一款好的變速器能夠帶來什么樣的駕駛效果,估計所有開過車的人都會毫不猶豫地回答出來“駕駛順暢,動力沒有絲毫停滯”。可是,一款好的變速器能夠帶來怎樣的節能減排效果,估計就少有人知道了。下面我們來舉一個例子:奧迪TT跑車配備的Stronic變速器與傳統的自動變速器相比,每百公里燃油消耗減少了0.5L。看到這里,想必各位對于一款好的變速器有了更多的認識了吧。
奧迪近些年來在變速器技術方面有了許多的突破,基于DSG技術的Stronic變速器和multitronic變速器恐怕最為人們所熟知。這一次,我們就為大家詳細講解一下這兩款變速器。
基于DSG技術的S tronlc變速器:動力的無縫連接
基于DSG技術的Stronic變速器完全不同于其他變速器結構,它通過雙離合器片結構,配合空心軸,可以做到換擋的“無縫連接”,將換擋時間縮短到難以理解的0.1s!不僅如此,它的結構非常緊湊,可以匹配在大眾及奧迪的A級橫置發動機平臺的車型上。
DSG雙離合器變速器的無縫連接與CVT的無級變速有著本質的區別,它不僅僅是在換擋感覺上無縫連接,在動力傳輸上也能做到幾乎無縫連接——這幾乎是變速器設計的完美境界。而實現這一技術的核心,就是DSG名稱里所表示的——雙離合器。為什么要采用雙離合?它會帶給我們什么好處?
通常駕駛手動擋車型完成一次換擋,百分之九十的時間,都浪費在了踩離合器和撥動擋桿上。而雙離合器就能很好解決這個問題,它相當于在你掛入2擋的同時,也掛入了3擋,兩個離合器分別控制兩個擋。在此時,控制3擋的離合器是踩下的,沒有動力傳遞。當要從2擋換至3擋時,因為我們已經換好擋,只需在踩下控制2擋的離合器的同時,抬起3擋的離合器即可。這樣的換擋是不是很令人驚訝?人擋和摘擋是完全沒有間隙的。這種感覺是非常奇妙的,完全不間斷的加速,推背感不斷,再急的加速也不會令你在換擋的時候點頭。
顧名思義,這種結構采用了兩塊離合器。與普通手動擋車型采用的壓盤式離合器不同,這兩組離合器是采用多片式的。傳統的單離合器變速器在實現各個擋位間的動力切換時,首先離合器要將發動機傳遞給變速器輸入軸的動力切斷,之后變速器內的各組齒輪才能順利完成切換,達到改變齒輪比的目的。雙離合器的兩個離合器則不存在這種切斷問題,當其中一個離合器斷開時,另外一個離合器會隨同接通,實現無縫連接。
DSG配備了兩根輸入軸,分別由兩個離合器控制,來實現無縫連接。DSG變速器的結構相對較為復雜,在變速器結構上已不再是簡單的兩軸或三軸式變速器,DSG變速器采用的是更為復雜的四軸式的傳動結構,四軸的結構是怎么出來的?其實DSG變速器也不是什么高深的技術,只是采用了十分巧妙的結構設計方式。我們現在就來簡單介紹一下DSG雙離合器變速的結構原理,看看這個高性能變速器是如何實現動力無縫傳遞的。
我們說了DSG采用的四軸式傳動結構,在這四軸的結構中,最為關鍵的技術就在變速器的輸入軸,DSG變速器采用的是兩根輸入軸。這兩根輸入軸分別與一個離合器連接。自然就會產生這樣的疑問,兩根輸入軸難道在動力傳遞過程中不會產生干涉么?其實這種干涉在DSG變速器上是不存在的。在DSG變速器上,兩根輸入軸實際是圍繞著同一軸線轉動的套軸。所謂的套軸,就是像是鋼筆帽,一根直徑較大的空心傳動軸套在直徑較小的傳動軸的外側,兩根軸由于長度不同,在軸的一端分別固定不同齒數的傳動齒輪。而兩個離合器正是選擇性地控制兩根輸入軸的轉動,從而實現動力的連續傳遞。
