-
1 # 汽車工程研究生
-
2 # 中蘊管業
現在市場上售賣的新車有著無數種配置可選,有的甚至有不同發動機可供選擇。然而,一款新車大多隻有兩款變速箱,低配版的手動,和較高配置版的自動(當然也有別的可選,但大多是這兩種)。大部分人肯定是買自動的,開著省心不費力。
然而,我們看很多媒體的試車報告卻發現,幾乎所有自動變速箱版本,在加速、極速,乃至是油耗這些資料上都要比更低配版的手動變速箱差。
按理說發動機都是一樣的,自動擋的明明更貴了啊,開自動擋汽車的時候感覺加速沒有手動擋汽車反應快?在解釋這個問題之前,讓我們先複習兩個很簡單的理論。
能量守恆和傳動損耗
能量守恆,世界上所有的能量總量都是不變的,能量傳輸的過程不會讓能量憑空消失,這是大家都知道的。既然能量守恆,那我們平常說的變速箱效率是怎麼回事?變速箱效率其實簡單說就是能量在透過變速箱之後的損耗程度,決定變速箱效率的是一個叫傳動損耗的東西。
傳動損耗,就是能量從輸入端傳遞到輸出端中間發生的能量損失。那這些損失的能量去哪了?答案是發熱,齒輪傳動本質上是兩個金屬的相互摩擦,這種摩擦實際上是大量能量在兩塊金屬的很小的接觸面上(每一個接觸的齒輪牙都視為一個接觸面)傳遞,這會使得接觸面的金屬分子運動急劇加速,這會讓這兩個接觸面發熱,能量透過發熱損耗掉一部分。這就是齒輪傳動的傳動損耗的來源。
這也可以解釋為什麼手動變速箱的傳動損耗低,動力從離合器輸入到輸出,全程都是金屬之間的傳遞,而且手動變速箱說白了就是兩個齒輪傳輸動力,因此這種變速箱效率高,發熱少。然而對於自動變速箱來說,事情就完全不一樣了。
看到它們結構上的不同了吧,自動變速箱的複雜程度,本身就會比手動變速箱損耗更多的能量,然而,這堆齒輪並不是自動變速箱拖累車子效能的最主要原因,它才是。這個有點像風扇的東西叫液力變矩器,這貨其實作用上有點像手動變速箱的離合器。工作原理也很簡單。液力變矩器是一個密封的零件,裡面有兩個樣子差不多的圓盤,它們靠得很近,在圓盤中間是一些很粘稠的,用於傳遞力量的液體。發動機輸出能量給圓盤A,圓盤A轉動,攪動裡面的傳動液,這些液體帶動圓盤B轉動,圓盤B又帶動後面的那一大堆齒輪,動力就這樣傳遞過去了。眼尖的您應該已經發現,液力變矩器傳遞能量靠的,就是那些液體。也就是這些液體,拖累了整個變速箱的效率。我們前面說到能量是怎麼損耗的,對於金屬而言,由於金屬本身分子結構非常緊密,能量損耗得並不多,但液體的分子結構可鬆散多了,這樣一來,同樣的能量作用在液體上,這些能量之中很大一部分,都消耗在加速液體分子運動上了,傳遞到另一邊的圓盤上的能量就大大減少。就像您開車經過泥濘路段,您會明顯覺得車子速度大減,道理是差不多的。
液力變矩器的影響
在早些年的自動變速箱裡,整個變速箱的傳動效率基本只有60%左右,而相比之下,手動變速箱的傳動效率起碼在95%以上,造成巨大差異的根源,就在液力變矩器上。有調查指出,一臺發動機輸出的10%-20%動力,全都浪費在液力變矩器上,這也是為何早年的自動變速箱車型,普遍要比手動版本動力差得多。鎖止式液力變矩器後來,自動變速箱廠家們開始著手改進這個吃動力的液力變矩器了。很快,他們推出一種叫鎖止式液力變矩器的東西。