擋位越多越好?凱迪拉克CT6 10AT背後的祕密

十年前我們或許會認為愛信的6AT已經是能承受大扭矩的動力性最平順的變速箱,五年前我們或許會認為保時捷PDK就是這個星球上換擋速度最快的變速箱 。而如今,在汽車變速箱多擋位化的發展大趨勢下,多擋位的自動變速箱卻在不斷的刷新著我們的認知。從8AT到9AT,乃至已經陸續開始搭載於中高端車型的10AT,有橫置有縱置,都在不斷挑戰著動力平順性和變速箱對燃油經濟性貢獻的極限。

變速箱多擋位的發展趨勢, 一方面是因為變速箱擋位越多,就可以讓發動機在更合理、更經濟的轉速和扭矩輸出下運轉,提升動力系統的燃油經濟性;另一方面是因為變速箱擋位越多,就可以讓相鄰擋位之間的速比設計的更綿密,並且通過提升擋位銜接速度,可以大大提升換擋過程中的動力平順性。

變速箱擋位真是越多越好?

既然多擋位變速箱有這麼多優勢,那是不是意味著對所有車來說都是擋位越多越好呢?從理論上來說,這句話沒有問題。但是現實情況是變速箱畢竟是要與發動機協同工作,如果發動機功率和扭矩都偏小,而變速箱的速比設計又偏大、超速擋還多,那麼大概率是它兩組合之後既不能提升動力平順性和燃油經濟性,還會出現超速擋的閒置問題。

這樣的案例並不少見,比如ZF的9HP,由於超速度速比只有0.48,搭載於2.4L以下的自吸發動機時,9擋在日常駕駛中基本都處於閒置狀態;比如奔馳的9G-tronic,由於1擋速比高達5.502,所以搭載旗下2.0T及以下的發動機時,日常使用中起步基本都直接用2擋。

所以,對於任何車來說並不是擋位越多越好,而是需要根據發動機功率和扭矩來匹配合適速比、扭矩、結構尺寸的多擋位變速箱。

那麼現階段匹配做的很優秀的多擋位變速箱案例有哪些,它們具備哪些黑科技呢?

現階段優秀的多擋位AT變速箱到底有多黑科技?

目前在發展多擋位AT變速箱領域,通用、奔馳、ZF、本田、愛信精機都是行業裡的引領者,旗下都有著一些比較優秀的產品。比如通用有目前已經搭載於CT6和ZL1的縱置10AT、搭載於其他中高端前驅車型的9AT、奔馳的縱置9G-tronic、ZF的橫置9HP、本田的橫置10AT等。


擋位越多越好?凱迪拉克CT6 10AT背後的秘密


凱迪拉克的縱置10AT變速箱


關於目前多擋位AT在平順性和燃油經濟性等方面到底有多優秀,這裡我可以拿多擋位AT變速箱中的佼佼者10AT進行一個舉例解讀說明,比如搭載於凱迪拉克CT6的縱置10AT變速箱。這款變速箱,最大承載扭矩達到了800N·m,目前主要搭載於通用的後驅車型新款凱迪拉克CT6和克爾維特ZL1。

動力平順性的新高度

多擋位變速器誕生的主要目的之一就是提升動力的平順性,那麼凱迪拉克CT6這款10AT的平順性到底有多好?我們可以通過換擋銜接的速度、變速箱速比設計的綿密性以及發動機升擋降轉速的跨度等幾個方面來看。

換擋銜接速度:很長一段時間,保時捷的PDK這種雙離合變速箱的換擋速度在行業內奉為無法超越的存在,而如今CT6的這款10AT變速箱1擋升2擋的換擋速度比PDK快了36%,而2擋升3擋、3擋升4擋的速度也分別比PDK快了27%和26%。並且這款10AT還支持快速降擋策略,一次可以降5個擋位,比如從10退到5擋,或9退到4擋。

CT6上這款10AT的一系列數據,都刷新了我們對於AT變速箱換擋速度的認知。這種更快的換擋速度一方面可以提升動力平順性,還能減少換擋間隙的動力損失,提升燃油經濟性和加速性。

綿密的傳動速比設計:CT6的10AT在速比的設計上,並沒有一味追求過大的速比範圍,僅有7.39,比奔馳的9G-tronic(9.14),ZF的9HP(9.82)都要小的多,甚至比上一代8AT的也沒大多少。但這就是這款變速箱的特點所在,在7.39的速比範圍內,塞進去了10個擋位,並且僅僅只是設置了3個超速擋。而且它最高擋位的速比於上一代8AT差了0.01,這讓它的的第十擋在高速巡航時的使用率很高。

