變速箱多擋位發展趨勢下,9AT或成中高級車市寵兒

文:Kimi | 飛靈汽車

十年前,全球汽車市場還是自然吸氣發動機的天下,大眾率先推出渦輪增壓發動機+雙離合變速器的黃金動力組合 (TSI+DSG),憑藉在動力上的釋放、燃油經濟性的提高、廢氣排放減少三方面的出色表現,大眾迅速超越競爭對手成為行業標杆。

變速箱多擋位發展趨勢下,9AT或成中高級車市寵兒

大眾引領了渦輪增壓發動機向市場的快速普及,其實一方面源於目前汽車配置越來越多,發動機艙的佈置空間又是寸土寸金,這就要求動力總成的尺寸朝著小型化方面發展,排量、尺寸更小的渦輪增壓發動機更符合發展趨勢;另一方面,隨著各國家和地區對汽車排放及能耗標準的提升,渦輪增加發動機擁有更寬泛的扭矩平原、更低的排放、更好的燃油經濟性,讓它迅速被市場和主機廠所認可。而排放和能耗標準的愈發嚴苛也是目前推動新能源汽車技術發展的重要原因。

由於受到電池能量密度不高、製造成本高、公共充電設備欠缺等因素的限制,純電動汽車在未來十年內並不能快速成為汽車消費市場主流,傳統內燃機汽車依然有著10~15年的市場發展空間。而現階段,傳統內燃機技術遭遇瓶頸很難再有大幅改善,而迫於能耗和排放標準逐步苛刻的壓力,車企開始在傳動系統上下功夫,在傳統燃油車型上多擋位變速箱逐漸成為廠家軍備競賽的戰場,因為它既能提升動力系統的平順性,也能有效改善油耗。

變速箱多擋位發展趨勢下,9AT或成中高級車市寵兒

變速箱多擋位發展趨勢下,9AT或成中高級車市寵兒

2015年~2016年全球搭載多擋位變速箱的主流廠家分佈圖

9AT或將成為中高端家用汽車市場的寵兒

考慮到駕駛操作便利性和舒適性,多擋位主要集中在自動變速箱領域。目前各大廠商已經相繼推出8AT、9AT,而未來通用、本田等車企也會將橫置10AT變速箱引入到家用車型上,6AT已經成為了目前家用乘用車市場的入門級配置。在DCT方面,目前主要以6速和7速為主,7速以上DCT目前僅有本田、大眾等少數車企在開發,比如本田已經量產了8DCT,而大眾的10DCT也即將面世。但是DCT在可靠性和動力平順性方面的欠缺,讓它在市場的發展前景並不樂觀,從行業權威機構的預測來看,2020年在國內變速箱的市場份額裡,DCT的佔比只有15%左右,而AT將逐步增長到42%左右,DCT市場空間將逐步被AT和其他變速箱所擠壓。

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2020年國內AT市場的預期

從行業權威機構《frost& sullivan》發佈的調查預測數據來看,隨著多擋位變速箱的快速發展,9AT在未來變速箱的市場佔比中會逐步上升,到2018年9AT在全球變速器市場的佔比將達到17%,到2022年會達到20%,將成為佔比最高的單一種類變速器。具體到中高級家用汽車市場上,隨著製造成本的逐漸降低(目前與6AT的成本差距在3k左右),9AT會在未來幾年內快速取代現有的7DCT和6AT的份額,成為中高級車型動力總成的“寵兒”。

什麼樣的9AT才適合搭載於未來的家用中高級汽車

從目前的汽車技術發展趨勢、以及廠家投入的研發熱情來看,9AT成為未來家用中高級汽車市場的寵兒有著諸多的因素。相比8AT它有著更好的燃油經濟性,相比10AT它有著更小的尺寸,更容易滿足前驅發動機橫置的家用汽車市場。

目前擁有9AT技術的廠家主要為通用、ZF、奔馳等幾家企業,那麼是不是所有的9AT都適合於未來的中高級轎車市場呢?

