[导读]这年头对于不懂车的人来说，买个车真是不容易，别的不说，光一个变速器，就有什么手动挡，自动挡，双离合变速器，无级变速器等。它们各有什么特点，适...- J# l: i x7 @: S. n
这年头对于不懂车的人来说，买个车真是不容易，别的不说，光一个变速器，就有什么手动挡，自动挡，双离合变速器，无级变速器等。它们各有什么特点，适不适合自己用，别说不懂车的人，就是那些车迷和汽车媒体的小编都不一定清楚。 手动变速器是最早出现的变速器，虽然它老，但是一时还看不出被淘汰的迹象，在一些场合还得到广泛地应用。手动挡之所以能活到现在，主要有三个优点，第一，传动效率高，对于手动挡来说，全都是齿轮传动，一般一级齿轮的传动效率是97%，那么就算是重型卡车那种带副变速器手动变速器，经过3J变速，它的总传动效率都有90%，这还是低的，那些两轴式手动变速器只有一级变速，传动效率就更高了。而自动挡的传动效率不过80%，原因后面再说。第二是价格便宜，手动挡没有什么液力变矩器，也没有那些电子器件，成本自然就低了。第三是能直接实现司机的意图，想挂几挡就挂几挡。第一个优点对于那些大客大货最有吸引力了，因为这些车马力大，跑的时间又长，传动效率高能节约不少油。第二个优点对于那些低价车有吸引力，因为这些车要降低价格。第三个优点使它很适用于赛车和高性能车，当然这些车很多都用了自动离合器的拔片式换挡，但是它们没有使用液力变矩器等，挂几挡还是由司机来决定，还是属于手动挡。 手动挡最大的缺点是操作麻烦，要由司机来决定挂几挡，换挡时要油离配合，这些虽然不是什么难事，但是总嫌麻烦，而且也不是所有的人都能熟练掌握的。为了克服手动挡的缺点，自动变速器就出来了。 要说到自动变速器，还得从液力变矩器说起，而要说液力变矩器，那就要说到液力耦合器。液力耦合器的工作原理很简单，你拿两个电风扇，一个通电，另一个不通电，然后用通电的对着另一个吹，另外那个虽然不通电，但也会被吹得转起来，而且它的转速与吹它的风扇的转速和它所受到的阻力有关，吹它的风越大，它转的越快，它的阻力越大则转速越慢。 液力耦合器也是这样工作的，它有一个泵轮接在发动机上，相当于通电的风扇，还有一个涡轮接输出轴，相当于被吹的风扇，里面传递力的不是空气而是变矩器油。原理虽然简单，但是那些泵轮涡轮可是要精加工，还要防止漏油，所以液力耦合器并不便宜。同时也可以看出，通过这种方式传动效率是不高的。 液力耦合器可以改变输出的转矩，但是它有一个缺点，输出转矩小于输入转矩，于是人们再往里面加入一个导轮，这样输出转矩就可以大于输入转矩了，这就是液力变矩器。当然还可以加入两个导轮。加入一个导轮的叫三元式液力变矩器，加入两个的叫四元式。 液力变矩器加入了导轮，虽然增加了转矩的输出范围，但是成本也更高，而且传动效率更低了，所以液力变矩器遇到一个两难的选择，增加转矩输出范围就会降低传动效率。 为了提高液力变矩器的传动效率又不降低变速器的转矩输出范围，人们通常选择降低液力变矩器的转矩输出范围，然后在液力变矩器后面再加一个机械变速器，这就是所谓的自动挡，这个机械变速器可以是行星齿轮的，如辛普森式，拉威那式，也可以是和手动挡一样的。对于自动挡来说，挡数越多刚液力变矩器的变矩范围就越小，传动效率就越高，所以现在的自动挡的挡位越来越多，从4AT（4个挡）发展到现在的8AT，9AT等，一些人拿着9AT大吹特吹。实际上9AT没有什么了不起的，陕西法士特和重庆綦江齿轮厂早就搞出16挡和12挡的手动变速器了，只不过是用在大货车上，不那么为人所知而已。 