小车使用离合器有哪些优势?,

科普:变速箱咋选?为啥双离合越来越多?变速箱优缺点全面解析!

虽然现在网络上铺天盖地的都宣传新能源,可是,客观上,新能源车价格还是相对要高一点,另外,对于家庭没有充电桩或者北方车主,当下的新能源车还有着诸多不便。

因此,很多车友还是选择传统的燃油车,而选传统燃油车无法避开的一个点就是变速箱该怎么选?选AT、CVT还是DCT?目前对于国产车来说,越来越多的匹配了双离合变速箱,双离合果真如此优秀吗?到底该选择什么样的变速箱呢?本文从原理角度把市面上的几种自动变速箱优缺点进行详细分析,欢迎各位评论区进行技术探讨!

AT变速箱:Auto transmission

  • 结构和原理

结构上由液力变矩器、行星齿轮组、液压控制系统组成。液力变矩器位于行星齿轮组和发动机之间,主要由泵轮,涡轮,导轮、锁止离合器组成。并焊接成一个密闭的空腔,内部充满了变速箱油。

  1. 前端-液力变矩器:

发动机动力输出到变速箱以后,首先带动液力变矩器的泵轮转动,推动变速箱油高速流动,经由导轮带动涡轮转动,涡轮带动后端的行星齿轮组输入轴。


  1. 后端-行星齿轮组:

行星齿轮组由太阳轮,行星架和齿圈组成,三者形成一定的齿比关系,通过AT变速箱里面的多片离合器分别固定行星齿轮组不同的零部件,其余两个部件都可以形成不同的齿比输出,理论上,一个行星齿轮组可以形成三个速比,但是不一定是有效的速比!因此,通常的6At由两个或者三个行星齿轮组叠加串联而组成。

  • 优缺点:
  1. 舒适性好

液力变矩器负责动力传递和缓冲以及动力放大的功能,当汽车时速超过10km/h以后,液力变矩器内部的锁止离合器会锁定,单个档位范围内会形成刚性连接,只有当行星齿轮组进行升降挡时,才会临时断开连接,缓冲冲击。

  1. 可承受扭矩大,带有扭矩放大

由于at变速箱采用机械齿轮啮合传递动力,可承受扭矩是比较大的,一般情况下可以承受1000牛米,基本上家用车以及性能车都处于这个范围之内。另外,对于有越野需求的车型来说,也往往会匹配at变速箱,这是因为液力变矩器在非锁定状态下,泵轮高速转动带动油液流动,冲击到涡轮叶片,带有扭矩放大功能。

  1. 耐久性好

AT内部采用的是机械齿轮传递动力,液力变矩器可以形成天然的,很好的缓冲,避免冲击,因此,只要不是设计上先天带有缺陷的AT变速箱,其耐久性都非常好,故障率也非常低。

  1. 油耗相对较高

对于挡位数较少的AT变速箱来说,其油耗相对较高,无法和CVT乃至双离合变速箱媲美,但是对于8AT以上的车型来说,油耗基本上可以和双离合以及CVT持平。但是,8AT以上的多档位变速箱价格成本又上去了。

  1. 有顿挫感,但是不突兀

At变速箱是否有顿挫,主要与at变速箱的一、二档之间的齿比设计以及发动机的匹配有关,比如爱信的6at顿挫感就非常小,但是爱信的8at顿挫感就比较明显,一方面是因为8 at的一二档速比非常大,另一方面是很多车企对于8 at的匹配和标定有缺陷。但是客观来看,at变速箱虽然有顿挫,但是不突兀,这是因为液力变矩器在换挡瞬间进行缓冲,属于柔性连接。

  • 匹配车型

目前AT变速箱的最大可承受扭矩约为1000牛米,基本上可以匹配几乎所有的车型,一般常见匹配在1.5L、1.5T、2.0T乃至3.0T以及以上排量的车型。当然,考虑到成本,很多小批量车型不会匹配AT变速箱。

CVT变速箱:Continuously Variable Transmission

  • 结构和原理

CVT采用钢带或者链条传递动力,两个锥轮儿,中间套着一根钢带,利用液压控制锥轮压紧钢带,通过静摩擦力传递动力。随着主动轮和从动轮的向向间隙的改变,可以改变CVT的主从动轮速比,从而实现变速的作用。

CVT变速箱绝大部分都是匹配有液力变矩器,比如日系的cvt,发动机动力输出道液力变矩器的泵轮,通过变速箱油冲击涡轮传递动力,最终,将动力传递到主动锥轮上。

还有一部分cvt匹配的是多片离合器,通过多片离合器的半联动去实现缓冲,最终将动力传到主动锥轮上。

  • 优缺点:
  1. 没有顿挫感,在一定速度范围内,省油平顺

由于CVT变速箱没有物理挡位,因此,在整个速比变化区间,无论是加速减速,基本上是没有任何顿挫感的,当然,有一些小排量的车型匹配的CVT为了提升加速能力,速比设计的往往比较大,这样在减速时往往会产生一定的拖拽感。

CVT省油,但并不是全速域省油,当CVT达到最高速比以后,汽车再加速的时候,油耗就要偏高,这是因为CVT变速箱的传动效率比较低,通常只有68%-75%。

  1. 成本较低,零件数较少,故障率偏低

CVT变速箱的成本相对是比较低的,零件数量要相对更少一些,因此,总体上的故障率并没有表现出比at或者双离合变速箱更高。当然,CVT变速箱一旦出故障,可能就需要更换锥轮和钢带或者链条。另外,这里特别说明的是,日系某产的cvt故障率高,主要还是与其自身设计缺陷有关,Cvt不背这个锅。

