技術討論:自動變速箱檔位越多越好嗎?

本篇將解析AT/DCT兩大自動變速箱,其檔位數與性能油耗NVH的關係

說明:自動變速箱檔位越多必然越好,檔位多則各個檔位的齒輪比數值差異小,換擋時的頓挫感會同步降低。而且齒輪比的寬度也會有所增長,高速駕駛巡航的轉速能夠降低。簡而言之為檔位越多駕駛體驗越好,同時油耗也會越來越低,下面聊一聊AT變速箱的發展史。

技術討論:自動變速箱檔位越多越好嗎?



AT-1939年

AT_automatic transmission,釋義為自動變速箱。這種機型可以說是自動變速箱的鼻祖,實現的功能是前進擋在D擋(drive)模式中,依據對節氣門與車速的變化進行自動升降。在此之前汽車以不同的速度駕駛需要手動操作變速箱齒輪組換擋,駕駛難度與駕駛體驗都要差得多。第一臺AT變速箱並不是在1939年出現,不過第一臺匹配量產車的AT是在39年出現,為通用汽車公司打造普及在凱迪拉克上,這是臺4AT變速箱。

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4AT指變速箱具備四個前進擋,駕駛體驗只能說在那個年代還是可以接受的,因為沒有更多檔位的AT進行對比。不過4AT變速箱至今也還有一些車使用,但這些車的共同特點是定位低端車;原因是換擋頓挫感明顯,高速駕駛油耗高噪音大,而根本原因是每個檔位負責的車速區間過於寬了。

  • 1擋-起步到時速20km
  • 2擋-時速20到時速40km
  • 3擋-時速40到時速60km
  • 4擋-時速60到時速120km

4AT不同檔位與車速的匹配範圍大致為以上標準,對於手動擋汽車而言似乎40km/h的時速用2擋總有些低了,60km用三擋也屬於駕駛風格比較激進的類型,但是4AT不得不這樣設定。如果讓4擋在50公里左右介入,那麼剩餘限於範圍內的70km時速的提升都只能依靠“拉高轉”。

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發動機輸出功率的高低決定了車速的快慢,決定功率高低的核心因素有三點:發動機扭矩大小,發動機轉速高低,變速箱齒輪比。功率的計算公式為(rpm×N·m÷9549=kw),轉速與扭矩為相乘的關係,扭矩大則能以低轉速(相乘)獲得高功率,扭矩小則需要高轉速獲得高功率。使用4AT的老舊車型發動機扭矩都很小,新車也多為小排量自吸發動機,扭矩普遍低至140N·m左右。

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那麼這些車則會因扭矩基數小而不得不以高轉速實現高功率,再以高功率實現車輪的高轉速——高車速;除非變速箱檔位數多,以5擋或6擋對車速進行有效放大,此時只是動力體驗差但是發動機轉速可以降低。而4AT變速箱的最高前進擋只相當於手動MT的4.5擋(主流MT變速器為6擋),也就是說在時速60km時變速箱就不能再放大車輪轉速了,之後則只能以發動機的高轉速補償功率提高速度。4AT的代步車以120km/h巡航的發動機轉速可高達3500轉左右,這是什麼水平呢?

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主流的AT變速箱為6AT,多出了兩個前進擋等於加強了“車速放大能力”。比如急加速在60km/h以下用4擋,時速在60~90km/h之間則可以用5擋,車速雖然高了但是齒輪比的變化反而讓轉速沒有升高;時速達到90km/h開始用6擋,放大能力再次加強仍可保證轉速不升高。結果則是6AT以相同的極速巡航,其轉速只相當於4AT汽車的60km時速標準——2500轉左右。如果發動機動力儲備充足(扭矩大)的話,6AT&Turbo的組合可以將巡航轉速降低至2000轉左右。

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總結:AT變速箱的前進擋與巡航轉速的關係大致如上所述,簡而言之就是越多越好。轉速的降低首先降低了耗油量,其次降低了高轉速的振動磨損與噪音。DCT雙離合變速箱也是同理,一般1.5T發動機的動力水平適合6~7AT/DCT,2.0T發動機則適合8~10AT/DCT,選車可以參照這一標準。

技術討論:自動變速箱檔位越多越好嗎?



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