中国人在法兰克福车展上憋出个大招,第一次站在变速箱技术之巅

小说:葡萄赌侠2018全年资料作者:伯马徒更新时间:2019-09-17字数:39243

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中国人在法兰克福车展上憋出个大招,第一次站在变速箱技术之巅


  文/碳纤维圣斗士

  对于一款汽车,普通消费者最关注的就是发动机。对于普通燃油发动机而言,其理想工况范围其实很窄,所以需要变速箱来改变传动比。如果将发动机比喻成电脑的CPU,那么变速箱就相当于主板芯片组,其重要性不言而喻。没有好的变速箱,再优秀的发动机都是渣渣!现在中国本土品牌已经实现了发动机的自主产权,但是说起变速箱,我们耳熟能详的还是一些洋名――采埃孚、爱信、格特拉克、杰特科、大众DSG……从来没有想过中国本土汽车品牌的变速箱技术,有朝一日也能站在世界之巅。

  要说清楚这个问题,我们不妨先简单回顾一下汽车变速箱的发展史……1886年卡尔本茨发明了世界上第一辆汽车,不过这辆汽车是没有变速箱的,只有一个主减速器,而且没有倒挡,只能一路向前……

  

  对于这种单齿比的“1挡”变速箱来说,车子能跑多快,完全由发动机转速来决定――跑到一定的车速之后,发动机就无能为力了……鉴于此,标致在1889年发明了世界上首个2挡手动变速箱。虽然只有两个挡位,但绝对是汽车工业的里程碑――这相当于让一辆汽车可以在两套减速器之间自由切换。

  不过标致发明2挡手动变速箱的初衷,并不是为了提升车速和燃油经济性,而是为了降低发动机的水温――那个年代的发动机,转速一高就“开锅”。

  从那以后,很多车企都照葫芦画瓢推出了自己的2挡手动变速箱,不过那个时候的2挡手动变速箱操作起来特别麻烦,在行驶过程中甚至需要司机的手短暂离开方向盘。

  到了1908年,福特T型车装备了全世界第一款2速自动变速箱――其实它还算不上是真正意义上的自动变速箱,依然需要司机有一定的驾驶技巧,能够根据发动机的转速和油门的配合选择换挡时机。从操作难度上说,福特的这款2AT变速箱其实比现在的手动变速箱都难。

  

  真正的自动变速箱诞生在二战之前。由于坦克越来越重,功率越来越大,传统的手动换挡机构已经没有办法适用新式重型坦克,所以美国别克公司特地为坦克开发了液力耦合器,这奠定了自动变速箱的发展基础。

  其实除了自动变速箱,油电混动系统也是诞生在二战期间,因为传统的内燃机已经无法驱动更重的坦克――当然了,这是题外话。

  后来,美国通用汽车推出行星齿轮结构的Hydra―Matic自动变速箱,这台4速自动变速箱才是真正意义上的自动变速箱,最初被用于奥兹莫比尔车型上,而后又大量应用于凯迪拉克和庞蒂亚克车型――在那个时候,4AT绝对是值得炫耀的卖点,毕竟到上世纪70年代,自动变速箱的主流依旧是3AT。

  

  到了1969年,得益于集成电路以及机电技术的进步,雷诺首先使用了电控变速箱。相对于传统机械结构,电控系统体积更小,还能实现更为复杂的换挡控制,电子换挡的速度和平顺性都有着极大的提升。此外,鉴于1973年的中东石油危机,全球车企开始意识到多挡位变速箱对于提升燃油经济性的巨大作用,从那个时候开始,5速和6速自动变速箱开始出现。

  在这个阶段,凭借先进的电子技术,日本变速箱企业进入高速发展期,著名的Tiptronic自动变速箱,其实就出自日本爱信。

  不过从这个时候开始,自动变速箱的发展开始进入技术瓶颈――更多的挡位,就意味着更大的安装体积,更重的重量,更高的控制难度以及更复杂的安装设计;此外在传动效率和燃油经济性上,液力变矩器自动变速箱也无法和CVT变速箱相提并论。不过CVT变速箱也有自己的难处――不能承受太大的扭矩。

  鉴于此,大众率先推出了新型的“自动变速箱”,即著名的DSG双离合变速箱。过了没多久,本田推出了自己的8速双离合变速箱。不过这套变速箱并不成功,因为采用了两根平衡轴设计,在尺寸有限的前提下,可以承受的扭矩非常有限,所以适用车型并不多。

  

  所以多挡位变速箱的发展,又转到液力变矩器自动变速箱的方向上了――这个时期通用推出了自己的9AT变速箱,本田和爱信则推出了10AT变速箱……不过从结构上来看,传统液力变矩器自动变速箱在原理上就和混动技术多少有些“八字不合”,很难跟上未来的技术趋势。所以,目前能和混动技术“谈恋爱”的不是DCT就是CVT。

