流暢的激情話說(shuō)AT變速器

衛(wèi)東

1987年，寶馬推出第一款搭載V12發(fā)動(dòng)機(jī)的750i時(shí)，匹配的是一款當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的4AT變速器。在7系經(jīng)過(guò)3代變革，時(shí)隔20年之后，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出雖然還沒(méi)有達(dá)到成倍增長(zhǎng)，可自動(dòng)變速器的擋位數(shù)卻翻番了。

斗轉(zhuǎn)星移，從最早寶馬7系750iV12發(fā)動(dòng)機(jī)搭幫的4AT到如今寶馬760LiV12發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的新款8AT，短短20年擋位數(shù)翻了一番。時(shí)下，寶馬已經(jīng)把8AT推廣到國(guó)產(chǎn)寶馬x1上，使平民也有了貴族體驗(yàn)。

對(duì)于這些動(dòng)輒上百萬(wàn)的豪車(chē)而言，其配備都代表了公司的最新技術(shù)，在吸引客戶的同時(shí)也是在炫耀自己的武功，廠家自然是不惜成本。當(dāng)年奔馳推出7AT時(shí)可謂是風(fēng)光無(wú)限，可好景不長(zhǎng)，先是雷克薩斯推出了8AT應(yīng)用在LS460L上，后有寶馬也推出了8AT應(yīng)用在寶馬760u上，隨著大眾7擋DSG變速器快速向家轎的發(fā)展，多擋位自動(dòng)變速器一下子撲向了人們的視野。

世界上第一臺(tái)變速器誕生在1889年，是由法國(guó)標(biāo)致研制開(kāi)發(fā)的，它可以通過(guò)一個(gè)撥桿來(lái)改變傳動(dòng)速比。當(dāng)然最早的變速器非常簡(jiǎn)單，但在當(dāng)時(shí)已經(jīng)是非常大的突破了。從世界上第一臺(tái)變速器開(kāi)始，變速器已成為汽車(chē)不可或缺的重要組成部分。手動(dòng)變速器的產(chǎn)生使汽車(chē)變得有了更多的駕駛樂(lè)趣，而且結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，僅由齒輪和軸組成。通過(guò)純機(jī)械的方式，選擇不同傳動(dòng)速比的齒輪，以小齒輪咬合大齒輪，從而改變傳動(dòng)比和扭矩。手動(dòng)變速器的產(chǎn)生促進(jìn)了汽車(chē)業(yè)的不斷發(fā)展，到現(xiàn)在幾乎所有品牌的汽車(chē)都將手動(dòng)變速器作為其最基本的車(chē)型配置，所有的變速器廠商也無(wú)一例外地都會(huì)生產(chǎn)這種變速器。雖然手動(dòng)變速器有很多優(yōu)點(diǎn)，如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、燃油經(jīng)濟(jì)性高、充滿駕駛樂(lè)趣等，不過(guò)，手動(dòng)變速器在換擋操作上稍復(fù)雜，尤其對(duì)于女性駕駛者和新手來(lái)說(shuō)，人們多么希望自動(dòng)換擋，以使駕駛汽車(chē)變得更簡(jiǎn)單和輕松。

AT變速器的產(chǎn)生比手動(dòng)變速器晚了19年的時(shí)間，1908年福特T型汽車(chē)最早應(yīng)用了一種只有兩個(gè)速率比的AT變速器。AT由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過(guò)液力傳遞和齒輪組合的方式來(lái)達(dá)到變速和改變扭矩。福特的T型車(chē)可謂改寫(xiě)汽車(chē)歷史的一款車(chē)型，不但使汽車(chē)走向了普及，還使汽車(chē)更容易駕駛了。而真正意義上的AT變速器是在1940年由美國(guó)通用開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，這種AT變速器使用液力耦合器和三排行星齒輪提供4個(gè)前進(jìn)擋和1個(gè)倒擋。

