揭秘通用9AT变速箱,横置最大承受扭矩400Nm

通用9AT设计思想是提高换挡平顺性,只有第8、9挡才是超比挡。

文 ▍阮锦程

就在一周前,AutoLab到访通用中国总部,与中国变速箱副总工程师、通用汽车全球驱动系统部希普利(Kevin Shipley)有过一番对话。原因是通用汽车即将会向市场投入一副全新的横置9AT自动变速箱,而且会大规模的应用在未来全新和改款车型上,这让通用在变速箱挡位数上领先于其它同级品牌。

△未来在国内上市的雪佛兰Equinox将是第一辆搭载9AT的车型

到2020年底,通用汽车旗下雪佛兰、别克、凯迪拉克品牌共有13款车型将引入这款变速箱。

看起来这是一件大事情!

这副9AT什么来历?

你可能会问,通用不是有一副8AT变速箱吗(用在凯迪拉克ATS、CT6),为什么还要开发9AT?因为那副8AT是给纵置引擎后轮驱动平台用的,而这副全新的9AT(型号Hydra-Matic 9T50)是设计给横置平台前轮驱动的车型用的,结构紧凑成本更低,最大承受扭矩为400Nm。

Hydra-Matic 9T50是通用和福特的联手研发的产品,这个项目始于2013年,其实上一款6AT产品与是两家合作开发的,至今为止两家生产的横置6速变速箱已经超过了800万台。

然后通用这副Hydra-Matic 9T50是在上海金桥的工厂生产,工厂于2014年开工建设,2017年投产。

横置设计,长度与现款6AT相当

这副Hydra-Matic 9T50的开发目的,就是替代现在通用大量使用的6AT横置变速箱。通用的基本想法就是直接在同一个引擎舱内用9AT替换6AT,由于变速箱又是紧跟着引擎横置在引擎舱里面的,所以这副9AT的长度一定要保持在现有6AT的水平才行(通用的说法是9AT与6AT体积相当),要不可能就装不进去。

除了之前采埃孚那副ZF 9HP,还没有一副9AT采用如此紧凑的横置设计,这在设计和可靠性方面对通用是一个挑战。

△单向离合器替代传统机械二极管式离合器

通用的解决方案是优化的齿轮与离合器排列布置,核心技术就是使用可选择“单向离合器替代传统机械二极管式离合器”,一句话就是减少了离合器组,这个设计让变速箱有效的减少了变速箱长度。

△打开:选择器片反向推动支杆并保持正向自由旋转的转速

锁住:在制动和倒档的情况下;两个支杆工作参与并保持正向和反向转速

不仅如此,这事9AT还采用平行油泵布置设计,油泵通过输入轴链条传动,这样就不会在纵向占用空间。最后一招,就是它的输出轴到差速器连接,也是采用链条传动,相比传统的齿轮传动,平行链条的传动噪声会更小,当然最大好处是节省纵向长度。

第9挡能用得上吗?

世界上第一副9AT,就是倍受争议的ZF 9HP,它的一个大问题是——第9挡你几乎没有机会用得上,即使时速在120km/h在高速巡航的情况下。那么通用这副9AT会不会也有这种情况?

答案是不会,因为它们的设计思想有很大差异。

9AT相比传统的6AT,一定会有更大的传动比,不过大家设计有一点的相同的,就是8AT或9AT多出来的几个挡位,可以用来做传动比非常小的超比挡(超过1:1)。这样设计的原意是当车辆高速巡航时,可以用非常低的转速去维持车速,达到省油的效果,例如通用9AT的第9挡齿比是1:0.62。

问题就出在这里,你人为设计了几个夸张的超比挡,但变速箱如果只是搭配一副动力很弱引擎,那就根本没机会上到第9挡了,甚至7、8挡也难以上去。ZF 9AT的第5挡就是1:1,第6~9挡全是超比挡,第9挡的齿比达到了不切实际的1:0.48。上次我试驾装备这副变速箱的本田冠道370 TURBO,2.0T涡轮增压输出高达272马力,但在高速巡航时也很少上第9挡。

如果我们拿通用Hydra-Matic 9T50和ZF 9HP相比,你就会发现通用9AT的齿比的设计目的是提高换挡平顺性,只有第8、9挡才是超比挡,甚至第2、3挡之间齿比变化非常小。因为在城市时慢行的时候用得最多的是2、3挡,齿比变速小换挡平顺性就更好。

通用宣称,他们这副新变速箱第9档的使用率会在13%至52%之间,是否如此?让我们到时试驾再验证。

Hydra-Matic 9T50有什么新技术?

只要你了解通用9AT的开发背景,它是通用和福特联合开发,未来这两个美国品牌的车型卖得好不好都看它表现了,这样你会觉得他们会冒险用一些不成熟的新技术?

所以9AT是利用现款6AT成熟经验,为大规模开发而设计,虽然通用宣称拥有超过60项专利,但与德国ZF 9HP相比,后者的机械复杂程度(例如结构紧凑的爪型离合器)堪称是一件艺术品,果然是德国人的设计思维。但话又说回,变速箱这东西可靠性第一,我们不想像机械钟表一样追求复杂性。

启停液压储能器是通用这副变速箱的一个亮点,就是为了配合那个万恶的自动启停装置而设计的。

为了所谓的环保和省油,现在所有车都配给配了启停系统,但问题来了,引擎停止工作的时候油泵也停止了(油泵靠引擎传动),没有油泵的液压,变速箱就换不了挡。所以大家开车时候会发现,绿灯起步时候,自动启停的车辆反应一般比较慢,引擎启动后要等一下变速箱挂挡后才能起步。

而通用这个液压储能器,说白了里面就是一个弹簧,引擎在平时工作的时候给它充好能量,等到自动启动工作的时候,引擎启动的瞬间,这个储能器就能靠自身体的能量推动变速箱挂进第1挡。这样引擎在恢复运转的同时,变速箱已经挂进了1挡,起步速度快也平顺了。其实,这个技术已经用在现款的带启动功能的通用6AT和8AT上面。

与6AT相比,9AT燃油经济性提升2%?

只提升了2%?这样人家就不干了,因为从6AT到8AT,没有大的燃油经济性改善就没意思的,例如著名ZF的8AT就比原来的6AT燃油经济性提升了6%。那为何通用的9AT只有2%?

通用汽车全球驱动系统部希普利(Kevin Shipley)解释,通用这个2%是指变速箱本体测量的数据,他不清楚其它品牌是怎么测量数据。如果是车辆本身的燃油经济性改善,肯定不止2%。