DSG通過兩根輸入軸分別對應奇數擋和偶數擋,來解決相鄰擋位之間切換時動力損失的問題。DSG變速器擺脫了傳統變速器的設計思想束縛,將這種傳統的單輸入軸一分為二,將奇數擋位和偶數擋位的傳動齒輪分別布置在兩個輸入軸上,這樣一個輸入軸就會在變速器掛入1、3、5擋時聯動,另一根軸就會在掛入2、4、6擋時聯動。而動力的輸出軸也是有分別的,一根輸出軸實現低速擋時的動力輸出,另一根軸實現高速和倒車擋的動力輸出,兩根輸出軸的動力最終都要和變速器的最終輸出軸聯動在一起,將動力輸送到車輪上,此外在變速齒輪組的布置上也沒有采用傳統的布置方式,變速齒輪的放置位置并不是按照倒位的順序放置的,這樣相鄰兩個擋位的變速齒輪就不會再共用一個同步器,這更是為實現動力的無縫傳遞提供了技術保證。
那么,這一切具體又是怎樣實現的呢?下面我們就詳細的分析一下DSG變速器的動力傳遞過程。當變速器掛入1擋時,控制奇數擋輸入軸的離合器接通,使奇數擋輸入軸轉動,控制1擋的同步器會自動和低速擋輸出軸上的1擋齒輪嚙合,使1擋變速齒輪與低速擋輸出軸實現聯動,帶動低速輸出軸轉動,在低速輸出軸的末端固定了一個斜齒輪,依靠這個斜齒輪將動力最終傳遞給最終輸出軸。在1擋同步器和1擋齒輪相嚙合的同時,2擋同步器也在電控組件的控制下和2擋齒輪相結合,處于工作待命狀態。當變速器掛入1擋后,控制偶數擋位輸入軸的離合器此時完全處于與發動機動力完全斷開的狀態,此時偶數擋的輸入軸雖然在2擋齒輪的帶動下也會轉動,但其完全是在跟隨著其他1擋齒輪轉動,并沒有任何動力的輸出,因此偶數擋位的輸入軸也就不會對奇數擋輸入軸的動力造成干涉,高速擋的輸出軸也會跟隨轉動,但同樣是處于空轉狀態,沒有任何動力的輸出,所以在動力輸出上沒有任何動力發生相互干涉。
控制偶數擋的離合器在電控單元的控制下,與發動機的動力輸出端結合,控制奇數擋輸入軸的離合器與發動機的輸出端斷開,就完成了輸入軸的動力切換,這一過程中,兩個離合器完全是同步進行的,也就是控制奇數擋輸入軸的離合器與發動機動力輸出端分離開多大的距離,控制偶數擋輸入軸的離合器與發動機的動力輸出端就會有相同距離的結合,所以在動力傳遞過程中 只存在兩個離合器與發動機動力輸出端動力轉換時離合器打滑的動力損耗,而再會像傳統的單離合器變速器那樣,在離合器與發動機的動力輸出端斷開時,會出現動力中斷的現象。
這就是DSG變速器在實現動力切換時的無縫傳遞的過程,從整個過程來看,動力傳遞過程中只可能是在兩個離合器間切換時才存在動力損失,而不會出現動力在傳遞過程中的中斷。而這兩個的切換是同時進行的,也就是說其中一個離合器斷開時,另外一個離合器就已經接通將動力傳遞的時間損失降低到最低限度。這樣一來,在動力損失方面自然也要減少許多,所帶來的油耗降低自然也是順理成章了。
Multitronic無級/手動一體式變速器:真正意義的無級變速
選用手動變速器還是選用自動變速器?對這個問題,車主們變得越來越拿不定主意。手動變速器的快速反應和自動變速器的舒適自如同樣誘人。如今,奧迪的Multitronic無級/手動一體式變速器將自動變速器和手動變速器的優點合二為一:自動排擋的操作簡單、手排一樣的反應快捷,并最終克服了它們的一切不足,實現了汽車變速器技術的革命性飛躍。其在自動模式下為無級變速,在手動模式下有7個前進擋。目前,國內的奧迪A4、A6L車型上都配備了這款變速器。