AT擋位和功能逐漸增多

AT變速器最重要的改進(jìn)是在二戰(zhàn)期間，別克公司為坦克開(kāi)發(fā)了液力變矩器，到1948年，這種液力變矩器與其他部件結(jié)合成為液力變速器而定型成為現(xiàn)在的AT變速器。優(yōu)點(diǎn)是駕駛輕松、極易操控。缺點(diǎn)是燃油經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較差、缺乏駕駛樂(lè)趣。后來(lái)，又有人發(fā)明了液力變矩器的鎖止機(jī)構(gòu)，消除了高速行駛時(shí)的動(dòng)力損失，從而大大地降低了油耗。

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射與點(diǎn)火裝置的不斷完善，AT變速器也有新的花樣，如設(shè)置了“運(yùn)動(dòng)模式”或“雪地模式”等。運(yùn)動(dòng)模式可以使加速時(shí)變得格外迅捷；當(dāng)在冰雪路面行駛時(shí)，就可以按下印有雪花圖案的按鍵，以采用雪地駕駛模式，可避免在冰雪路面起步時(shí)打滑。新一代“隨機(jī)應(yīng)變式”AT變速器還可以學(xué)習(xí)駕駛者的駕駛習(xí)慣，以達(dá)到更快的反應(yīng)，使駕駛變得更加得心應(yīng)手。

在1990年，德國(guó)保時(shí)捷公司率先在911車(chē)型上使用了TiptroniC變速器。這種變速器實(shí)際上是以AT變速器為基礎(chǔ)增加了手動(dòng)換擋程序，結(jié)果由于增加了駕駛樂(lè)趣逐步發(fā)展成了主流，其優(yōu)點(diǎn)是駕駛輕松的同時(shí)還能保證一定的駕駛樂(lè)趣。

在上世紀(jì)90年代初，隨著汽車(chē)在全球的普及，人們對(duì)汽車(chē)駕駛的平順性要求越來(lái)越高，4個(gè)前進(jìn)擋的AT變速器已經(jīng)不能再滿足那些豪華車(chē)主，畢竟比手動(dòng)變速器還少一個(gè)前進(jìn)擋，于是5A順理成章地首先應(yīng)用在豪華轎車(chē)上。到了1999年ZF公司終于推出了帶6個(gè)前進(jìn)擋的6AT變速器并將其安裝在寶馬7系轎車(chē)上，隨之也引發(fā)了豪華轎車(chē)的擋位之爭(zhēng)。在之后的幾年里，先有奔馳推出了7AT車(chē)型，接著是雷克薩斯宣布在LS460h豪華轎車(chē)上裝備8AT變速器，使AT變速器正式進(jìn)入“8”的年代。

電控半自動(dòng)變速器AMT

簡(jiǎn)稱(chēng)，在AT變速器過(guò)高的價(jià)格使其成為了當(dāng)時(shí)豪華車(chē)的代名詞，隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的井噴，市場(chǎng)需要更廉價(jià)的自動(dòng)換擋變速器，于是在20世紀(jì)初一種名叫AMT(AutomatedManualTransmission)的變速器快速在歐洲市場(chǎng)崛起。AMT早在1997年用于F1賽車(chē)上，是在手動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)上加裝微機(jī)控制的自動(dòng)操縱系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)換擋的自動(dòng)化。AMT電子控制機(jī)械式自動(dòng)變速器由于具M(jìn)T之高效率性及具有AT自動(dòng)換擋的方便性，而成本又低于AT，使之很快在入門(mén)家轎和運(yùn)動(dòng)型轎車(chē)中流行。瑪莎拉蒂、雪鐵龍、奔馳、寶馬等歐洲廠商很快加入到了AMT的行列。而對(duì)于拉貨的重型卡車(chē)來(lái)說(shuō)AMT更是其首選。AMT優(yōu)點(diǎn)雖多，可受到其擋位少的限制，很難實(shí)現(xiàn)更流暢的駕駛感，難以受到豪華車(chē)主的青睞。對(duì)于AT來(lái)說(shuō)則吸收了AMT可以手動(dòng)換擋的功能，而將AT變得更具有駕駛樂(lè)趣。

