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其实并不神秘 拆解自主8速自动变速箱

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变速箱介绍、车辆蠕行、停车挂档

  [汽车之家 变速箱技术]  变速箱——这个汽车动力系统中的“千年老二”,长久以来阻碍着中国汽车工业前进的脚步。纵观国内自主品牌汽车阵营,除极少数几家企业在近几年有了拥有自主知识产权的自动变速箱外,绝大多数的自主车型打开前机舱,你都不难发现“洋箱子”的身影。是什么让自动变速箱成为了中国汽车产业发展道路上一道难以逾越的鸿沟?自动挡车为何不踩油门也会走?踩刹车等待通行时应该挂D挡还是空挡?拨动挡杆时为何会感觉到吸入感?今天我们就通过一款自主8AT的拆解,来为您详细解读下AT变速箱与我们日常驾驶之间那些鲜为人知的微妙联系。

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■ 它就像一只螃蟹,吃下去需要胆量

  此次所拆解的变速箱可能很多人都未曾听过,至少绝大部分人没有亲身体会过,因此我们先通过一个参数表简要了解下它的特点。

盛瑞8AT参数简介及同类产品齿比对比
盛瑞8AT参数爱信8AT齿比
布置形式横置挡位传动比挡位传动比
最大输入扭矩300N·m14.1715.200
最大输入转速6000rpm22.6522.971
适配发动机1.8-3.0L31.6931.950
重量(湿重)<90kg41.4241.469
轴向尺寸<370mm
(最新一代)
51.1751.223
换挡模式P、R、N、D、M
手自一体
61.0061.000
主减传动比3.5670.8470.817
传动比范围6.580.6480.685
搭载车型陆风X5、
陆风X7等
倒挡3.35倒挡4.254

陆风汽车 陆风X5 2014款 2.0T 自动创领版

  该变速箱的生产厂商是一家知名度并不算高的民营变速箱生产企业——山东盛瑞。作为一篇拆解科普文章,过多谈及开发史或那些辛酸往事难免有些偏离主题,因此,如果您有兴趣可以通过我们此前的《三国四地合力完成 揭秘盛瑞8AT开发历程》一文进行深入了解。

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  虽然变速箱本身的开发往事只是匆匆带过,但对于这样一款拥有着多项国内第一的AT变速箱所面临的市场化困境,我却乐于同大家展开一番讨论。“国内首款横置8AT变速箱”、“首个利用5AT结构实现8个前进挡的AT变速箱”、“第一款拥有完全自主知识产权并打破外商垄断的AT变速箱”这些令人为之振奋的头衔都源自于今天我们将要拆解的这款盛瑞8AT。如此多个第一加之国内自动变速箱眼下的困局,这些客观条件本应预示着这款“生逢其时”的变速箱产品订单不断、销量爆棚,可现实情况却恰恰相反。目前,除陆风汽车旗下陆风X5与即将上市的陆风X7等车型搭载该变速箱外,其它国内车企无一例外地选择了等待观望。

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  业内人士坦言,这种反差的存在并不奇怪,作为一款全新且长期受国外技术壁垒垄断的产品,国内整车厂商心中的疑虑很难在短时间内迅速消除。变速箱不同于其它汽车部件,其性能、稳定性直接关乎到车辆的驾驶感受,采用全新产品在某种意义上无异于一场豪赌,一旦赌局失利,不仅搭载车型的命运岌岌可危,自身品牌形象也将蒙上一层阴影,因此即便身处困局,大多数厂商也不愿做第一个吃螃蟹的人。

■ “小”就是最大的优势

  闲言少叙,我们将话题回到本文的主角盛瑞8AT。当我第一眼见到这款变速箱的时候,第一感觉就一个字“小”,究竟有多小?经过一番考证,其长、宽、高仅相当于同规格爱信5AT变速箱的外形尺寸。了解变速箱的人都知道,对于横置变速箱而言,“小”就是最大的优势,之所以这么讲,主要与其安装位置有关。 这类变速箱绝大多数会被用于前置前驱车型,即安装于发动机舱内。有车的朋友在买车或使用过程中肯定都不只一次打开过机舱盖,其内部空间被错综复杂的管线及各种功能部件填满的景象想必各位也是印象颇深。

