变速器新潮(三):AT真的能再次一统江湖?

  • 发表于: 2016/02/18 06:00:00 来源:车云网

随着8AT、9AT的推出,新型AT再一次成为技术热潮,在DSG紧逼下,新型的多挡位AT能否再次一统江湖?

全世界最早的“可自动换挡变速器”无疑是AT——追溯起来甚至能扯上100年前的T型车。不过真正意义上的AT,应该从上世纪中叶算起——当时的工程师用液力变矩器+行星齿轮组实现了自动换挡,这种基础结构至今仍未改变。在这之后经过了近半个世纪,“自动换挡”一直是AT独霸天下。

既然独霸天下,何以后来会有其他品类的变速器陆续出现呢?自然是之前的AT并不完美。然而也正是因为这些其他品类变速器的出现,促使了AT的自我革命,诞生了与传统AT区别很大的新型AT。这些新型AT在很大程度上克服了传统AT的问题,如性能上不逊于双离合、舒适度上不比CVT差等等。于是有观点认为,AT通过这种自我技术革新所展现的优势,有可能让它再次一统江湖。

事情果真会如此发展吗?

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▲ZF纵置8AT变速器

传统AT问题的根源:对液力变矩器的过分依赖

一说到液力变矩器,很多人可能会嗤之以鼻。尤其是被双离合技术洗脑的人,会觉得这就是一个只会发热、低效的垃圾。殊不知,这可是汽车机械工程历史上最伟大的发明之一。即便发展到现在这个“高科技时代”,液力变矩器依然存在,甚至连最新推出的10AT仍不例外,你能小瞧它的价值吗?

“液力变矩器相当于一个缓冲器,可以抵消换挡冲击,类似于MT的离合器”,很多人对于液力变矩器是这样理解的。这其实只体现了液力变矩器价值的一个方面,它其实还有另一个重要功效——变矩。何为变矩?其实本质上不就是变速嘛!没错,液力变矩器这个靠液压传动的机构,由于液力的蓄能特性,它在工作时能实现扭矩放大的效应。从某种程度上来说,你可以把它视作一个瞬间工作的、小齿比范围的无级变速器!

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▲液力变矩器分解结构图

开过老式AT车型,尤其如老款丰田4AT车型的人应该有体会——起步瞬间动力感觉很猛,比MT还猛;但这股“猛劲儿”持续不了多久,然后就归于平静。这种感受,很大程度上就是拜液力变矩器的这个特性所赐。

传统AT之前的很多问题,其实就出在了对液力变矩器的过分依赖上了。大家应该注意到一个特点:传统AT的挡位数往往是少于MT的,即4MT普及时代对应的是3AT、5MT普及时代对应的是4AT……为何?因为以那个时期的技术和工艺,给AT增加一个挡可不是件容易的事,往往对应着巨大的成本和风险。而那个时候的发动机,也远不似现在这样“扭矩宽泛”,变速器挡位数少了还真不够用。怎么办?液力变矩器的价值刚好能体现出来——由于相当于串联了一个小的无级变速器,工程师可以把4AT的齿比范围设计得与5MT甚至6MT相当。

看似绝妙的设计,却让液力变矩器的缺点极度显现。啥缺点?现在地球人应该都知道了:效率低啊!这也很好理解——动力输入跟输出之间居然没有轴或者齿轮连接,而是靠搅动液压油,这玩意儿效率能高吗?效率低的结果会怎样,自然是油耗高、加速慢。这些问题在早期没啥,但随着人们对效率追求的日益提升(那么多的发动机新技术,核心的核心其实就是为了高效),矛盾也就日益凸显,最终逼出了CVT、DSG等等。

新型AT的革新根源:以多挡位为核心的效率革命

从独霸天下到三分天下,AT之所以丢失“江山”的根源既然是效率,那么它的革新自然也围绕着效率展开。各种手段中,多挡位成了最重要的制胜法宝。

在相当长的一段时间内,AT的挡位数极限是6——当时的工程师也认为这个数目可能就到头了,直至目前,仍然还有很多新型6AT诞生。本世纪初,戴姆勒不信邪推出了7AT,并获得了一定范围的响应。而真正把多挡位推向高潮,并引发当下全球挡位数“无休止竞赛”的,应该归属采埃孚的8AT(即目前绝大多数纵置宝马车搭载的那台变速器)。从这款变速器开始,AT终于也可以做到(同款车)比MT更省油——这之前可一直是DSG的卖点,传统AT几乎想都不敢想。

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▲奔驰9G-TRONIC变速器

那么为何说多挡位是所有这种变化的核心呢?回顾之前对传统变速器的分析——它过分依赖液力变矩器的根源就是因为挡位数过少,不得不靠液力变矩器来弥补挡位落差的空隙,避免动力不足或换挡冲击过大。与此同时,由于传动比落差过大,换挡速度也不可能设计得很快(否则会增加冲击感),进一步影响性能发挥。当挡位数由4变成8以后,一切都发生了质变。液力变矩器的变矩作用变得完全不必要了,它纯粹就是换挡过程的一个缓冲器而已,由过去“无时不刻不努力工作”变成“仅在换挡瞬间工作”(其他时刻都处在锁止的硬连接状态)。与此同时,极小的齿比落差和伺服机构的革新,可以让换挡速度直接媲美DSG,提升性能的同时进一步减小对液力变矩器的依赖。效率和性能,就这样自然而然地提升了。

当然,多挡位是AT革命的核心,但并非唯一。在低端AT领域,革新也依然存在,只不过没有那么本质化而已。例如爱信推出的新型4AT(配备在威驰、乐风RV等车型上),虽然挡位数仍然只有区区4个,但基于发动机技术的进步和伺服控制机构的提升,它一样可以在避免冲击的情况下提升换挡速度和增加液力变矩器锁止频率,从而达到高效的目的(例如乐风RV,4AT版与5MT版综合油耗已完全一样)。

类似的这种变化,在新型的5AT、6AT上也都存在。看起来挡位数没有变化,但它们的效率早已非传统AT可比。

车云小结:革新会让AT收复失地,但很难一统江湖

从最近几年行业内的变化来看,中高端领域新型AT已经显现出了无可争议的强大竞争力——除了双离合的死忠大众集团(包括奥迪等)以外,其他品牌已几乎全面改用AT,包括之前曾经尝试过双离合的福特、沃尔沃等等。即便是大众集团,旗下的大多数SUV和豪华级轿车(如奥迪A8)也都采用AT。伴随着大众对于10速DSG研发的放弃,“中高端全面采用AT”这种趋势不出意外的话应该还会继续下去,并有可能进一步蚕食大众集团下的份额。这也意味着在这一领域,AT已经基本收复了过去丢失的领地。

然而在中低端领域,AT的优势却远没有这么突出。在成本、性能、布置方式等多方权衡的情况下,CVT与干式双离合依然足以与新型4AT、5AT或6AT分庭抗礼。从趋势看,虽然目前数量上仍以AT占多数,但AT的市场占比和份额却有可能会逐步下降,最终形成一种三足鼎立的局面。

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