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文:Kimi
十年前,全球汽车市场还是自然吸气发动机的天下,大众率先推出涡轮增压发动机+双离合变速器的黄金动力组合 (TSI+DSG),凭借在动力上的释放、燃油经济性的提高、废气排放减少三方面的出色表现,大众迅速超越竞争对手成为行业标杆。
大众引领了涡轮增压发动机向市场的快速普及,其实一方面源于目前汽车配置越来越多,发动机舱的布置空间又是寸土寸金,这就要求动力总成的尺寸朝着小型化方面发展,排量、尺寸更小的涡轮增压发动机更符合发展趋势;另一方面,随着各国家和地区对汽车排放及能耗标准的提升,涡轮增加发动机拥有更宽泛的扭矩平原、更低的排放、更好的燃油经济性,让它迅速被市场和主机厂所认可。而排放和能耗标准的愈发严苛也是目前推动新能源汽车技术发展的重要原因。
由于受到电池能量密度不高、制造成本高、公共充电设备欠缺等因素的限制,纯电动汽车在未来十年内并不能快速成为汽车消费市场主流,传统内燃机汽车依然有着10~15年的市场发展空间。而现阶段,传统内燃机技术遭遇瓶颈很难再有大幅改善,而迫于能耗和排放标准逐步苛刻的压力,车企开始在传动系统上下功夫,在传统燃油车型上多挡位变速箱逐渐成为厂家军备竞赛的战场,因为它既能提升动力系统的平顺性,也能有效改善油耗。
2015年~2016年全球多挡位变速箱的市场份额
(数据来源于F&S)
2015年~2016年
全球搭载多挡位变速箱的主流厂家分布图
考虑到驾驶操作便利性和舒适性,多挡位主要集中在自动变速箱领域。目前各大厂商已经相继推出8AT、9AT,而未来通用、本田等车企也会将横置10AT变速箱引入到家用车型上,6AT已经成为了目前家用乘用车市场的入门级配置。在DCT方面,目前主要以6速和7速为主,7速以上DCT目前仅有本田、大众等少数车企在开发,比如本田已经量产了8DCT,而大众的10DCT也即将面世。但是DCT在可靠性和动力平顺性方面的欠缺,让它在市场的发展前景并不乐观,从行业权威机构的预测来看,2020年在国内变速箱的市场份额里,DCT的占比只有15%左右,而AT将逐步增长到42%左右,DCT市场空间将逐步被AT和其他变速箱所挤压。
2020年国内AT市场的预期
从行业权威机构《frost& sullivan》发布的调查预测数据来看,随着多挡位变速箱的快速发展,9AT在未来变速箱的市场占比中会逐步上升,到2018年9AT在全球变速器市场的占比将达到17%,到2022年会达到20%,将成为占比最高的单一种类变速器。具体到中高级家用汽车市场上,随着制造成本的逐渐降低(目前与6AT的成本差距在3k左右),9AT会在未来几年内快速取代现有的7DCT和6AT的份额,成为中高级车型动力总成的“宠儿”。
从目前的汽车技术发展趋势、以及厂家投入的研发热情来看,9AT成为未来家用中高级汽车市场的宠儿有着诸多的因素。相比8AT它有着更好的燃油经济性,相比10AT它有着更小的尺寸,更容易满足前驱发动机横置的家用汽车市场。
目前拥有9AT技术的厂家主要为通用、ZF、奔驰等几家企业,那么是不是所有的9AT都适合于未来的中高级轿车市场呢?