無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器CVT

由于當(dāng)時(shí)的傳統(tǒng)AT不但價(jià)格高，而且擋位少又造成了駕駛上的不流暢，影響到了駕駛樂(lè)趣，于是各個(gè)廠商紛紛另辟蹊徑以找到更完美的解決辦法。在當(dāng)時(shí)歐洲廠商看重AMT之時(shí)，日本廠商則把目光瞄向了CVT(ContinuouslyVariableTransmission)變速器，又稱(chēng)無(wú)級(jí)變速器。與一般說(shuō)的自動(dòng)變速器AT不同，這種變速器沒(méi)有擋位的概念。CVT的結(jié)構(gòu)主要由兩組帶輪(主動(dòng)輪、從動(dòng)輪)和傳動(dòng)帶(鋼帶)油泵、液力變矩器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(閥體、油路)、傳感器、電腦等構(gòu)成。兩組帶輪由皮帶相連，通過(guò)油壓控制主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的夾緊與放松，來(lái)改變帶輪錐面與傳動(dòng)帶嚙合點(diǎn)的

工作直徑，也就是一個(gè)輪直徑增大，另一個(gè)輪直徑減小，從而改變傳動(dòng)比。在歐洲也有一個(gè)廠家，那就是奧迪，一直在采取CVT戰(zhàn)略。CVT雖然在燃油經(jīng)濟(jì)性和變速平順性上具有強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，可無(wú)法承受大扭力輸出，于是與強(qiáng)調(diào)大功率輸出的豪華轎車(chē)無(wú)緣。CVT雖然不能取代AT，可其卻激發(fā)了AT向更多的擋位發(fā)展，以得到更流暢的駕駛。

8AT使寶馬迎來(lái)一個(gè)新時(shí)代

在2009年的第十三屆上海國(guó)際汽車(chē)工業(yè)展覽會(huì)上，全球首發(fā)的寶馬760Li的面世為豪華轎車(chē)的尊貴感設(shè)定了新的基準(zhǔn)。這款寶馬旗艦車(chē)型由一臺(tái)6.0L、400kW雙渦輪增壓的V12缸發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，與之匹配的是最新開(kāi)發(fā)的8AT，從靜止到100km／h只用4.6s。760Li車(chē)型的創(chuàng)新變速器憑借其高效率和出色品質(zhì)脫穎而出，同時(shí)新款8AT還依靠其獨(dú)有特色把對(duì)應(yīng)車(chē)型的駕乘舒適性和動(dòng)態(tài)性能提高到一個(gè)更高的標(biāo)準(zhǔn)。

8AT具有更強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)

想當(dāng)年ZF(德國(guó)采矣孚)于2001年推出的全球首款6AT變速器就是應(yīng)用在寶馬轎跑車(chē)上，這次的8AT也是由ZF開(kāi)發(fā)的。ZF對(duì)它原有的6AT進(jìn)行了大量的改進(jìn)，以便提升它在發(fā)動(dòng)機(jī)加速過(guò)程中的燃油經(jīng)濟(jì)性和效率，并降低它的制造成本，而這就是全新的8AT。

寶馬這臺(tái)8AT科技含量更高，可以快速加速和減速，其過(guò)渡如天鵝絨般平滑，相較于雙離合變速器，這款8AT的特點(diǎn)是更輕的質(zhì)量、更高的效率、更低廉的成本。全新的8AT配合汽油發(fā)動(dòng)機(jī)在同樣的路況條件下可以比目前6AT提高3％的燃油經(jīng)濟(jì)性，工作效率提升8％；而配合柴油發(fā)動(dòng)機(jī)則燃油經(jīng)濟(jì)性提高了7％。雖然增加了2個(gè)更低的傳動(dòng)比，但它的體積仍然很緊湊，因此它所占用的車(chē)內(nèi)空間與原來(lái)的6AT相當(dāng)，但8AT可以傳遞出更大的扭矩。在提高經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的同時(shí)，新8AT更多的擋位、更加合理的齒比、更快的換擋時(shí)間、更平順的擋位切換和更先進(jìn)的電子管理系統(tǒng)將進(jìn)一步提高車(chē)輛的舒適性和運(yùn)動(dòng)能力，這些變化對(duì)于頂級(jí)豪華車(chē)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

AT的工作原理

AT通常由液力變扭器、行星齒輪組、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制閥體和控制電腦等主要部件組成。