答案顯然是否定的,ZF的9AT在jeep自由俠和自由光上搭載的案例就告訴我們,齒比範圍過大、超速擋位過多的變速箱搭載在排量和扭矩較小的發動機上就會導致換擋頓挫、高速擋位難以掛上的問題。目前家用型中高端汽車市場的客戶,對汽車動力的平順性、NVH、燃油經濟性以及技術的實用性都有一定的要求,那麼適合這個級別市場發展的9AT一定需要滿足這些要求。

從設計技術細節上來說, ZF的9AT已經被證明存在諸多問題,原因分析大家可以看我寫的《不是9AT不行,是你選的車發動機和變速箱匹配不行》這篇文章。而奔馳的9G-tronic這是一款縱置9AT,並不適合於目前主要採用橫置前驅的中高級家用市場。同時奔馳這款縱置9at因為1擋速比達到了5.5,齒比範圍達到了9.17,讓它並不適合與中小排量發動機進行匹配,即便是目前已經搭載了這款9AT的中小排量發動機的奔馳車型,基本在經濟模式下,將起步單位都設置在了D2擋,因為從1擋起步動力平順性會很差,D2擋起步會犧牲掉這款變速箱在加速性能和燃油經濟性上面的部分優勢。而且它是一款可承載大扭矩的變速箱(最大承載扭矩達到1000N·m),成本較高。

那麼通用這款9AT是否能滿足家用中高端汽車市場的需求呢?我們可以對這款9AT進行詳細的技術分析。通用這款9速Hydra-Matic智能變速箱目前主要搭載在全新一代探界者和即將上市的全新一代君威上,它的各擋位速比、齒比範圍、超速擋的設定讓它更容易在燃油經濟性和動力平順性上找到平衡。

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搭載於全新一代君威上的這臺9AT各擋位之間的速比設定得非常綿密,除了1擋和2擋之間的速比差值為1.38之外,其他各擋位之間的齒比間隔都在0.7以下,而0.7的齒比換算成加速度之後,是人體可感知加速度的一個臨界值,過大就會在加速過程中讓人體感受到頓挫感。所以從速比的設定上我們就能知道全新一代君威上這臺9AT會將它的動力平順性帶上一個新的高度。同時因為速比範圍只有7.6,這讓全新一代君威和探界者在實際的駕駛中,變速箱可以在車速100km/h以內輕易的就達到9擋,提高了9擋的實際使用率。

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其次這款9AT只設定了兩個超速擋,2擋到7擋之間的齒比間隔非常小,這樣的設計會讓這款9AT犧牲了一定的燃油經濟性,但是它的加速性能會非常好,這也是為什麼全新一代君威28T的百公里加速突破了7s的大關(汽車之家實測數據為6.49秒),讓它成為這個級別最快的家用車型,可以說通用是在這款9AT上找到了加速與燃油經濟性的最佳平衡點。

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通用將這款9AT變速箱搭載在全新一代君威上,與之匹配的是1.5T和2.0T的兩款SIDI直噴渦輪增壓發動機。2.0T+9AT的組合在全新一代君威上已經讓我們看到了這套動力總成的平順性和動力輸出的快速響應,1.5T+9AT則是一套全新的組合,如果依然採用2.0T+9AT的主減速,勢必會讓1.5T的發動機在駕馭這款9AT時顯得力不從心,降低了高擋位的使用率。通用為解決這個問題,將1.5T+9AT車型的主減速比提升到了3.47,這樣使得1.5T的發動機與這款9AT的匹配更融洽,使得動力輸出更加高效、平順性更好。

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為了提升這款9AT在使用過程中的換擋平順性和NVH,通用的工程師們對它進行了特殊的設計,比如採用了可選擇單向離合器替換了傳統的單向離合器,可選擇單向離合器可以提升1擋和2擋(變速箱在1擋和2擋之間速比一般跨巨大,超過0.7)之間的換擋體驗、確保1擋滑行時的平順,降低了變速箱的重量和體積;比如採用液壓啟停蓄能器,可以很好地改善啟過程中的抖動和動力銜接性。

變速箱多擋位發展趨勢下,9AT或成中高級車市寵兒

所以從以上技術細節上,我們就能很直觀發現通用這套9AT顯然是更適合於目前的中高級車型。既能與小排量的1.5T發動機相匹配,又能與發動機扭矩上限為400N·m的發動機相匹配,完全可以滿足目前家用高級車型的動力總成的不同需求。

綜 述

通用這款9AT是目前在動力平順性和燃油經濟性、加速性能之間找到最佳平衡點的典型案例,滿足了目前中高級汽車市場的動力總成需求。在多擋位變速箱發展的大趨勢下,全新一代君威燃油版全系搭載9AT也將中高級家用轎車市場的動力平順性和燃油經濟性帶上了一個新高度,勢必會加劇這個級別轎車市場在多擋位變速器方面的軍備競賽。同時多擋位變速器的發展不僅只是在推動著傳統燃油車的燃油經濟性,也為駕乘者提供了更具高級感的駕乘體驗。


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