這東西其實就是在兩個圓盤之間加了一個鎖定機構,當車子停車或起步時,鎖定機構斷開,車子還是像一般自動變速一樣慢慢加速,當速度起來之後,鎖止機構鎖定兩個圓盤,這時候的液力變矩器就像是手動的離合器一樣,是剛性連線,這會讓動力傳輸得更好。但這種東西還是無法解決車子起步緩慢的問題。近幾年,變速箱工程師們在這個鎖止機構上又做了改進,把簡單的鎖定機構換成一個多片式離合器結構,起步時,根據油門訊號判斷出車主的意圖,結合或多或少的離合器片,讓液力變矩器模擬手動離合器的工作方式,從而讓加速更快,因此我們也可以看到,近幾年的自動變速車型,各項效能資料已經開始接近手動版本。
不斷改進的液力變矩器
液力變矩器雖然吃動力,但作為整臺自動變速箱裡面扭矩放大作用最明顯的部件,它是不會被取消掉的,只會不斷進行最佳化,以求讓自動變速箱儘可能接近手動,但說到底,兩者之間還是存在結構上的差異,自動變速箱的效率,始終是無法達到手動的水平的。
-
3 # 汽宇軒盎
動擋的車比自動擋的提速快的原因: 從輸出效能上講:不同齒輪的變換、組合,必然存在著間隔和時差,這也必然要造成動力傳輸的損失,產生無用功;CVT在動力輸出上無間隙,動力傳輸連綿不斷,動力損耗小、不會產生無用功(不包括摩擦係數),其效果可與DSG雙離合器所媲美;DSG不在本次詢問範圍內,同時有關DSG也有解答,並且還不錯,所以就不多囉嗦了。CVT在加、減速上基本消除了頓挫感(人為操控不包括在內);在輸出效能上,與手自一體相比,應列前茅。 從節油效果上講:CVT的設計、工作原理、技術指標、實際測試都是優於手自一體的;對於不同型別的人群、不同路面的實測效果也是經得起考驗的;實踐證明其油耗小、能耗低是有目共睹、世人皆知、無可非議。 從先程序度上講:結構優化了、動力傳輸效能好了、節油效果明顯了、購置、使用成本再降下來,先進性自然就體現出來了。好的設計無法應用,有時就是因為材質、工藝過不了關;好的產品,市場佔有率不高,就是因為價格(手動擋與自動擋汽車,市場佔有率的變化就是很好的案例,現在嚷嚷非要‘享受、體驗駕駛樂趣’的少多了)。
回覆列表
開過自動擋汽車的朋友們都瞭解,自動擋汽車的最大的優點就是省時省力,徹底解放了左腳,同時也不需要來回換擋,車開起來就像是電動車一樣,只要踩油門踏板和制動踏板,開起來十分輕鬆。
自動擋汽車的換擋策略是預先設定好的,總的來說自動擋汽車的換擋時機主要是根據車速和發動機負荷,加速踏板踩的比較深的時候發動機負荷較大的時候,自動變速器會切換到較低擋位,在相同的車速下,加速踏板踩得越淺,表示發動機負荷越小,自動變速器會處於較高的擋位,也就是說自動變速器汽車的加速踏板在一定程度上控制著自動變速器的擋位。正因為自動變速器的擋位是由車速和發動機負荷確定的,因此相比手動擋汽車,自動擋汽車的換擋會沒那麼快。
實際上,透過適當的操作是可以彌補自動擋換擋速度慢這個缺陷的,自動擋汽車上都設定的有全負荷開關,當油門踏板踩到底的時候,變速器會強制降一兩個擋位,使車輛實現短距離加速超車,從而保證汽車的加速效能。
此外,自動擋汽車的急加速過程有一個短暫的滯後,這主要是為了避免誤踩,所以當駕駛員需要加速的時候需要提前一兩秒踩油門,稍後,自動擋汽車便會馬上加速,這一點和手動擋汽車是有一點區別的。
綜上,自動擋和手動擋換擋過程有很大的不同,但是對於加速和超車的過程是可以透過改變操作方式來避免自動擋加速慢的缺陷的。