MT变速箱
MT 是手动变速箱,通过换挡杆拨动齿轮实现不同的变速比,通过干式离合器与发动机实现动力连接。
MT变速箱完全由驾驶者人为的执行换挡和离合器分离、结合动作。对于老司机来说,离合器操作起来轻松自如,但新手往往因为无法娴熟油离配合,驾驶手挡车会经常出现顿挫和熄火。
MT变速箱不仅学习难度大,而且在拥堵路况频繁操作离合器和换挡也容易造成疲劳。即使是老司机走走停停久了,也会双脚酸痛。
为了解决这些问题,工程师们开始研究各种可以借助机械和电子来执行换挡和离合器操作的自动变速箱。之后诞生的几款变速箱都是围绕着解决离合器操作这个痛点而不断的研发和改进。AMT变速箱
最简单也是最接近MT变速箱的就是AMT。它的全称叫做电控机械自动变速箱。这种变速箱的结构与MT变速箱基本一致,离合器部分与手动挡一样采用的也是干式离合器,只是在MT变速箱的基础上增加了电控机械的离合器操纵和换挡执行机构。
这种变速箱的优点是结构简单、可靠性高、动力传递几乎没有损失。缺点也很明显,就是换挡速度慢、平顺性差。
AMT变速箱虽然解放了手脚,能够完成自动的换挡操作。但是电控机械毕竟不如人,再好的操作程序和曲线也无法媲美人的肌肉记忆。离合器结合和分离的操作,在实际使用中,远远无法做到熟练司机驾驶那样迅速和平顺,而是经常象新手操作一样动作慢而且掌握不好时机。尤其是从离合器分离和结合之间,缓慢的换挡导致有较长时间的动力中断和再连接,会产生明显的顿挫。
DCT变速箱
DCT双离合器变速箱则彻底解决了AMT变速箱换挡慢和换挡过程的不平顺。它在AMT变速箱的基础上多增加了一套干式离合器,这也是双离合器名字的由来。
DCT变速箱在工作时,当前档位的齿轮组通过其中一个离合器与动力连接,另外一个档位的齿轮组和离合器预先完成换挡动作,准备好与发动机结合。当变速箱执行换挡动作时,这组已经准备好的齿轮组和离合器可以直接与动力系统结合,不需要等待换挡时间。而前一组分离的离合器,则与再下一个可能的档位的齿轮组一起做好结合准备。由于两个离合器交替与发动机动力结合,换挡动作瞬间完成,几乎不会出现动力中断的情况,消除了因为动力中断而产生的顿挫。
DCT变速箱的双离合结构,对于连续升档或连续降挡的驾驶情况,能够实现非常快速和连续的换挡,是所有变速箱里换挡速度最快的,且动力输出几乎没有损失。
但是在频繁起步、停车,加速、减速的拥堵路况上,实际需要的档位往往与变速箱预结合的下一个档位不一致。在执行换挡时,变速箱不得不将已经预结合的档位齿轮组分离,再重新结合需要的档位齿轮组,再与发动机动力结合实现动力连接,因此反而导致换挡速度慢,顿挫严重。
此外由于干式离合器频繁的分离、半联动、结合操作,离合器片之间的滑动摩擦发热严重,很容易烧毁离合器片。为了解决这个问题,工程师将离合器片浸泡在特殊的油液中散热来维持安全的工作温度,这也就是我们常说的湿式离合器。
湿式离合器可以保护离合器片不致过热烧毁,但并不能解决双离合本身的顿挫问题。要彻底解决预结合档位与实际执行挡位不一致导致的顿挫,恐怕要三离合器才能做到。AT变速箱
AT变速箱则选择了不同的思路来解决离合器问题。那就是彻底放弃离合器结构,而采用一个叫做液力变矩器的装置替代离合器与发动机实现动力衔接。
液力变矩器顾名思义,就是借助液力传递动力,并且实现扭矩变化。液力变矩器是一个充满了油液的环状腔体,内部主要由与发动机动力输出连接的泵轮,与变速箱齿轮机构连接的涡轮,以及夹在他们中间的导轮组成。
