深扒三大件变速箱真的档位越多越好_车家号_发现车生活_汽车之家

2024-01-07 新闻中心

  昨天,有朋友在微信问叫兽:最近想提奔驰C200L,但是听说今年小改款的时候奔驰C级会换装9AT变速箱(9档位自动变速箱),好纠结,到底要不要等这个9AT...?

  这个问题解释起来是比较复杂的...如果要讲得清楚一些,我们一定要从头撸一遍...

  这是PSA的1.6L自然吸气发动机的功率/扭矩曲线,蓝色代表扭矩、红色代表功率...

  很多人不理解扭矩和功率到底有什么不同...叫兽说:扭矩和功率其实是一回事儿,他都代表发动机有多大的“力气”,扭矩和功率只是评判这个“力气”的不同角度的指标而已...

  简单讲:扭矩,代表着汽车运动状态改变(起步、再加速)时,发动机能提供多少力量;功率,代表着汽车能克服多大的阻力(空气阻力、摩擦力等)运动,所以功率决定车的最高时速...

  而我们评判一台发动机是否“有力气”的标准,通常是靠整车的加速性能来判断的,而影响整车的加速度的“力气”,是扭矩...所以从这个方面来讲,扭矩代表了一台发动机真正有多少“力气”...

  从前面的图里,我们大家可以看得出,内燃发动机的扭矩并不是与发动机转速成正比的...也就是说你油门踩得狠发动机转得快了,反而会“没力气”...

  但是发动机的功率大体上等于扭矩×发动机转速,从上面那张图能够正常的看到,当发动机转速超过4000转了,扭矩下降但是功率还在继续提升,就是这一个原因...所以要保持车的高速运动的话,就需要一个很高的转速...

  回到这台PSA的1.6L发动机,这台发动机在2000转左右的时候最省油(其他条件不变的情况下,转速越低油耗越低),4000转左右的时候最有力的(扭矩最大)...

  但是这个只是发动机的转速啊,并不是实际的车速...对我们消费者而言,通常会希望起步的时候提速快(扭矩大),高速行驶的时候省油啊(转速低)...然并卵,高速行驶的时候,我又突然想加速超车了,这时候我又需要大扭矩了...

  这个时候怎么办!变速箱就出现了,让我们来把发动机的扭矩和功率这两个指标,快速调节到我们应该的范围里...

  所谓变速箱的档位,可以简单理解为不同大小的齿轮...当不同大小的变速箱齿轮和固定大小的发动机的传动齿轮啮合在一起转动的时候,就引出来一个新的参数:齿轮比...

  齿轮比叫兽在之前讲电动汽车变速箱的文章里有提到过...大齿轮比可以放大发动机的扭矩,但是会造成更多的功率损耗;小齿轮比则刚好相反...

  当我们的车刚刚起步的时候,这时候速度低、所以我们不需要很大的功率来维持车速,但是扭矩也很低,所以为了快速起步,我们就需要变速箱提供大齿轮比,来放大扭矩...

  当我们在高速巡航的时候,需要功率来维持速度,所以这时候我们要尽量减小发动机功率的损耗,就需要变速箱给咱们提供小齿轮比...

  这个时候,我突然想加速超车了...那么我既需要扭矩来提供加速度,又要保持一定的功率来维持住现有车速,那么变速箱就要给我们一个中等大小的齿轮比了...

  所以,为满足我们驾车时候对扭矩、功率不同的需求,就需要有不同大小的齿轮对扭矩进行放大或者减小功率的损耗...这就是汽车变速箱要存在不同档位的原因...

  这张是本田发布10AT变速箱的时候用的示意图...我们大家可以看到,挡位越多,在每次挡换的时候发动机的转速差越小,就好像同样是一层楼,我用20级台阶上迈着小碎步就能上去,而你用5级台阶就得跨着大步子上去(小心扯到蛋)...这就是换挡平顺

  综上,是不是可以对“档位越多就越好”这事下定论了...?别急,我们结合具体的数据,从油耗和换挡平顺性两个角度,再仔细分析

  这张图我们能够正常的看到,ZF的9档变速箱,齿轮比下降的幅度已经十分平顺了...在第9个档位的时候,齿轮比小到0.48了,预计明年来拉开普及序幕的10档变速箱,第10个档位的齿比会更小...

  那么这时候问题来了...对小马力引擎的车,如果挂到了9档,发动机就带不动了...

  当速度一定的时候,车辆维持速度所需要的功率是一定的...更小的齿轮比功率损耗更小,可以让发动机的转速更低...

  欧美各国现在都有很严格的排放法规,排放法规逼着车厂拼命提高内燃机的燃油效率,影响燃油效率的一个重要指标是空燃比...通常买菜车搭载的小马力引擎的最优空燃比是14.7...而发动机要想维持这个空燃比,是需要有一定的转速的!

  也就是说,为满足各国的排放法规,那么汽车在行驶的时候,发动机一定要保证一个最低的转速...通常小排量发动机的转速下限是1500转左右,3.0升V6以上大排量发动机的转速下限是1100转左右...