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  受限于整车宽度限制,如果横置变速箱体积过大,能不能装的进去都是个问题,更不要说性能如何如何了,因此,个头小、便于安装布置,是关乎横置变速箱自身命运的重要指标之一。相比之下,用以搭载后驱和四驱车型为主的纵置变速箱对这方面的要求就宽松很多,只要性能够好,个头稍大也没什么大不了,最多是牺牲掉一些车内空间用于弥补变速箱体积上的短板,而对于横置变速箱来说,拿车身宽度大做文章显然不切实际。

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  之所以在体积上可以同5AT相比肩,其中奥妙自然要归结于内部结构的巧妙设计,而该设计正是基于5AT结构衍化而来的。通过对5AT变速箱内部零件排列及连接方式的改进重组,盛瑞8AT实现了在不增加主要传动零件数量的情况下扩充挡位数量。3组行星轮系、5组多片离合器及4对斜齿轮,这一标准的5AT变速箱部件配置要比很多8AT变速箱节省下一个行星齿轮组,而反映在外形上就是体积的缩减。

■ 自动挡车型为何不踩油门也会走?

  既然是一篇变速箱拆解文章,了解其内部结构自然是文章的重点,但对于大多数并不了解AT变速箱的人来说,单纯地罗列拆解步骤显然既晦涩又无实际价值,读起来味同嚼蜡。因此,我们不妨通过一些用车中的小问题来边拆边聊。比如自动挡车为什么不踩油门也会走?这个问题便值得我们细细思考。

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  考过C1本的朋友都知道,就手动挡车型而言,实现该功能靠的是离合器。车辆起步时,如油离配合得当,车便会缓缓地向前移动,我们称之为“蠕行”。如果离合器抬的太快,车不但不能走,反而会熄火,想必刚学车时很多人因此吃了不少苦头。可自动挡车型启动时无论以什么节奏松开刹车,车辆都会向前走,并不会熄火,这种便捷性上的提升,靠的是自动变速箱内一种特殊的动力传递装置——液力变矩器。

(注:本次用于拆解的变速箱为废旧样机,因此其表面及内部会有锈迹及灰尘,敬请谅解。)

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  俗话说事事无绝对,液力变矩器在实现车辆蠕行、提升车辆起步性能的同时,自身缺点也显而易见。由于其依靠油液传递动力,所以在传动效率上比机械传动要低上很多,且长期搅动油液还会造成变速箱油温急剧上升,缩减变速箱寿命。

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  为了解决这一问题,现今使用的液力变矩器都会加装锁止离合器,在车速较高时将泵轮与涡轮连接在一起,从而使现动力直接经由发动机传递至变速箱输入轴,且随着扭转减振器技术的进步,车辆对发动机低速振动的过滤性显著增强,液力变距器可实施锁止范围也日趋增大,目前很多液力变矩器在车速大于5km/h时即可实现锁止,这也就意味着再拿液力变矩器来佐证自动变速箱如何费油,未免有些小题大做。说到这里新的问题出来了,当我们踩刹车等待通行时,是应该挂D挡还是挂空挡呢?

■ 停车等待时应该挂D挡还是挂空挡?

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  其实这一话题网上已经争论许久,相信您在看过前面液力变矩器低速发热的介绍后,心中已经有了答案。简单来说,当您踩下刹车后,虽然来自发动机的动力已无法再带动车轮运转,但液力变矩器内部的泵轮依旧会随之转动,并搅动油液使其温度上升。如果时间较短,则搅动对油温的影响并不明显,不会对变速箱内部造成危害,因此,这种情况下挂D挡有助于我们更方便地操纵车辆。可若踩住刹车长时间不放,那快速上升的油温就有可能导致变速箱寿命的缩短,所以这种情况下建议您将挡位切换至空挡,不但能放松您的右脚,对变速箱也是一种保护。

  那么再简单一点说吧,虽然挂空挡时液力变矩器锁止离合器不工作,泵轮、导轮、涡轮依然会随发动机旋转,但是变速箱内部负责传动的机构已经脱开,自身内阻下降,减少了大部分热量产生,所以建议挂空挡。

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换挡吸入感、驻车、前进挡切换

■ 自动变速箱拨动挡杆时为何也会像手动挡一样有吸入感和行程差异?