  其中最有名的,莫过于丰田的E-CVT技术;而采埃孚也与保时捷合作开发出了适用于混合动力的8速双离合变速器方案……不管怎么说,此前整整130年的汽车变速箱发展史上,中国本土汽车品牌完全没有存在感……

  不过这种尴尬即将被打破――全球五大车展之一的法兰克福车展,堪称德国车企的“国家舞台”,更是各种先进汽车技术集中展示之地……如今,来自中国的汽车品牌WEY,将带来最新的9速混动双离合变速箱(9HDCT)。这款变速箱对于WEY的意义相当于E-CVT之于丰田的意义――这是中国品牌在汽车变速箱核心技术上第一次站在世界之巅。

  

  9HDCT是中国本土品牌自主研发的第一款适配混动系统的9速双离合变速箱,可以承受高达500Nm的扭矩,但重量只有104kg……或许这么说很难让小白读者有直观的感受,这里不妨用大众的DQ400E混动双离合变速箱进行对比――大众DQ400E双离合变速箱为了适配横置发动机,只设计了6个前进挡,但重量为125kg,比WEY的9HDCT重了20%!

  然而,结构紧凑重量轻,还算不上9HDCT的核心优势,这款变速箱的大招是体内自带驱动电机的P2混动支持架构,可以对48V轻混、HEV混动到PHEV插电混动提供P2架构的全套支持。9HDCT的电机功率高达120kW,而大众DQ400E的电动机功率只有75kW――这就是更先进的P2架构带来的优势。

  

  WEY的工程师P2模块里增加了一个K0离合器及驱动/发电一体化电机,从这个意义上看, 9HDCT变速箱严格来说是有三个离合器。增加的离合器其作用就是用来中断/结合内燃机的动力,从而实现智能启停、发电/能量回收、扭矩辅助、纯电动、纯发动机、混合驱动、怠速充电等多种工况模式,有相当不错的能量分流能力。

  

  除此之外,9HDCT还采用了内置集成式TCU、集成化设计的DCM、HCM等技术,使得综合效率提升1-2%,重量降低10%,同时安装长度缩短近10%。

  说了这么多,所谓的“P2”又是个什么鬼?目前业内将混合动力技术路线分为插混和普混(包括强混和48V等),其中按照电机所处位置的不同,基本上分为P0、P1、P2、P3和P4架构。

  

  其中P0和P1基本上可以视为同一种类型,即P0表示电动机和内燃机并联,电机动力通过皮带轮传动给内燃机,从而降低发动机负荷;而P1则是指电动机和内燃机曲轴相连――其实这也是一种变相的电动机和内燃机并联结构。

  而P3则是指电动机位于变速箱和驱动轮之间的一种特殊架构,纯电驱动和动能回收效率较高,但是因为电机必须与车轴相连,因此电机无法用于启动发动机,而且需要占用额外的安装体积。所以P3架构也被称为“鸡肋架构”,目前鲜有实际应用案例。

  P4相对好理解一点,就是电动机位于后轴上单独驱动后轮,起步加速时嗨一下,结构相当简单。在混动技术当中,P4架构更多扮演一种“纯电驱动辅助方案”,并不能单独挑大梁,往往会和P1或P0架构同时出现。

  最后再来说说P2架构――P2是指把电机放在发动机和变速箱之间,电动机可以在内燃机工作时介入(混合动力),也可以在内燃机关闭时独自驱动变速箱实行纯电行驶;在刹车减速时,电机还能由车轮带动发电,从而实现能量回收……换句话说,P2架构才是“全村的希望”!

  

  绝大多数HEV混动和PHEV插电混动车型出于保证车内空间并简化结构的考虑,都采用发动机横置设计方案,因横置式发动机与变速箱同轴,轴向上的空间相当有限,要想在这个地方塞进一套功率足够大的电机,开发难度不小,其核心技术受制于供应商,且开发成本居高不下,以至国内一些实力较弱的自主品牌都不敢问津P2架构的混动系统。

  从这个意义上看,完全自主产权且采用P2架构的9HDCT混动双离合变速箱,对于中国民族汽车工业的意义其实更大!

  

  难能可贵的是,9HDCT还是目前世界上支持横置发动机混动方案的挡位速最多的双离合变速箱――目前市面上有10AT自动变速箱,但是只支持纵置发动机,第六代福特探险者以及凯迪拉克CT6均是如此;支持横置发动机的自动变速箱,目前最高挡位为9挡,但不支持混动技术。至于适配横置引擎的双离合变速箱,只有本田8DCT,前面已经说过了,这套8DCT承受的扭力非常小,适配车型也不多。

  

  说到底,9HDCT代表了中国最先进的混合动力技术,相比国外同类产品的研发进度,9HDCT的实际价值在于2020年底之前就能进入量产――在这一点上WEY再次领先全世界。

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发布时间:2019-09-17 05:21:17

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编辑:华辛杜成

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