  1. 与发动机的匹配和标定比较容易,基本上无需标定

CVT变速箱到目前已经被广泛装配到各类型的车上,单就博世一家,出货量就已经达到了1400万套,很多厂家特别是日系愿意使用cvt,是因为cvt有一个最大的优点就是和发动机的匹配,无需进行标定测试,通常只需要电脑设定就可以了。而对于带有档位的at或者双离合来说,要分别对各个档位进行速度标定,否则就无法正常升降档。

  1. 结构紧凑,占用空间少

CVT变速箱的结构是非常紧凑的,因此,采用CVT车型驾驶室的空间往往都比较大。当然考虑到有一些车型的豪华需求,扶手箱下面的空间设计比较大,也是正常现象。

  1. CVT瞬间急加速感较差

前面说过CVT变速箱的传递效率比较低,另外,由于CVT物理结构限制,在急加速时,需要利用液压控制锥轮进行变径,这需要一定的时间,在此期间,发动机的ecu会控制扭矩输出,不至于过大。因此,CVT变速箱不太可能产生强烈的推背感。

  1. CVT容易打滑,这是错误观点

CVT变速箱有着一整套完整的,避免打滑的逻辑,在急加速时,通过Ecu控制发动机扭矩不至于过大,再通过tcu控制给锥轮产生足够的压力,以避免打滑,当汽车提升扭矩下降时,在逐步的释放液压给锥轮的压力,以减少摩擦损耗。

  1. 传动过程中无需中断动力,实际上,加速能力不差

CVT车型在传递过程中,动力不中断,因此同排量发动机的CVT变速箱加速能力并不差,比如2013年,斯巴鲁森林人的链条式CVT匹配2.0T涡轮增压发动机,0-100的加速时间为6.8秒,而同期的大众途观只有8.5秒。而日产的天籁加速时间并不比同期的同排量AT或者双离合车型差。

  1. 匹配车型

CVT被广泛地匹配在日系中小排量车型上,比如日系的丰田、日产、本田、斯巴鲁等。国内的一些车企也大量匹配,通常,德系车不愿意采用CVT,这是因为CVT的运动感比较差。另外,根据前面所说的CVT不适合极速和超高速行驶。

DCT变速箱:Dual Clutch Transmission

  • 结构和原理

双离合变速箱在国内最早是由大众开始进行大批量装配的,本质上来说,双离合变速箱是带有一套自动换挡机构的手动变速箱,来源于amt。其结构原理和手动挡变速箱类似,核心是双离合器,一个主动离合器片,位于两套被动离合器片中间,通过电控液压系统控制离合器片,分别和两个离合器进行结合分离,其中,奇数挡离合器后面连接着1、3、5档,偶数挡离合器后面连着2、4、6和倒档,起步时,K1离合器半联动,提速时,两个离合器分别接力结合,后端用换挡拨叉实现挡位交替上升。

  • 优缺点:
  1. 传递效率高,升挡速度快,降档速度慢

双离合的传递效率和手动变速箱一样,基本上可以达到90%以上,干式双离合甚至可以达到百分之95以上。

由于双离合采用的是接力式换挡,在一档行驶时,二档已经就位,等待切换,切换的时间只有0.2秒,所以说,双离合的升挡速度是比较高的,但是双离合的降挡速度是比较慢的,需要先脱开高档位,再挂入低档位。

  1. 低速急加速存在顿挫

双离合一个最大的问题是在低速跟车行驶时,有可能会触发顿挫,这是因为双离合提前预升档的策略,在二档行驶时,三档已经就位,但此时,如果急加速,系统判断汽车扭矩不足时就会触发降挡,但是由于双离合的降挡时间比较长,而此时,长时间踩下油门,踏板,发动机转速已经攀升,这就会导致发动机在比较高的转速,结合比较低的档位。由于双离合没有像at变速箱那样的液力变矩器,因此,这种突兀的顿挫是比较明显的。

  1. 拥堵路况存在过热现象

双离合变速箱在低速拥堵路况跟车,特别是一脚油门一脚刹车工况,双离合摩擦片需要频繁的进行半联动的切换,摩擦会产生大量的热,因此,双离合在低速拥堵路况有可能产生过热情况。特别是干式双离合。高温有可能会导致传感器故障或者是报故障码。

  1. 双离合器属于易损件,耐久性相对一般

双离合的双离合摩擦片属于易损件,实际上,和手动挡的摩擦片一样,长时间频繁切换间隙会增大,就会导致液压压不紧,顿挫明显的情况。因此,耐久性相对一般,通常,双离合摩擦片在十万公里可能就需要更换了。

  • 匹配车型

双离合被广泛匹配在1.5t到3.0t之间的车型,其中,国内的大部分1.5t车型匹配的都是双离合变速箱。大众的2.0t和部分3.0t车型匹配的则是七速湿式双离合变速箱。

既然双离合耐久性相对要短一些,为什么国内车企要广泛使用双离合呢?

目前,国内的车企采用的大都是湿式双离合,双离合模块大都是由博格华纳和格特拉克提供,而双离合后段的齿轮箱,各个车企自身都有早期的手动变速箱厂,完全可以生产,这样可以大幅的降低双离合变速箱的生产成本。所以,很多国内车企采用了双离合变速箱,也完全可以理解,不过,国内车企采用的基本上都是湿式双离合,耐久度基本上没什么问题,不过,传递效率可能会有一些影响。

当然,也有一部分车企也采用了CVT变速箱,随着国外AT变速箱专利保护的过期,我国的长城等一些企业还坚持自主研发高端的变速箱。

2023-12-21

2023-12-21