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1 # 旋轉的方向盤
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2 # 老倪DIY
常見的量產車型搭配的變速箱包含手動、AT、CVT、雙離合、序列擋、自動離合器等變速箱。
手動擋最為廉價的變速箱,靠離合器分離齒輪組後手動控制擋杆透過撥叉分離對應不同的齒輪組實現換擋。
AT比較成熟,耐用可靠性很好,但結構複雜,成本較高的變速箱,換擋時主要是靠液力變矩器來實現換擋的動力傳輸,可以適應很大扭矩的動力輸出,但在換擋輸出過程中因為液力甩動傳遞會有一定的動力損耗。
CVT從結構上看是由兩組錐形輪透過連續改變上面鋼帶的半徑來實現變速變矩效果,CVT可以線性的實現變速,甚至可以保持轉速不變車速不斷提升,所以CVT的舒適性很好,早期CVT受材料強度的影響不能勝任大扭矩發動機,而且在調校上更傾向於舒適性和燃油經濟性,運動性並不是量產CVT的取向。
ECVT這種變速箱的形式是和混合動力緊密聯絡的其實和CVT沒什麼關係,純燃油車是沒有的,主要適用在日系車上,豐田和本田又有明顯的差異。
豐田是透過兩組電機,一組恆定的以24%左右的動力輸出供給電池的電能,另一組76%的動力輸出給電動機驅動車輪或進行充電,豐田的結構並不複雜,但能效可以說是目前量產混動最可靠成熟和節能的。
而本田的ECVT實際就是沒有變速箱,低速時主要靠電動機工作,當車速達到比較高的時速時,適合1:1傳動比輸出情況下,發動機直接將動力傳遞給車軸,減少了變速箱帶來的能耗,堅固低速電機扭力的優勢和高速動力的更高效傳遞。
序列擋它的變速箱結構總體和手動擋差異並不大,但換擋的過程是依靠電訊號傳遞,由系統自動完成離合分離和齒輪的咬合,在賽車上直壓變速箱+優秀的電控系統可以實現高效換擋和更直接的動力,而在民用車上並不需要做的那麼極致,所以它是一種廉價的自動擋解決方案。
自動離合器同樣也是一種很廉價的自動擋方案,它是在離合器的拉線上設定了一個電動單元,根據駕駛者的一些操作和行車狀況來判定何時切開離合器,換擋依然是靠手動操作。
雙離合可以看作是兩組手動變速箱的並聯,有兩組離合器片分別控制奇數擋和偶數擋,當車輛處於一擋行車中時,其實二擋的齒輪已經咬合,只是離合器沒有接通,當需要升擋時1擋離合器釋放的同時2擋離合器捏合,理論上雙離合是可以實現無縫的換擋銜接,曾經大眾把它作為黃金動力的代表。
但雙離合有一個最大的結構性缺陷,就是在低速跟車時系統是無法預判到底下一步是升擋還是將擋,所以會出現離合器頻繁的捏合及半聯動的狀態,導致高溫損壞。所以現在大眾也不強調雙離合的效能和賽車基因了,而是把離合器的低速換擋邏輯調遲鈍來保護離合器,所以現在不少人都在詬病雙離合低速的頓挫和響應遲鈍。倒是不少中國產車因為雙離合的結構簡單和廉價紛紛搭載雙離合作為自動擋。
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變速箱分自動和手動兩大類
手動擋就不多說了,是我們駕校學車時的啟蒙老師,原理是透過人為控制離合器的閉合再配合換擋檔杆進行相應檔位切換。
自動擋目前主流的是AT、CVT和DCT三種,分別代表自動擋(含手自一體)、CVT無級自動擋和雙離合自動擋。它們之間的結構和換擋原理差別還是比較大的但它們也都有各自獨特優點,所以才能成為如今主流搭載的三大變速箱代表。因為有很多文章已經詳細介紹過它們的優缺點,我只概括一些關注點和重點。
AT:變速箱和發動機之間透過液力變矩器進行動力傳遞;變速箱內部換擋是透過電磁閥控制多片離合器的壓緊和鬆開來控制行星齒輪不同輸入軸的變化;以外圈齒輪或太陽輪作為輸入軸,行星架軸作為輸出軸,一組行星齒輪一般可以傳遞兩種不同輸出扭矩,所以6AT多為三組行星齒輪組合。所以特點很明顯,動力傳遞柔性、降低衝擊震動和噪音,傳遞較為平順,結構複雜、調教難度大、成本高、可承受較大扭矩,但隨著檔位數的逐漸增加其難度也是直線上升。代表:愛信6AT、採埃孚8AT。
CVT:變速箱和發動機之間透過液力變矩器進行動力傳遞(也有的是離合摩擦片但現在基本淘汰);內部換擋是透過電控裝置分別控制主動輪和從動輪的輪間距從而改變扭矩的大小輸出;動力傳遞是透過鋼帶或者鋼鏈與主/從動輪間的摩擦力傳遞;由於沒有齒輪,動力的傳遞是連續不間斷的所以稱為無級變速。特點:動力傳遞柔性、衝擊感和噪音小、傳遞平順、結構簡單、成本低、扭矩承受上限受限於材質和技術,低速速傳遞效率低、缺乏駕駛層次感。(實際情況CVT並不是理論那樣的平順性,尤其是中低速)。代表:捷特科CVT
DCT:發動機和變速箱之間透過多片離合器進行動力傳遞;透過兩組摩擦離合器組分別控制兩組換擋齒輪進行檔位切換;相當於兩組手動擋透過電控多片離合器的離合來控制動力傳遞到不同檔位,所以雙離合就可以實現預置檔位提前齧合的原理。也就是問題所說掛一檔時二擋已經齧合,但是齒輪是“齧合”的而不是半離合!齒輪只有齧合和不齧合之說沒有半離合的情況。比如離合器K1控制1357奇數擋K2控制246偶數擋,當掛入一檔的時候離合器K1壓緊傳遞動力(K2是鬆開狀態,所以246檔都不傳遞動力)但是發動機TCU會判斷你很可能升二擋所以一檔的時候二擋的齒輪已經齧合,但是離合器和動力傳遞軸是分開的所以它雖然齧合但“空轉”,當變速箱TCU意識到升二擋時會立馬壓緊離合器K2從而直接傳遞動力(不需要齒輪再齧合的過程),所以說雙離合換擋快、傳遞效率高。
半離合只會發生在多片離合器的摩擦片和主動盤上且廠家的標定對半離合極為嚴格,一般允許最大半離合時間都在1秒以內。因為半離合意味著磨損、急劇升溫、闖動、噪音等這對散熱不好的雙離合來說是致命的。