是在技術和成本控制方面它都占據著非常大的優(yōu)勢,所以占據了大部分的市場份額,例如福特干式6速DCT變速箱與大眾的(DQ200)干式DCT變速箱均采用的是這家公司的產品。當然,現(xiàn)代也沒有理由不用Luk的雙離合模塊。
相比濕式DCT變速箱,離合器片的過熱問題無疑增加了干式DCT變速箱的技術難度,例如變速箱換擋的控制邏輯必須更“聰明”,要時刻根據離合器片的溫度進行調整。然而,準確地測量離合器片的溫度卻成為了很多廠商難以突破的技術瓶頸,那么現(xiàn)代又是如何解決的呢?
因此,現(xiàn)代的工程師干脆不再鉆牛角尖地去測量離合器片的溫度,再來設定變速箱的控制邏輯。他們通過對全世界各地進行道路測試,例如德國不限速的高速公路,首爾擁堵且坡道較多的市區(qū)道路,長途巡航的美國大道,中東的高溫路況,東歐的寒冷氣候以及復雜且粗糙的中國路況。最終,針對不同地區(qū)的車型建立了一套離合器溫度的數(shù)據模型,從而確定了該地區(qū)車型的換擋控制邏輯。總之,可以看出現(xiàn)代對這兩款DCT變速箱最主要的訴求就是燃油經濟性和排放,但不能避免的是在可靠性方面的挑戰(zhàn)。
● 在小扭矩CVT變速箱領域的嘗試
說到CVT無級變速箱技術,就不得不提及日系品牌,日本人對這項自動變速箱技術是非常推崇的,比如豐田、本田、日產、三菱等都將CVT廣泛地應用在了自家的車型上。除了看重CVT變速箱輸出平順、經濟節(jié)能等優(yōu)點外,日系品牌廣泛應用CVT變速箱還有另外的因素,那就是自身CVT供應鏈的強大。在CVT領域比較典型的供應商如加特可(Jatco)和愛信(Aisin),加特可是世界上最大的CVT變速箱供應商,而加特可的最大股東便是日產;愛信同樣也占據著CVT很大的市場份額,豐田與愛信的“親密”關系也是世人皆知的。
你也許發(fā)現(xiàn)韓國人只在尺寸較小的車型上搭載了CVT變速箱,這是因為Kappa CVT變速箱所能承受的最大扭矩為137N·m,不能匹配輸出扭矩較大的發(fā)動機,因此也就限制了它所搭載的車型。CVT變速箱之所以承受的扭矩有限,是因為相比齒輪傳動,鋼帶(也稱壓力鋼帶)所能夠傳遞的扭矩有限,發(fā)動機輸出扭矩過大的話很容易讓鋼帶出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象。
我們知道,傳動比范圍越寬廣就越有利于發(fā)動機的燃油經濟性,限于CVT錐盤的尺寸不能太大而影響到變速箱整體的體積,所以CVT變速箱不能實現(xiàn)無限制地擴大傳動比,F(xiàn)代的工程師為了盡可能地擴展這款CVT變速箱的傳動比,和加特可(CVT7)變速箱的原理類似,他們在Kappa CVT上增加了一套副變速箱機構。
雖然現(xiàn)代-起亞集團沒有廣泛的鋪展CVT技術,但一款能夠承受137N·m扭矩的CVT變速箱證明了韓國人在這一領域的技術積累。對于起亞Morning、起亞Ray和現(xiàn)代Accent等一類家用車來說,這款變速箱足以發(fā)揮出其燃油經濟性和行駛平順性的優(yōu)勢。
● AT擋位越來越多的趨勢下,韓國人占據了主流
AT變速箱是如今占據自動變速箱比重最大的變速箱技術,越來越多的擋位設定成為了AT變速箱最新的趨勢。例如,本田和福特正在研發(fā)橫置11速自動變速箱,雖然車企們一言不合就將擋位數(shù)飆到了10個以上,但目前主流的AT變速箱擋位基本在9擋以下,能夠獨自研發(fā)出8AT變速箱的企業(yè)基本上一只手就能數(shù)過來了,而現(xiàn)代算是其中之一。
從這臺變速箱的“體型”也能看出它是一款基于后驅車型研發(fā)的8AT變速箱,后驅車型對變速箱的體積明顯不如前驅車要敏感,想要將一款8AT變速箱布置在一款前驅車型上,那么變速箱的體積要足夠得緊湊才能放得下,F(xiàn)代官方表示,未來將推出一款基于前驅車型的8AT變速箱。
為現(xiàn)代-起亞集團生產AT變速箱的主要是現(xiàn)代旗下的POWERTECH(派沃泰)公司,相比8AT來說,4AT、5AT、6AT技術更加的成熟,不僅在自家的車型上進行了大量匹配,還將它們售給了很多中國品牌,甚至連Jeep都采用了現(xiàn)代的AT變速箱。
● 混合動力變速系統(tǒng)
1997年,豐田發(fā)布了混合動力車型普銳斯,將近20年的技術積累讓它成為了這一領域的“老司機”。豐田的E-CVT變速機構是其混動技術的核心元件,它是通過一套行星齒輪機構將發(fā)動機與兩臺電動機耦合在一起的動力分配裝置,省去了傳統(tǒng)的變速箱結構。豐田為這項E-CVT變速機構申請了技術專利,因此限制了其它車企使用相同的機械結構。那現(xiàn)代-起亞集團又是如何打造自己的油電混合動力系統(tǒng)的呢?
從油耗方面來看,搭載2.0L發(fā)動機的北京現(xiàn)代索納塔九混動版給出的綜合油耗僅為4.8L/100km,而它的競爭對手之一凱美瑞混動版(搭載2.5L發(fā)動機)百公里油耗為5.3L,可見這套動力系統(tǒng)在燃油經濟性上還是有一定優(yōu)勢的。
● 總結
現(xiàn)代-起亞集團不僅不依賴諸如采埃孚、格特拉克、愛信等專業(yè)的變速箱供應商,甚至還將其成熟的AT變速箱供應于不少其他品牌車企,一些中國品牌便是其中的受益者。不管未來自動變速箱技術的趨勢是什么樣的,面對不可預測的未來現(xiàn)代-起亞集團或許都不會束手無策,因為它掌握了DCT、CVT、AT三種不同的自動變速箱技術以及HEV混合動力變速系統(tǒng),全面的技術積累會給予企業(yè)足夠的自信,總之“要啥有啥”。(文/圖 汽車之家 夏志猛)
相關閱讀:
好評理由:
差評理由: