作為汽車關(guān)鍵總成之一,變速器技術(shù)在汽車誕生的百年歷史中在不斷地與時俱進。手動變速器由于其傳遞動力的直接與高效性,加上制作技術(shù)的成熟與低成本,現(xiàn)代汽車中裝備手動變速器的汽車仍然占有很大比例。但隨著人們對汽車舒適性要求越來越高,現(xiàn)代汽車自動變速器裝備率越來越高卻是一個不爭的事實,尤其是當(dāng)自動變速器也逐漸能夠兼顧操控性的時候。在國內(nèi)車市,自動變速器在乘用車當(dāng)中越來越普及的同時,技術(shù)與種類也是越來越豐富,自動變速器的技術(shù)甚至成為廠家產(chǎn)品的競爭利器。
普及率不斷提升
技術(shù)之爭三分天下自主之路百花齊放
根據(jù)世界最大的手動變速器制造商德國采埃孚(ZF)公司預(yù)測,到2012年北美市場出售的汽車中將只有6%是手動擋。而2002年在美國和加拿大市場出售的汽車中,還有10%配備的是手動變速器。同樣的情況也發(fā)生在歐洲市場,原本是手動變速器的市場,不斷被自動變速器占領(lǐng)。歐洲汽車制造商和經(jīng)銷商協(xié)會日前統(tǒng)計的數(shù)據(jù)顯示,在英國,現(xiàn)在裝配自動變速器的汽車占汽車總量的15%,而5年前這個數(shù)字是13.5%。據(jù)預(yù)測,2013年歐洲變速器市場上,配備手動變速器(MT)的汽車將占52%,配備手動自動變速器(AMT)的將占10%,配備無級變速器(CVT)的將占2%,配備雙離合器變速器(DCT)的將占16%,配備自動變速器(AT)的將占20%。另有報告顯示,在重型卡車和商用車上,自動變速器的比例也在增加。從1996年到2006年的10年里,重卡中自動變速器的比例已經(jīng)從5%上升到18%。
而對于中國汽車市場,也一定會與國際“接軌”———手動變速器的市場份額將下降。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計,目前國內(nèi)乘用車中手、自動擋的比例是6∶4,其中,在高檔乘用車上裝配自動變速器的比例為89%,中檔和經(jīng)濟型家庭乘用車的比例分別為40%和10%。事實上,從2005年至2009年,我國乘用車裝配自動變速器的比例每年都有近6%的提升,與北美汽車市場相比,國內(nèi)高檔乘用車的自動變速裝配比例已經(jīng)相當(dāng)接近,而中檔和經(jīng)濟型乘用車的自動變速器裝配比例仍有較大提升空間。中國第一汽車集團公司副總工程師兼技術(shù)中心主任李駿預(yù)測,到2015年,我國轎車自動變速器的配備率將達到35%-40%左右,這意味著大概有500萬輛轎車將裝配自動變速器。
技術(shù)之爭三分天下
當(dāng)前市場上,自動變速器主要分為AT、CVT、DCT和AMT四類,這幾類變速器在市場上有各自的技術(shù)路線擁護者,代表則是各跨國汽車巨頭和零部件供應(yīng)商,他們在在極力推銷車型的同時,也在宣傳自己選擇的自動變速器技術(shù)的優(yōu)越性,因為自動變速器的普及是大勢所趨,誰能爭取到更多消費者對他們技術(shù)的支持,就能獲得更大的市場利益。
各類自動變速器技術(shù)在全球各地市場的表現(xiàn)不一:在美國,AT變速器占有絕對優(yōu)勢,這主要是因為,消費者要求汽車必須操控簡單,駕乘舒適,但對油耗并不敏感,這種消費習(xí)慣造就了美國以AT為主的自動變速器市場。歐洲消費者注重駕駛體驗和駕駛樂趣,喜歡手動操控機械帶來的感覺,并且對油耗非??粗兀?,自動變速器發(fā)展空間一直不大。但具有節(jié)能和運動特性的DCT出現(xiàn)后,立刻成為歐洲市場上的寵兒。日本則是世界上CVT裝車率最高的國家,日本消費者對CVT變速器青睞有加。
在我國這個新興的汽車市場, 傳統(tǒng)AT自動變速器過去是自動擋車型的唯一選擇,但最近幾年,裝配CVT和DCT的車型越來越多,跨國公司的目標(biāo)很明確,大眾已經(jīng)在中國投產(chǎn)DCT,并且推出多款裝有DCT的車型;CVT一直是日產(chǎn)推銷的重點,在日產(chǎn)的中檔家用轎車及更高級別車型上,CVT已經(jīng)成為它們的賣點之一。自主品牌也有各自的“擁護對象”:吉利汽車已經(jīng)研發(fā)出了4擋AT,同時也將6擋、7擋DCT鎖定為發(fā)展目標(biāo),并且已在一些關(guān)鍵技術(shù)上取得突破;奇瑞選擇發(fā)展CVT變速器,已經(jīng)對外展示了樣機。可以發(fā)現(xiàn),我國自動變速器技術(shù)呈現(xiàn)AT、DCT和CVT三分天下的局面,但AT在國內(nèi)自動擋車型的普及率高達80%,雖然DCT和CVT贏得很多消費者的青睞,AT在未來很長一段時間仍將占據(jù)國內(nèi)自動變速器市場的重要地位。
自主之路百花齊放
自動變速器核心技術(shù)一度是我國汽車工業(yè)最大的技術(shù)短板,不過經(jīng)過產(chǎn)學(xué)研各方的共同努力,以及與國外知名公司的有效合作,這一尷尬的局面已經(jīng)得到改善。最近國內(nèi)自動變速器研發(fā)好消息不斷,無論是液力自動變速器(AT)、CVT還是DCT,國內(nèi)企業(yè)在各自選擇的技術(shù)路線上均取得顯著進展。
如奇瑞汽車首款自主研發(fā)的CVT在今年5月已經(jīng)下線,該款CVT可匹配1.6-2.0升的發(fā)動機,首期CVT生產(chǎn)能力為年產(chǎn)5萬臺,第二期產(chǎn)能為年產(chǎn)15萬臺,奇瑞配備CVT的車型預(yù)計將于今年年內(nèi)上市。在今年的北京車展上,山東盛瑞傳動股份有限公司帶來了全新的8速自動變速器(8AT),是國內(nèi)首款擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的8速自動變速器,據(jù)悉,盛瑞已經(jīng)與一汽海馬達成6萬套的合作意向,將于明年10月開始向海馬兩款整車進行批量供貨。吉利汽車則集中力量進行先進AT和7速濕式DCT的產(chǎn)品化開發(fā),目前已經(jīng)完成了7速DCT的樣機開發(fā),預(yù)計再用兩年左右時間,完成7速DCT的批量生產(chǎn)以及DCT開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。江淮汽車正在為DCT項目招兵買馬,其DCT項目已于2009年11月正式啟動開發(fā),將著力開發(fā)6速濕式雙離合器,主要匹配江淮汽車自主開發(fā)的B級、C級、S級乘用車平臺。吉孚動力(GIF)與上汽合作開發(fā)的DCT變速器將在今年裝車上市,樣品測試已經(jīng)結(jié)束,將裝配到上汽榮威等車型上,這將是國內(nèi)第一款具備自主知識產(chǎn)權(quán)的量產(chǎn)DCT。
目前,國內(nèi)企業(yè)對于自動變速器技術(shù)的研發(fā)處于百家爭鳴、百花齊放的狀態(tài)。但不可否認(rèn)的是,我國自主研發(fā)的自動變速器產(chǎn)業(yè)化水平仍然相當(dāng)?shù)?,來自中國汽車工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,在國產(chǎn)自動擋乘用車中,80%左右搭載的是進口自動變速器,而剩下的20%也主要來自外資控股的合資企業(yè)。2001年至2009年,我國汽車自動變速器進口額年均增長約28.9%,大大超過整車進口額年均增速。2009年,轎車自動變速器進口額高達37.23億美元,比2008年增長26%。
1
AT
特性:AT的英文全稱是automatic transmission,由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成,通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩。其中液力變扭器是AT最重要的部件,它由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成,兼有傳遞扭矩和離合的作用。因此AT也稱為液力自動變速器。
優(yōu)點:液力自動變速器免除了手動變速器繁雜的換檔和腳踩離合器踏板的頻繁操作,使開車變得簡單、省力,而且經(jīng)過多年發(fā)展,AT的生產(chǎn)成本已經(jīng)相當(dāng)?shù)?。?dāng)前AT的擋位越來越多,從以前的4AT發(fā)展到現(xiàn)在的8AT,隨之改變的是換擋速度和舒適性的提升以及油耗的改善。
缺點:AT有自身的不足,如對速度變化反應(yīng)較慢,換擋頓挫感明顯,相對耗油等。雖然檔位增加(齒輪增加)可以減輕AT的天生缺陷,不過,檔位的增多也意味著體積和重量的增大,因此AT在未來檔位增加上還是有一定局限性。
發(fā)展前景:目前絕大部分自動檔車型都是采用AT,國內(nèi)主流AT車型都是5速AT,4AT的車型越來越少,有部分中級車和中高檔車搭載6速甚至7速AT,而像雷克薩斯、寶馬、奧迪和奔馳的一些高檔進口車型,已經(jīng)用上8速AT??梢灶A(yù)見,隨著生產(chǎn)成本降低,更多擋位的AT將被裝配到更多車型上,而且由于技術(shù)成熟和成本優(yōu)勢,AT在未來很長時間里都將是自動擋車型的主流技術(shù)。
代表車型:80%的自動擋車型
2
CVT
特性:CVT的英文全稱是Continuous Variable Transmission,直接翻譯就是連續(xù)可變傳動,顧名思義就是沒有明確具體的擋位,操作上類似自動變速箱,但是速比的變化卻不同于自動變速箱的跳擋過程,而是連續(xù)的,CVT采用傳動帶和可變槽寬的棘輪進行動力傳遞,即當(dāng)棘輪變化槽寬時,相應(yīng)改變驅(qū)動輪與從動輪上傳動帶的接觸半徑進行變速,傳動帶一般用皮帶、金屬帶和金屬鏈等。
優(yōu)點:CVT由于沒有了一般自動擋變速箱的傳動齒輪,也就沒有了自動擋變速箱的換擋過程,由此帶來的換擋頓挫感也隨之消失,因此CVT變速箱的動力輸出是線性的,在實際駕駛中非常平順。CVT的傳動系統(tǒng)理論上擋位可以無限多,擋位設(shè)定更為自由,傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)中的齒輪比、速比以及性能、耗油、廢氣排放的平衡,都更容易達到,CVT還有重量輕、體積小、零件少的優(yōu)點。
缺點:相比傳統(tǒng)自動擋變速箱而言,CVT變速箱制造成本要略高,并且如果操作不當(dāng)?shù)脑?,出問題的概率較高。目前無論國內(nèi)還是海外,CVT變速箱很多情況下還無法維修只能整體更換。CVT的傳動的鋼制皮帶能夠承受的力量有限,一般而言3.0L排量或者300牛米以上的扭矩是它的上限,不過隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,已經(jīng)打破了這個上限,但是由于構(gòu)造原理和機械磨損的不可逆行,鋼制皮帶的使用壽命始終無法完美的解決,尤其是在用戶喜歡激情駕駛的情況下,可靠性得不到充分的保證。
發(fā)展前景:CVT技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)有了一百多年的歷史,德國奔馳公司是在汽車上采用CVT技術(shù)的鼻祖,但日產(chǎn)和本田卻是CVT的最佳擁躉,博世是最新CVT變速器的發(fā)明和生產(chǎn)者。目前博世已與北汽簽訂CVT項目戰(zhàn)略合作協(xié)議,加大對中國本土企業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓力度,幫助中國自主品牌開發(fā)自己的CVT變速箱,以此來提高CVT關(guān)鍵技術(shù)對博世的采購量,從而推動國內(nèi)CVT變速器市場的快速發(fā)展。據(jù)悉,通過采取一系列成本控制手段,博世性能更為優(yōu)異的第二代CVT變速器生產(chǎn)成本有望不升反降。博世將利用CVT在國外小排量汽車和混合動力車型上的應(yīng)用經(jīng)驗,結(jié)合當(dāng)前中國市場實際需求,推進上述兩個方面的技術(shù)在中國地區(qū)的應(yīng)用。
代表車型:在中國市場上應(yīng)用CVT最多的整車企業(yè)主要是東風(fēng)日產(chǎn)和本田,在軒逸、逍客、新天籟以及思域混合動力等車型上都有CVT,名爵的MG3 SW 1.8L、奇瑞旗云、奧迪A6L/A4L的Multitronic都是采用CVT技術(shù)。
3
DCT
特性:DCT的英文全稱是double clutch transmission,中文意思是雙離合器變速箱,因為大眾對該技術(shù)應(yīng)用較早,也比較廣泛,而且把其稱為DSG(Direct-Shift Gearbox),所以DSG的大名傳遍天下。其實除了這兩種叫法還有很多,比如三菱的SST,保時捷叫PDK,寶馬叫DKG、福特、沃爾沃的Powershift,奧迪的S-Tronic等等。DCT分濕式和干式兩種,濕式用的變速箱油比較多,體積較大,可以承受較大的扭力,干式用的變速箱油較少,體積更小,更緊湊,效率更高,適合小型車,但能承受的扭力不如濕式大。