发动机带动泵轮旋转推动油液流动,油液穿过导轮推动涡轮,带动变速箱内部齿轮旋转,经过变速箱传动比转换,将动力输出给车轮。
通过改变泵轮、涡轮之间的导轮的旋转速度,可以调整涡轮与泵轮之间的滑动系数。实现涡轮跟随泵轮的同步旋转,涡轮不跟随泵轮旋转,以及涡轮以一定的转速比跟随泵轮旋转,对应离合器的结合、分离和半联动。
液力变矩器通过油液流动传递动力,实现任意平滑的与发动机动力系统的连接,任何人,即使是新手驾驶配备AT变速箱的汽车也可以非常平顺。
但液力变矩器也有它自身难以克服的缺点。首先是借助油液传递动力的传递效率低,发动机动力输出损失大,油耗较高。其次是通过流体变换涡轮和泵轮之间滑动系数的操作缓慢,换挡速度慢。DCT与AT的借鉴和结合
近两年,DCT和AT变速箱的厂商为解决各自变速箱的弊病,也在不断改进和借鉴彼此的设计优点。
采埃孚和爱信的8、9甚至10档位AT变速箱,在与发动机动力衔接的结构设计上,除了液力变距器之外,都额外配备了锁止离合器。当汽车起步时,通过液滤变矩器调整滑动系数变化,实现动力连接的平顺结合。当车辆停止时,通过液力变矩器全滑动,实现动力输出的分离。而在车辆行进过程中的换档操作,则依靠档位多、传动比密集的优势,直接通过锁止离合器与发动机分离和结合,实现快速的换挡和高效率动力传递。使得行驶过程中的AT变速箱的换档速度和动力传递效率与DCT变速箱基本一致。
本田的8DCT湿式双离合8速变速器,既符合双离合的机械原理,又配有原来AT才会装配的液力变矩器。利用液力变扭器负责动力接合,取传统AT和双离合的各自优势。液力变扭器不仅可以保证车辆的抗NVH性、车辆在低速行驶情况下动力输出更加平顺,而且还可以成倍提高变速器的固有扭矩以提升车的直线加速性能。
CVT变速箱
CVT变速箱是变速箱家族中的一个另类。如果说MT族长、AMT和DCT是亲兄弟,AT是远亲的话,那CVT就是隔壁村的。
它对于传统变速箱来说是个彻底的革命,完全舍弃了传统依靠齿轮齿比的变速结构,改为采用锥形盘和钢带传动和变速。实现了无档位连续变速比变化。由此带来极度平顺的驾驶体验。并且由于发动机可以始终工作在最佳能效比工况,燃油经济型很高。
CVT变速箱的缺点也很明显。由于不是象传统变速箱那样的齿啮合,而是依靠钢带与锥形轮的摩擦传递动力,钢带有一定的寿命限制(大约30万公里)。受限于锥形轮的尺寸,传动比范围也比较窄。在承受过大扭矩负载时,传动比小和摩擦受力的两个因素叠加,会出现钢带打滑和损坏。因此民用领域的CVT变速箱大多只用于配备小马力发动机使用。
为了解决CVT变速箱的这些不足,CVT制造商也在借助齿轮传动作为辅助,扩展CVT的能力空间。
丰田的Direct Shift-CVT变速箱,在传统CVT结构的基础上,增加了一套称为Launch Gear的齿轮来负责车辆起步和低速时传输动力的工作,不仅有着更为直接动力传递效率,且还能承受更大的扭力输出,带给车辆更好的加速效果。解决传统CVT较容易出现的起步重拖,对性能与油耗都有着正面帮助。
日产XTRONIC-CVT变速箱,在传统CVT传动钢带设计的基础上,采用子行星齿轮技术的全新辅助变速机构。通过与主变速滑轮的配合,有效扩大传动比范围,使发动机可以更长时间地在经济转速运行,从而获得更好的燃油经济性能,延长发动机的寿命。
留言与评论(共有 0 条评论) |