对于自动变速器来说，最大的技术难点是控制软件，也就是说车子在什么时候换挡，这些可是各大变速器厂的核心机密。说到这里想起一个笑话，江苏有一家汽车电器厂，主要是搞汽车踏板和进气预热器的。那老板非常强势，他们公司里帖满了王永庆语录。有一次老板突发奇想，想搞汽车自动变速器，于是到江淮挖来一个人，再花几十万买了几辆车来大卸八块，看看人家是怎么做的，结果当然可想而知，几十万打了水漂。 自动挡最大的问题的传动效率低，无论是多少AT，只要那个液力变矩器还工作，它的传动效率就永远比不上手动挡。有人买车时说自动挡耗油量比手动挡的高，4S店的人说，我们这个变速器是手自一体的，可以以用手动模式，真是好笑，手动模式就能让液力变矩器不工作了？为了消除因为液力变矩器带来的高油耗，有的自动变速器使用了可锁止式液力变矩器，在某些挡位上（通常是高挡位时）将液力变矩器锁死使它不工作，从而提高传动效率。 自动挡和手动挡比起来，就是一个字——贵。首先自动挡装了液力变矩器，里面灌满变矩器油，还有自动换挡执行机构，开发自动换挡的控制程序，制造成本肯定比手动挡的高，然后自动挡的传动效率低，油耗比手动挡的高，自动挡的结构比手动挡复杂，维护保养的成本也比手动挡高。 自动机械变速器（AMT）结合了手动挡的高传动效率和自动挡不用手动换挡的优点，它使用了手动变速器的机构，但是增加了自动离合器和换挡机构，换挡和离合器的操纵由电脑来控制。但是它的控制程序比自动挡的更难编写，自动挡的只要确定好什么时候换挡就行了，至于换挡时产生的冲击由液力变矩器吸收。而AMT编换挡程序，还要编油离配合的程序。油离配合不好，可能造成换挡时的冲击和离合器早期磨损。 无论是手动还是AMT，换档时都要让发动机与变速器分离，而且还要经过空档，这时发动机的动力传不过来，将会出现一个动力中断期。这个动力中断期不但降低车辆的加速性，而且还有可能造成安全事故，比如说大车拉着货爬坡时，如果换档不及时，车速太低，这时再换档，由于动力中断就有可能出现车辆倒溜，实际上的确有人因此而出过交通事故。 双离合器能克服手动挡和AMT换档时动力中断，在双离合器系统中，不但有两套离合器，而且变速器的输入轴也有两根，通常是一根实心的，一根空心的，空心的套在实心上的，如大众的DSC，还有的是两个动力输入轴并排，如福特的Power Shift。 双离合器分为奇数档离合器和偶数档离合器，变速器的两根输入轴分别与两个离合器连接，分别负责奇数档和偶数挡。解放CA141的6挡的传动比是1，5挡的传动比是1.3，如果解放CA141是双离合变速器，那么从6档换到5档，它是这样工作的。首先，偶数档离合器结合，6档齿轮机构结合，这时变速器的传动比是1，发动机的动力通过6档齿轮传递出去。换5档时，奇数档离合器分离，5档齿轮机构结合，挂上5挡，由于此时奇数档离合器是分离的，发动机与5档的齿轮机构没有联系，5档齿轮机构的转动相当于空转。这时，偶数档离合器分离，同时奇数档离合器结合，动力由发动机经奇数档离合器传到5档输出，而偶数档离合器分离后，6档齿轮机构空转，然后6档齿轮机构分离，从而完成换档。由于换档时一个离合器分离的同时另一个离合器结合，也没有经过空档的过程，所以双离合器换档时没有动力中断。 双离合器换档时虽然没有动力中断，但是却带来了发热问题。还是以上面的例子来说明，当从6档换到5挡时，6档和5档是同时挂上的，这时6档齿轮机构要求的传动比为1，而5档则要求1.3，两套齿轮机构的传动比不一样，那么只能通过离合器打滑来实现，通过打滑将传动比从1变到1.3。