優(yōu)點:DCT在效率和成本上都顯示出許多優(yōu)勢,與傳統(tǒng)的自動變速器相比,該系統(tǒng)換擋的舒適性更高,而且能滿足消費者對駕駛運動感和車輛節(jié)油的雙重要求。同時,雙離合器的使用,可以使變速器同時有兩個擋位嚙合,換擋速度不到0.2秒,比專業(yè)車手的手動變速還快。從技術(shù)角度上DCT對所有檔次的車都非常適合,比其他變速器具有更高的燃油經(jīng)濟性。
缺點:目前DCT變速箱面臨的主要問題是制造加工的精度要求很高,導(dǎo)致成本也相當(dāng)較高。另外,DCT依靠離合器來傳遞動力,在城市路況下,司機通常要在較慢的速度下駕駛車輛,此時DCT的離合器經(jīng)常處于半離合狀態(tài),在較擁堵的城市路況下,長時間處于半離合狀態(tài)的離合器容易過熱,因此溫度傳感器會感知溫度過高,從而使變速器停機。目前已知的DSG變速器停機案例多半發(fā)生在市區(qū)行駛過程中。
發(fā)展前景:DSG雙離合器變速箱是以大眾集團為首的歐洲車系主推的一款新型自動變速箱。由于大眾和一汽、上汽的合作,在我國擁有廣泛的市場基礎(chǔ),由此DCT變速箱擁有廣闊的推廣平臺。除了大眾系車型大力普及DCT外,目前國內(nèi)政策支持明顯偏向DCT,2008年底,在國家發(fā)改委推動下,由12家(一汽、上汽、東風(fēng)、長安、奇瑞、華晨、江淮、長豐、吉利、廣汽、中順、長城)中國車企聯(lián)合成立的中發(fā)聯(lián)實業(yè)有限公司,聯(lián)合全球頂級自動變速器企業(yè)博格華納成立合資公司,生產(chǎn)和開發(fā)雙離合器自動變速器中的核心產(chǎn)品:雙離合器模塊、扭振減震器模塊和控制模塊。博格華納相關(guān)人士預(yù)計,到2020年,中發(fā)聯(lián)的12家股東廠商生產(chǎn)的自動擋車型中,將有80%采用DCT變速器。
代表車型:除了大眾的車型外,國產(chǎn)車型方面,主要是沃爾沃S40 2.0L Powershift,福特的新一代??怂购图文耆A也有望搭載DCT變速器,進口車方面,保時捷Panamera、寶馬M3、法拉利、三菱EVO、日產(chǎn)GT-R、奔馳部分AMG車型都采用DCT技術(shù)。
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AMT
特性:AMT的英文全稱是automated mechanical transmission,中文意思是機械式自動變速箱。AMT可以看成是自動的手動變速箱,AMT變速箱是在通常的手動變速箱和離合器上配備一套電子控制的液壓操縱系統(tǒng),以達到自動切換擋位目的。AMT核心技術(shù)是微機系統(tǒng),電子技術(shù)及質(zhì)量將直接決定AMT的性能與運行質(zhì)量。
優(yōu)點:AMT在性價比、節(jié)能環(huán)保等方面堪與AT、CVT產(chǎn)品媲美,而且解決了手動擋車的駕駛樂趣和自動擋車的安全省事的矛盾,AMT變速器四類自動變速器中,技術(shù)難度相對較低,由于實質(zhì)上還是手動變速箱,AMT在省油方面也繼續(xù)了手動擋的優(yōu)勢。
缺點:在行車過程中,AMT因擋位變動引起的頓挫感較強,舒適性較差,換擋過程中有可能出現(xiàn)動力中斷。
發(fā)展前景:在國內(nèi)乘用車當(dāng)中,AMT目前只應(yīng)用于一些A0級別的車型,AMT在商用車上的普及速度比乘用車快。雖然AMT能在現(xiàn)生產(chǎn)的手動波基礎(chǔ)上進行改造,生產(chǎn)繼承性好,投入的費用也較低,容易被生產(chǎn)廠接受,但目前大部分廠家都有自己的AT供應(yīng)商,加上AMT的舒適性和傳動效率一般,AMT局限應(yīng)用在經(jīng)濟型轎車之上,推廣難度較大。
代表車型:奇瑞QQ、威志、兩廂新賽歐
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