液力變扭器位于自動(dòng)變速器的最前端，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上，其作用與手動(dòng)變速器的離合器相似。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，曲軸帶動(dòng)液力耦合器的殼體和泵輪一同轉(zhuǎn)動(dòng)，泵輪葉片內(nèi)的液壓油在泵輪的帶動(dòng)下隨之一同旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，液壓油被甩向泵輪葉片外緣處，并在外緣處沖向渦輪葉片，使渦輪在液壓沖擊力的作用下旋轉(zhuǎn)；沖向渦輪葉片的液壓油沿渦輪葉片向內(nèi)緣流動(dòng)，返回到泵輪內(nèi)緣的液壓油，又被泵輪再次甩向外緣。液壓油就這樣從泵輪流向渦輪，又從渦輪返回到泵輪而形成循環(huán)的液流。通過(guò)液力傳遞動(dòng)能，在一定范圍內(nèi)自動(dòng)、連續(xù)地改變扭矩，以適應(yīng)不同行駛阻力。

行星齒輪機(jī)構(gòu)，是自動(dòng)變速器的重要組成部分之一，主要由于太陽(yáng)輪(也稱(chēng)中心輪)、內(nèi)齒圈、行星架和行星齒輪等元件組成。行星齒輪機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)變速的機(jī)構(gòu)，速比的改變是通過(guò)以不同的元件作主動(dòng)件和限制不同元件的運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的。在速比改變的過(guò)程中，整個(gè)行星齒輪組還存在運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力傳遞沒(méi)有中斷，因而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力換擋。

換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是用來(lái)改變行星齒輪中的主動(dòng)元件或限制某個(gè)元件的運(yùn)動(dòng)，改變動(dòng)力傳遞的方向和速比，主要由多片式離合器、制動(dòng)器和單向超越離合器等組成。離合器的作用是把動(dòng)力傳給行星齒輪機(jī)構(gòu)的某個(gè)元件使之成為主動(dòng)件。制動(dòng)器的作用是將行星齒輪機(jī)構(gòu)中的某個(gè)元件抱住，使之不動(dòng)。單向超越離合器也是行星齒輪變速器的換擋元件之一，其作用和多片式離合器及制動(dòng)器基本相同，也是用于固定或連接幾個(gè)行星排中的某些太陽(yáng)輪、行星架、齒圈等基本元件，讓行星齒輪變速器組成不同傳動(dòng)比的擋位。

AT變速器的具體換擋又是怎樣來(lái)完成的呢?原來(lái)是由電子控制單元收集車(chē)輛行駛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、油門(mén)踏板位置等各種信息，加以分析后再向變速器控制閥體發(fā)出指令，通過(guò)閥體單元的各種電磁閥實(shí)現(xiàn)相應(yīng)部位油壓的變化以控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)指令的實(shí)行，各控制閥不同的工作狀態(tài)將控制變速齒輪機(jī)構(gòu)中離合器的分離與結(jié)合和制動(dòng)器的制動(dòng)與釋放，并改變變速齒輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力傳遞路線，實(shí)現(xiàn)變速器擋位的變換。

8AT做了哪些改進(jìn)

8AT使用了4個(gè)基本齒輪組和5個(gè)控制單元。齒輪變換的秘密在于5個(gè)控制單元——多片離合器和制動(dòng)器，在每個(gè)擋位上只有兩個(gè)單元是同時(shí)打開(kāi)的，控制單元打開(kāi)數(shù)量的降低意味著變速器內(nèi)旋轉(zhuǎn)部件數(shù)量的降低。同時(shí)通過(guò)新齒輪概念，ZF的工程師們改善了齒輪嚙合效率。當(dāng)動(dòng)力從齒輪間傳遞時(shí)，動(dòng)力是會(huì)有損失的，如6擋變速器在6擋時(shí)動(dòng)力損失在0.5％～4％，而新一代自動(dòng)變速器這種損失被降低到0—2％，從另一方面改善了燃油經(jīng)濟(jì)性。