  车辆缓慢蠕行除了可以应对拥堵的交通状况外,平日里倒车、停车同样也少不了它,可不知你有没有发现,在我们停车入位需要频繁拨动挡杆时,自动变速箱也会存在与手动变速箱换挡时类似的吸入感,而且车辆停好后挂入P挡时,其挂挡行程也要比D、N、R三个挡位稍长,这又是为什么呢?为了寻找答案,我们的拆解继续深入。

陆风汽车 陆风X5 2014款 2.0T 自动创领版

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  凸轮板固定于换挡操纵连接杆上,可随之转动。其边缘带有四个凹槽,即P、R、N、D四个挡位,当“滚针”柱销位于某一凹槽内时,就表示变速箱正在与之对应的挡位下运转。换挡时我们之所以会感觉到吸入感,秘密就在这凹槽上面。简单来说,换挡的过程就是滚针从一个凹槽进入另一个凹槽的过程,而由于其被安装于板形弹簧上,所以要想顺利实现挡位切换,就必须克服弹簧力。这一过程可进一步一分为二,即“从第一个槽里出来”和“进入到第二个槽中去”。

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  出来的过程滚针所经过的凸轮板边缘工程上称之为“抑制弧”,方向与弹簧力相反,其是为防止变速箱跳挡而专门设计的,此时弹簧力将阻止滚针的运动,这也就是为何我们会在换挡时感觉挡杆有阻力存在;而进去的过程,滚针所经过的凸轮边缘被称为“吸入弧”,方向与弹簧力相同,此时弹簧将推着滚针快速滑落到槽中,吸入感便由此产生。同时,凸轮板在设计时会充分对安全性加以考虑,防止轻易挂入P挡,因此R挡与P挡间切换时凸轮板所要旋转的角度被人为增大,这也就是为何挂P挡行程会感觉稍长的缘故。

■ AT变速箱如何实现驻车?

  谈到了P挡就势必会联想到驻车,的确,这个挡位存在的目的就一个,防止车辆在带有坡度路面停靠时出现溜车。对于手动车型而言,此功能专门由拉索式或电动驻车制动器负责,也就是我们常说的手刹,安装位置大多位于后轮制动器。而自动挡车型除了除了手刹外,在变速箱内部也有专门的驻车制动机构,只是实现方式上与手刹存在差异。

陆风汽车 陆风X5 2014款 2.0T 自动创领版

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■ AT变速箱如何实现前进挡位间的切换?

  通过对换挡、驻车等功能的拆解,我们对AT变速箱已经有了一个相对直观的认识。不过,就变速箱本身而言,这些功能并不是重点,如何切换速比才是第一要务。我们开头已经讲过,盛瑞8AT之所以体积小与换挡元件少有着直接关系。

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编辑总结:

  经过拆解,我们详细了解了首款国产横置8AT变速箱的具体技术细节,其通过对5AT结构进行改进优化,在不增加主要传动部件的情况下使变速箱拥有了8个前进挡,因此体积上可与5AT变速箱相媲美。在新车匹配过程中,小巧的外形可很大程度上减少与车身部件间可能发生的干涉,使车身设计更加便捷,这也是该变速箱所具有的最大优势。可或许正是源于以5AT结构为基础的开发背景,其总体设计显得较为传统,并无太多标新立异之处。

  当然,评价一款变速箱之优劣,最终还在于其换挡性能是否令人满意,而影响性能的因素除变速箱结构外,后期调校更为重要。从搭载该箱的陆风汽车处获悉,受于国内技术条件所限,现阶段的调校很大程度上依赖外国企业,不过在合作之余,其也在积极培养自己的团队,未来将逐步增大自主技术所占比例,使自动变速箱匹配从机械到电控形成一个完整的闭环,为开发更符合国内使用环境的全新车型做好准备。(图/文 汽车之家 贾刚)

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