答案显然是否定的,ZF的9AT在jeep自由侠和自由光上搭载的案例就告诉我们,齿比范围过大、超速挡位过多的变速箱搭载在排量和扭矩较小的发动机上就会导致换挡顿挫、高速挡位难以挂上的问题。目前家用型中高端汽车市场的客户,对汽车动力的平顺性、NVH、燃油经济性以及技术的实用性都有一定的要求,那么适合这个级别市场发展的9AT一定需要满足这些要求。
从设计技术细节上来说, ZF的9AT已经被证明存在诸多问题,原因分析大家可以看我写的《不是9AT不行,是你选的车发动机和变速箱匹配不行》这篇文章。而奔驰的9G-tronic这是一款纵置9AT,并不适合于目前主要采用横置前驱的中高级家用市场。同时奔驰这款纵置9at因为1挡速比达到了5.5,齿比范围达到了9.17,让它并不适合与中小排量发动机进行匹配,即便是目前已经搭载了这款9AT的中小排量发动机的奔驰车型,基本在经济模式下,将起步单位都设置在了D2挡,因为从1挡起步动力平顺性会很差,D2挡起步会牺牲掉这款变速箱在加速性能和燃油经济性上面的部分优势。而且它是一款可承载大扭矩的变速箱(最大承载扭矩达到1000N·m),成本较高。
那么通用这款9AT是否能满足家用中高端汽车市场的需求呢?我们可以对这款9AT进行详细的技术分析。通用这款9速Hydra-Matic智能变速箱目前主要搭载在全新一代探界者和即将上市的全新一代君威上,它的各挡位速比、齿比范围、超速挡的设定让它更容易在燃油经济性和动力平顺性上找到平衡。
搭载于全新一代君威上的这台9AT各挡位之间的速比设定得非常绵密,除了1挡和2挡之间的速比差值为1.38之外,其他各挡位之间的齿比间隔都在0.7以下,而0.7的齿比换算成加速度之后,是人体可感知加速度的一个临界值,过大就会在加速过程中让人体感受到顿挫感。所以从速比的设定上我们就能知道全新一代君威上这台9AT会将它的动力平顺性带上一个新的高度。同时因为速比范围只有7.6,这让全新一代君威和探界者在实际的驾驶中,变速箱可以在车速100km/h以内轻易的就达到9挡,提高了9挡的实际使用率。
其次这款9AT只设定了两个超速挡,2挡到7挡之间的齿比间隔非常小,这样的设计会让这款9AT牺牲了一定的燃油经济性,但是它的加速性能会非常好,这也是为什么全新一代君威28T的百公里加速突破了7s的大关(汽车之家实测数据为6.49秒),让它成为这个级别最快的家用车型,可以说通用是在这款9AT上找到了加速与燃油经济性的最佳平衡点。
通用将这款9AT变速箱搭载在全新一代君威上,与之匹配的是1.5T和2.0T的两款SIDI直喷涡轮增压发动机。2.0T+9AT的组合在全新一代君威上已经让我们看到了这套动力总成的平顺性和动力输出的快速响应,1.5T+9AT则是一套全新的组合,如果依然采用2.0T+9AT的主减速,势必会让1.5T的发动机在驾驭这款9AT时显得力不从心,降低了高挡位的使用率。通用为解决这个问题,将1.5T+9AT车型的主减速比提升到了3.47,这样使得1.5T的发动机与这款9AT的匹配更融洽,使得动力输出更加高效、平顺性更好。
为了提升这款9AT在使用过程中的换挡平顺性和NVH,通用的工程师们对它进行了特殊的设计,比如采用了可选择单向离合器替换了传统的单向离合器,可选择单向离合器可以提升1挡和2挡(变速箱在1挡和2挡之间速比一般跨巨大,超过0.7)之间的换挡体验、确保1挡滑行时的平顺,降低了变速箱的重量和体积;比如采用液压启停蓄能器,可以很好地改善启过程中的抖动和动力衔接性。
所以从以上技术细节上,我们就能很直观发现通用这套9AT显然是更适合于目前的中高级车型。既能与小排量的1.5T发动机相匹配,又能与发动机扭矩上限为400N·m的发动机相匹配,完全可以满足目前家用高级车型的动力总成的不同需求。
通用这款9AT是目前在动力平顺性和燃油经济性、加速性能之间找到最佳平衡点的典型案例,满足了目前中高级汽车市场的动力总成需求。
在多挡位变速箱发展的大趋势下,全新一代君威燃油版全系搭载9AT也将中高级家用轿车市场的动力平顺性和燃油经济性带上了一个新高度,势必会加剧这个级别轿车市场在多挡位变速器方面的军备竞赛。
同时多挡位变速器的发展不仅只是在推动着传统燃油车的燃油经济性,也为驾乘者提供了更具高级感的驾乘体验。
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