不是说所有的AT变速箱都比双离合变速箱稳定,目前,市场上的爱信的6AT、马自达的6AT,采埃孚的8AT以上的这几款表现是比较稳定的,技术比较成熟,口碑较好,而相对来说,目前的9AT表现就很一般。使用稳定性和故障率并不一定比双离合更好!
AT变速箱的档位越多,结构越复杂
AT变速箱采用液力变矩器+行星齿轮组进行档位变换,一般为了实现多档位变换,通常采用多级行星齿轮组串联分控的方式,利用多片离合器分别锁定行星齿轮组的齿圈、太阳轮、行星架实现不同等齿比变化,在工作过程中,可以把太阳轮、齿圈、行星架这三个的任意一个当做输入轴,再将剩余的两个固定住一个,剩余的就可以实现改变传动比的作用。
一般一组行星齿轮只能实现一个合适的档位,为了实现更多的档位,就需要把两组或更多的行星齿轮组进行组合,一般有两种组合方式:辛普森式和拉维纳式,这两个行星齿轮组的区别如下图所示。
总体上来说,变速箱档位越多,所需要串接的行星齿轮组就更多,所需要的零部件就越多,但是,由于变速箱总体尺寸必须满足汽车空间的需求,因此,就需要在满足传递力矩的前提下尽量把零部件小型化,这对于材料的要求就会更高,此外档位越多,对于控制逻辑也会更加复杂,这些情况都会影响AT变速箱的稳定性,目前,市场上比较成熟稳定的AT变速箱是采埃孚的8AT,虽然其9AT也已经装车销售,但是稳定性相对一般。
自动变速箱的档位不是越多越好
综合来看,9档自动变速箱已经是AT变速箱比较适合的档位数,档位数越多固然会更平顺,但是AT变速箱升降档时液力变矩器内部的锁止离合器是需要解除锁定的,档位数越多,就意味着需要更频繁的升降档,而过多的档位不仅仅增加了复杂性,同时也导致升降档逻辑更复杂,这就会导致可靠性下降。
双离合变速箱的稳定性主要与控制逻辑有关
双离合变速箱采取了和AT变速箱完全不同的结构,实际上可把双离合变速箱看成两个手动变速箱的组合体,两个嵌套在一起的离合器片通过空心轴分别传递两组动力,K1离合器负责奇数档位和倒挡,K2离合器负责偶数档位,K1、K2离合器之间利用半联动缓冲转速差,这样就实现了不中断动力就可以换挡,常见的双离合基本上就是6档或7档,实际上从结构上来看,双离合变速箱相对更简单。简单就意味着可靠。
但是,双离合变速箱由于没有液力变矩器,只能依靠两组离合器片利用摩擦进行缓冲,早期受限于摩擦片的材料,双离合在堵车时频繁升降档,会导致变速箱高温、摩擦片也会因为磨损而导致间隙过大,于是就会产生顿挫、冲击等情况,大众早期的DSG故障频出主要也是因为这个问题。高温需要控制,但是为了避免顿挫就需要延长半联动状态,增加摩擦时间,后期大众为了改善散热,采用独立的电子油泵进行主动散热。
双离合虽然结构简单,但是对于升降档控制逻辑要求却相当高,由于双离合在升档时采用提前挂入的方式进行“切换换挡”,主要是通过检测发动机节气门开度,预判升档,可是在拥堵路况时,由于加速需求的突然变化,比如急加速需要降档时,就需要解开已经挂入的档位在挂入低档位,这时候降档的效率就比较低,为了降低这种情况,就需要更精准的换挡逻辑控制。因此,双离合的结构虽然相对简单,但是换挡逻辑要求却更高。这需要不断的积累经验,客观来说,由于大众的双离合变速箱研发最早(1994年研发,2003年装配在高尔夫上),通过“市场”的检测、优化,积累了丰富的经验,经过多年的优化,双离合的顿挫和发热已经得到了有效的控制。
理论上AT变速箱采用的液力变矩器不会产生磨损
液力变矩器是一个伟大的发明,通过油液传递动力,没有机械摩擦,理论上只会产生热量,不会产生损耗,只要按时更换变速箱油,AT变速箱就可以长时间稳定工作,而双离合变速箱则不然,双离合摩擦片在工作中需要摩擦,是一个易损件,磨损到一定程度以后,还会导致间隙增大,否则就会导致换挡顿挫,闯动,因此,从长寿命角度来看,无疑AT更加稳定。
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AT变速箱
AT变速箱主要是由液力变矩器、行星齿轮、离合且以及相应的控制机构、壳体、传动系统等所组成,而其中的最核心部位就是液力变矩器和行星齿轮。在发动机开始运转后,位于AT变速箱最前端的液力变矩器也开始跟着工作,液力变矩器在传递发动机的动力过程中起到一种“软连接”的作用。
液力变矩器的整个工作原理,简单的描述就是,发动机的动力输入轴首先带动液力变矩器的泵轮开始旋转,然后旋转的泵轮开始搅动液力变矩器内部的油液,油液在导轮的引导下改变一定的流向,最后通过流动油液来带动液力变矩器的涡轮进行旋转。