Multitronic無級/手動一體式變速器上安裝了一種稱為多片式鏈帶的傳動組件,這種組件能夠傳遞和控制峰值扭矩超過330Nm的動力。因此多片式鏈帶大大拓展了無級變速器的應用范圍,而且這種無級變速器的傳動比遠遠超過了以前各種自動變速器的傳動比極限值,所以,Muititronic變速器可以與功率較大的發動機相匹配,比如功率達到260hp、扭矩達到330Nm的奧迪3.2FSI發動機。Multitronic變速器還利用了濕式多片式離合器取代了傳統CVT和普通自動變速器上的液力變矩器。傳動效率更高,耗能更少,反應更快,該離合器和F1賽車采用的半機械式電子離合器極為相似。
通過對液壓系統進行優化,變速器設計師們已能確保離合器調節順暢,而且不會有任何拖曳現象發生。舊有的無級變速器的弊病“橡膠效應”和“離合器打滑現象”也隨之消失了。由于在變換器中運用了奇妙的雙活塞原理,而且高壓油路和冷卻油路彼此是獨立的,因而液壓系統中的油泵的輸油量就設計得比常規配置中的輸油量要低得多。這樣就提高了變速器的效率,行駛性能也因此得到改善。電子控制程序的某些方面是全新的,這克服了現有無級變速器的不足。
Multitronic變速器全新的電子控制系統包含了DRP動態控制程序,它可以對駕駛員踩下油門踏板的方式進行評估,從而確定駕駛員的意圖是注重動力性還是強調經濟性。若是強調經濟性,當車速低至60km/h以下時,變速器會根據事先設計好的以經濟性為主的特性圖,通過調低速比,將發動機的轉速轉化成車輛前進的動力;如果駕駛員把油門踩到底,該程序會認為駕駛員要突出動力,它會立即切換到用于驅動的特性圖,并轉換到低速擋,這時即使行車速度很低,發動機也會以輸出大功率所需的高轉速運轉,提高加速性。在正常駕駛條件下,它會在這兩個模式之間選擇最合適的速比。
將換擋桿向右側撥動,電子控制系統會將控制模式切換到“手動模式”,在此模式下,Mulltronic無級/手動一體式變速器提供了7個固定的換擋等級。這不僅使換擋的平順性和舒適性得到進一步提升,還使車輛在使用手動換擋模式行駛時,可獲得更高的動力性和燃油經濟性。安置在方向盤上的換擋撥片,可使駕駛者根據駕駛需求,雙手不必離開方向盤即可進行換擋操作。這不僅為駕駛者帶來更大的駕駛方便,更令駕駛者享受猶如賽車一般的快速換擋體驗。
在材料上,Mulltronic無級/手動一體式變速器大量使用了輕量化的鎂合金,使之較以前減輕了27kg的重量,這不僅意味著Multitronic變速器可以帶來非常好的行駛性能,而且它的實際燃油經濟性也很出色。裝有Multlronic無級/手動一體式變速器的奧迪A6 0-100km/h的加速時間比裝自動變速器的車快了1.3s,甚至比裝有最佳的5速手動變速器的相同車型也快1/10s。按照歐洲的燃料消耗標準,它比裝常規的自動變速器的車每百公里少消耗0.9L高級汽油,而且比裝5速手動變速器的A6車每百公里少消耗0.2L。
Multitronic無級/手動一體式變速器能真正滿足駕駛者對動力性、經濟性,舒適性各方面的要求,駕駛者的技術發揮得淋漓盡致。事實上我們有理由說,Multitronic無級,手動一體式變速器對駕駛員意圖的轉變具有最高的精確性。
看完了這兩項變速器技術介紹,我想讀者一定對于變速器在節能減排方面的作用也有了了解。奧迪在變速器技術方面的研究和突破讓我們對未來汽車變速器充滿了期待,等到一輛普通的高爾夫或者速藤上都裝配了DSG或者Mulilonic變速器時,駕駛想必是一件非常愜意的事情。