更高的整體速比讓8AT對(duì)整車(chē)的加速性和經(jīng)濟(jì)性有幫助，特別是1、2擋之間的速比關(guān)系，讓換擋質(zhì)量更佳，加速性更好。由于增加了2個(gè)速比，整個(gè)變速器速比的增加沒(méi)有增加單一擋位的負(fù)擔(dān)，即不必在某一擋位上忍受過(guò)寬的扭矩范圍和咆哮的高轉(zhuǎn)速。扭矩和轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換使得變速器內(nèi)的磨損減少，因而可以讓更“輕量化”的齒輪有更好的耐久性。所以，盡管增加了一個(gè)齒輪組，但8AT保持了與6AT相同的重量。通用和優(yōu)化部件的選用使新變速器與原來(lái)的6AT相比，在安裝尺寸上并沒(méi)有增加，總的零部件數(shù)量還有所減少，但可以傳遞更大的扭矩了，動(dòng)力重量比的增大也成為ZF新型變速器的一個(gè)顯著標(biāo)志。

那些曾經(jīng)有過(guò)的和我們平時(shí)見(jiàn)不到的AT說(shuō)到AT，在我們頭腦中印象最深的當(dāng)屬羚羊曾匹配的3擋AT了，雖然只有3個(gè)前進(jìn)擋，可還是讓當(dāng)時(shí)的許多人樂(lè)不思蜀。畢竟在那個(gè)年代，AT完全是奢侈的享受，豪華車(chē)的代名詞。

雖然寶馬的8擋變速器為我們帶來(lái)了許多驚喜，可對(duì)于重型卡車(chē)來(lái)說(shuō)，8個(gè)擋確實(shí)不算什么。奔馳重卡ACTROS、斯堪尼亞等重卡的擋位通常都設(shè)計(jì)成十幾個(gè)，目的是在滿載貨物爬坡時(shí)可以以最適合的速度通過(guò)，不過(guò)它們的自動(dòng)變速器大多是屬于AMT類(lèi)型。北京的公交車(chē)采用自動(dòng)變速器的也越來(lái)越多，通常采用的是美國(guó)通用汽車(chē)旗下艾里遜自動(dòng)變速器，雖然擋位只有4到6個(gè)，但輸出扭矩卻可以達(dá)到1000Nm以上，體現(xiàn)出了AT的優(yōu)勢(shì)。

國(guó)產(chǎn)8AT將投產(chǎn)

2012年4月1 3日，盛瑞傳動(dòng)股份有限公司在濰坊盛瑞8ATT程院舉行了8AT十萬(wàn)臺(tái)產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目啟動(dòng)儀式。江鈴控股有限公司副總裁吳豫建作為汽車(chē)主機(jī)廠代表表示，江鈴控股與盛瑞合作以來(lái)，進(jìn)展非常順利并取得良好成果。盛瑞8ATB1樣機(jī)搭載的陸風(fēng)汽車(chē)于2011年下半年圓滿完成了夏季高溫、高原試驗(yàn)及冬季高寒試驗(yàn)。2012年以來(lái)，根據(jù)雙方的合作進(jìn)程，盛瑞已向江鈴控股提供2臺(tái)8AT B2樣機(jī)，目前已完成8AT在陸風(fēng)汽車(chē)中的搭載，正在進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)測(cè)試。今年8月份，江鈴控股將在盛瑞的配合下，就陸風(fēng)汽車(chē)申報(bào)國(guó)家型譜。今年年底，江鈴控股將采購(gòu)500臺(tái)8AT，用于小批量跑車(chē)試驗(yàn)，為明年的大批量生產(chǎn)做好準(zhǔn)備。江鈴將與盛瑞一道，早日讓搭載國(guó)際一流8AT的陸風(fēng)汽車(chē)馳騁于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)、造福于中國(guó)的汽車(chē)消費(fèi)者，為民族汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

多擋變速器會(huì)成為歷史嗎?

隨著電動(dòng)車(chē)的不斷普及，變速器終將成為歷史，因?yàn)殡妱?dòng)汽車(chē)是用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，直接控制輸出電流便可控制電機(jī)動(dòng)力輸出。由電能轉(zhuǎn)變動(dòng)能的變化使其動(dòng)力系統(tǒng)中不必再安裝變速器了，所以最終變速器將走向博物館，但這個(gè)時(shí)間也許要經(jīng)歷100年，那時(shí)，石油資源也許已經(jīng)枯竭。