  按照我们前面的公式,小排量发动机为满足排量法规要维持至少1500转的发动机转速,那么在合法的巡航速度内,它就可能永远挂不到最高的档位...之前爆出的Jeep自由光搭载的9AT变速箱,无法在120公里时速巡航时挂上最高的9档就是这一个原因(并非产品质量上的问题)...

  在中国高速公路最高120公里的限速下,不同排量的车,档位(齿轮比)是有天花板的!

  所以小排量的车用很多档位的变速箱,是一种严重的浪费...高档位你可能永远都用不到,所以靠什么来节油呢...?

  理论上,挡位越多车子越能贴近驾驶员所想,也就越平顺越省油,于是变速箱从3AT、4AT一直上升到9AT、10AT...再往后呢,极致就是无限挡位,无限档位也就是传说中的CVT——无级变速...

  如上图,中间那条带子,现在只有钢带和皮带两种,无论是哪种材质,都是利用摩擦力来传动...既然是利用摩擦力,那就存在一个物理极限,而且这个物理极限要比齿轮低很多...所以虽然各个厂家一直在研发各种技术增加CVT变速箱中间那条带子的摩擦力,但是他依然没办法承受很大的扭矩...

  其次就是维护成本了...因为这条带子的受力相当复杂,所以是很容易磨损的...这在实际用车上会有些小麻烦,毕竟要多一个要维护保养得零件...

  但是绝对不能认为CVT技术旧,不好用...家用小车用CVT变速箱就很好,相当平顺,比如CVT的奥迪A4L...而现在民用级的CVT变速箱的那条带子通常撑个10万公里是没什么问题的...

  那么自动变速箱档位多了,在扭矩和功率上可供自动变速箱调节的场景也多了...做为一个牛逼的攻城狮,这时候最想要做什么呢...?当然是炫耀一下自己精湛的技艺,给这台变速箱更丰富的功能...

  原因很简单,越复杂的逻辑,越容易出错...下面两张图分别是通用的8AT变速箱和ZF的9AT变速箱的原理图...

  原本变速箱档位越多,机械结构就会越复杂...攻城狮还要实现更多更复杂的换挡逻辑...

  路虎极光在315晚会上,被曝光9AT变速箱换挡时候顿挫很大,故障频发...其实那台ZF的9AT变速箱本身是没问题的...只是特么的攻城狮设置的换挡逻辑不着调...

  根据上面的事件,我们还可以反推一个道理,就是变速箱的(即换挡逻辑),对变速箱的实际表现是至关重要的!

  比如老款的丰田佳美,3.0L发动机搭配一个4AT的变速箱,依然可以在一定程度上完成那种很高级很有质感的换挡平顺感...

  所以,一台成熟的变速箱,6AT足够日常使用,7AT已经趋于完美、8AT几乎就摸到家用车变速箱档位的天花板了...

  9AT、10AT只对大排量的豪华车是有意义的...而那些14档、18档、24档的变速箱,对于豪华车的意义都不存在了,这些专属那种搭载大扭矩柴油发动机的重型卡车们...

  那为什么汽车厂家还要拼命的不停推出9AT...10AT...11AT变速箱呢...?

  叫兽感觉,现在汽车厂商的档位数大战,已经和前几年的智能手机CPU核心数大战类似了...基本成了一个纯营销的噱头...

  ZF的9AT变速箱的的研发成本,大约在2000~5000万美元...这个成本必然要分摊到每台ZF的9AT变速箱上...而汽车厂商也自然会把这个成本转嫁到车价上...最终是消费的人买单...

  然并卵,汽车厂商发布了一台搭载9AT甚至10AT变速箱的车...不花任何成本就特么一下制造大量的话题和关注度...一个变速箱厂家和汽车厂家都能受益的事儿,当然得做了...

  叫兽的预测,民用车的变速箱到11个档位是极限,到11档变速箱普及的时候,相信纯电动车也已经普及了一大半了...

  电动机和内燃机不同,实现大功率是很容易的,而且扭矩的爆发很快并能和功率的增长成正比...所以纯电动车在设计上,不需要多个档位的变速箱,只需要1个档位的变速箱就可以了...

  所以,纯电动车的普及程度越高,变速箱厂家研发更高档位变速箱的动力就越差(没办法回收成本),所以这种档位数大战是不会无休止的持续下去的...

  那么回到文章开头的问题,是否有必要为了9AT变速箱,等好几个月再提车...?

  叫兽认为,奔驰C200L现在搭载的7档手自一体变速箱已经足够成熟足够好用...如果不换装更大排量的发动机,那么新的9AT变速箱带给你的使用改善并不大...

  同样纠结于变速箱选择的同学,也可以记住:成熟的6AT足够日常使用,7AT已经趋于完美、8AT几乎就摸到家用车变速箱档位的天花板了...如果一定要追求最新的技术,那么就得做好踩坑的准备哦~