CT6這款10AT的速比這樣設計帶來的好處就是,相鄰兩擋之間綿密的速比可以讓發動機在升擋過程中轉速波動儘量小,可以讓升擋時發動機轉速變化在20%(目前大多數都是控制在25%)以內,因此CT6可以獲得更好的動力平順性和加速響應、同時更有利於發動機在“甜區”運轉。


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通用、ZF、奔馳9AT速比對比


CT6的10AT這種綿密速比的設計理念,我們在之前通用橫置9AT上就曾見識過,通過設計合理的速比,讓每個擋位都能被合理利用,可以提升動力的加速性和換擋的平順性。而不至於出現類似9HP和9G-tronic在功率較小的發動機上出現9擋或者1擋閒置的問題

燃油經濟性的提升

理論上來說,10AT因為有更多的擋位,可以讓發動機在更經濟、更合理的轉速區間運轉。同時因為換擋速率更快,減少了換擋間隙中的動力損失,這都在一定程度上提升了動力總成的燃油經濟性。而當變速箱的構型確定之後,想要繼續提升傳動效率就需要在液力變矩器上做文章了。


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液力變矩器工作原理圖

我們都知道液力變矩器是決定變速箱傳動效率中很重要的一個環節,而液力變矩器工作原理主要依靠攪動變速箱油來傳遞扭矩,過程中會產生一定的摩擦熱損失。那麼想要提升傳動效率,就可以通過降低傳動過中的摩擦阻力,降低熱損耗來實現,比如通過降低變速箱油的粘度。但是單純的降低粘度又會影響扭矩響應,這個時候就需要給變速箱加壓,而加壓就對變速箱殼體耐壓和密封性要求很高。


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CT6 10AT液力變矩器剖切圖


CT6的10AT恰恰用的就是這個思路。它使用了粘度較小的潤滑油,粘度比原來上一代自動變速箱減少25%(6釐司下降到4.5釐司),同時提升變速箱殼體材料的堅固性和殼體連接處的密封性,從而來降低變速箱的動力損耗,也能減少變速箱熱量積聚。

另外這款變速箱在結構和尺寸設計上,都充分考慮輕量化和佈置空間的問題。在結構尺寸上,通用的工程師們儘量採用緊湊型的結構設計,比如它的液力變矩器的直徑只有260mm,大大縮小了變速器的徑向佈置空間;比如將離合器進行多重同軸設計,使得做出10個前進擋只採用了四組行星齒輪和六組離合器。所以最終它的結構尺寸與採埃夫和愛信的縱置8AT們尺寸基本相當,也只是比上一代縱置6AT長了2cm。


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多片式三重離合器


並且總重量上只有106kg,與目前寶馬多款車型上搭載的採埃夫8AT重量一致。所以變速箱雖然擋位多了,但是重量上沒有給燃油經濟性增加負擔,結構尺寸沒有給佈置空間帶來負擔。


擋位越多越好?凱迪拉克CT6 10AT背後的秘密



從目前額測試數據來看,CT6這款10AT的燃油經濟性相較前代有了2%的提升。雖然數據上沒有我們想象的那麼大,但是與通用高效率的2.0T發動機配合,讓CT6的百公里油耗只有7.1L,這對於一款車長超過5.2m的豪華車型來說,已經相當有競爭力了。


擋位越多越好?凱迪拉克CT6 10AT背後的秘密



綜述:從CT6這款10AT變速箱的結構尺寸、最大承載扭矩、變速箱速比設計綜合來看,它能匹配的發動機排量範圍可以很寬廣,從2.0T~4.0T的渦輪增壓發動機都可見輕鬆駕馭,而自吸6.5L以下的發動機,只要搭載車型的縱向空間足夠,那麼都是可以搭載。


擋位越多越好?凱迪拉克CT6 10AT背後的秘密



在目前豪華車激烈的競爭環境下,任何一個可以提升產品競爭力、提升用戶駕乘感受的技術都值得去嘗試,這就是凱迪拉克當下在做的。率先在高端豪華車型中推出了10AT變速箱,讓用戶體驗到了極致的動力加速平順性的同時,還能兼顧到燃油經濟性,在一定程度上提升了CT6的產品競爭力。同時,凱迪拉克這種勇於創新、追求極致性能的品牌精神,會為它俘獲較多的市場消費認同感。


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