那么之所以被叫做液力变矩器,它的核心除了“液力”二字以外,就是可以通过泵轮和涡轮之间不同的叶片、旋转速度以及油液的回流性,来改变发动机的力矩。而通过导轮改变的油液流向又会在一定程度上对动力传递过程中所产生的冲击力,起到一定的缓冲效果,换句话说就是造成一定的动力损失,这也是为什么AT变速箱会存在动力传递效率相对较低的原因。
那么为了解决动力传递效率在液力变矩器处发生下降的问题,厂家会在其内部设置一组多片离合器来进行动力锁止。它的原理是当汽车行驶到一定速度后,如果该状态下不需要更多的扭矩进行传动输出的时候,该锁止装置便进行自动锁止,此时泵轮和涡轮之间不再通过油液旋转来传递动力,而是采用一种硬链接的方式,这样动力在传递时就不会被油液的流动性给带走,保证了动力的输出效率。
讲完液力变矩器之后,AT变速箱之所以能像MT变速箱那样进行多档位间的切换,最关键的部件就是它的行星齿轮组,其最大的工作特点是可以组合出不同的输入输出轮,并且在此过程中的传动齿比和输入输出的相应方向都会随之发生改变。因此针对其独有的工作方式,为了便于汽行进过程中进行档位的增减,或者停车后切换至倒车档位,我们在行星齿轮组上在设计出了相应的齿轮组和齿轮排,通过各自的控制机构来完成对应的档位切换。
当然,AT变速箱的工作仅靠液力变矩器和行星齿轮组是远远不够的,它还需要例如电控电磁阀、制动器、离合器等一系列复杂的程序和部件构成,因此AT变速箱的结构会相对更加复杂、精密,其制造成本自然也相对较高。但AT变速箱的发展历程非常长,它已经历了三个较大的技术革新阶段,即:从最初的纯机械控制,到中期的电磁阀+液压机械控制,再到现在的电磁阀+电控系统控制。
目前AT变速箱的技术已经非常成熟和稳定,而且AT变速箱有液力变矩器缓冲动力传递过程中的冲击力,这也使得AT变速箱同样可以具有较好的舒适性,而且它可承受的扭矩舒服范围非常广,这也让AT变速箱可适用非常多的车型。
如今AT变速箱的档位已经越来越多,而档位越多,动力在传递时的损失和液力变矩器需要缓冲的冲击力也越少,但这也对AT变速箱的制造工艺和精密性提出了更高的要求,因此AT变速箱在换挡方面的品控技术,一直是体现各个车企技术实力的关键所在。
双离合变速箱
双离合变速箱,顾名思义就是它拥有两套变速箱,其工作原理基本就是一套离合器控制1/3/5挡奇数挡,另外一套离合器控制2/4/6等偶数挡或者倒车档。工作时是由电子控制及液压进行推动,并同时控制两组离合器的运作,这样可以让其中一套离合器在处于工作状态时,另外一套离合器便处于随时介入的状态。
双离合变速箱由于没有液力变矩器的存在,因此动力在进行传递时不会出现太多的损失,发动机的输出动力基本都可以在变速箱部位得到传送。同时由于它两套离合器的换挡时间非常短,因此动力的中断间隙非常小。这样的工作方式可以让双离合变速箱的动力在换挡的过程中无缝连接,平顺性好于AT变速箱,且因动力损失,因此双离合变速箱的燃油经济性也要好于AT变速箱。
目前市面上常见的双离合变速箱分为:干式双离合变速箱和湿式双离合变速箱,而常被人报以诟病的则是干式双离合变速箱。其实干式双离合和湿式双离合在工作原理上并无太大区别,二者最大的不同则在于各自摩擦片和压盘之间的连接和散热方式。
干式双离合采用的是主从动盘之间的摩擦方式来进行动力传递,摩擦片被压的越紧,则动力的传递效率也就越高。但正是由于干式双离合采用的是直接摩擦的传递方式,它的散热介质是空气,所以干式双离合不能承受过大扭矩,以及频繁的走走停停操作,这样会容易让干式双离合进入过热保护程序。
此外干式双离合由于存在较明显的散热问题,因此它无法做到湿式双离合那样的密封性,这就导致干式离合器在涉水后,水会侵入到离合器内部。虽然绝大部分的水会顺着散热孔被排出,但水里所含的其他物质,例如泥土等则会附着在离合器内部,导致其工作出现相应的问题。不过无论是干式双离合还是湿式双离合,它们都存在这一定低速顿挫的问题,这是其结构原理和程序设计所导致的,无法回避。
综上所述,通过对AT变速箱和双离合变速箱的介绍,我们可以从理论上得出一个结论:AT变速箱相比起双离合变速箱来说相对稳定,但文中也提到一点,决定AT变速箱品质的关键是它的换挡品控技术,这就涉及到零配件的精密度、组装品控、程序设定等等,所以我们也不能简单的说AT变速箱就一定要比双离合稳定,例如通用的AT变速箱就不如大众的双离合优秀。