如果离合器不打滑那就没法传动了，具体来说，换档时，偶数档离合器先是结合，这时离合器的主动盘和从动盘不打滑，两者之间的转速比为1，而奇数档离合器由于分离的，主动盘和从动盘之间不接触，又因这挂的是5档，所以主动盘和从动盘之间的转速比为1.3。这时偶数档离合器分离，同时奇数档离合器结合，那么偶数档离合器的主动盘和从动盘的转速比将从1变到1.3，此间必然会造成主从动盘之间打滑，最后离合器分离，主从动盘不接触；而奇数档离合器的转速比从1.3变到1，主从动盘之间也会打滑，最后离合器完全结合，主从动盘转速相等，在换档时，为了保证动力的输出，发动机的动力是不变的，因此两个离合器相当于带着负荷打滑，必然会因为摩擦而产生大量的热量，所以双离合器是以摩擦发热为代价来实现换档时动力不中断。至于手动挡和AMT则可以通过油离配合来减小离合器分离和结合时的滑动摩擦，而双离合器则做不到，因为它换档时挂着两个档，还要保证发动机的动力输出。 双离合器分干式和湿式两种，湿式的离合器泡在油中，换档时产生的热量可以由油带走，而干式的产生的热量就不那么容易被带走了，所以更容易出现因为发热而导致的故障，比如说油封因过热而老化漏油，离合器的执行机构因过热而失灵等。湿式的离合器结构复杂，成本高，同时工作时因为搅油等造成功率损失，传动效率低于干式的。 对于汽车的变速器来说，最好是当输入的功率一定时，输出的转速和转矩曲线是一条双曲线，可是无论是手动挡还是自动挡，双离合还是AMT，它们的输出都是有级的，输出的曲线并不是一条双曲线，这样会造成有时低速挡动力过剩，而高速挡动力不足的问题。比如汽车爬坡时，三挡动力用不完，发动机干叫，四挡又爬不上去。为此，人们发明了无级变速器，它能保证输出的转矩转速曲线是一条双曲线。 无级变速器分为机械式无级变速器（CVT）和机电式无级变速器（E-CVT）两种，虽然名字差不多，但是结构却完全不一样。 机械式无级变速器在工业中早就用了，比如说摩擦轮传动装置，但是在汽车上应用的时间却挺晚的，直到83年才由荷兰的一家公司开发出来。也就是金属带式无级变速器。这种变速器主要由金属带和两个可变有效直径的带轮组成，一个是主动轮，另一个是从动轮。两轮之间的动力由金属带传递。当变速器需要增加传动比时，主动轮张开，有效直径减小，而从动轮并拢，增加有效直径，从而增加传动比。由于主动轮和从动轮的有效直径是可以无级调节的，所以金属带式变速器的传动比也是无级调节的。至于那些模拟几挡的无级变速器，那只是为了迎合某些车主的喜好而搞的，并没有多少实际意义。 CVT传动时金属带和带轮之间靠的是摩擦力来传递动力，但是金属带和带轮之间并不打滑，是静摩擦力，所以CVT的传动效率通常有90%，高于自动挡。同时它的结构比自动挡的简单，零件也少。同时它的输出曲线也比自动挡的好，在车辆加速时，CVT可以一直保持发动机工作在大功率状态，同时又没有动力中断。所以别看用CVT变速器的车加速时象温吞水，没有多少推背感，但是它的加速还是很快的。美国克莱斯勒公司做过试验，用同样的车子，一个用自动挡，一个用CVT，结果无论是油耗还是加速时间，CVT都优于自动挡。 由于动力都是通过钢带来传递，钢带是CVT最重要的零件，对于钢带的可靠性和使用寿命，欧美的汽车公司没有多少把握，于是他们打起了退堂鼓。但是小日本却看中了它，通过多年的努力，日本人在钢带的可靠性和寿命上取得了突破，于是大量使用CVT的日系汽车被推出。 日产和三菱看中了CVT技术，于是他们坚持研究，后来他们的CVT部门独立出来，搞了个JATCO公司。终于当JATCO的CVT取得突破后，日产和三菱的车就有CVT用了，由于JATCO算是日产和三菱的亲儿子，所以要首先保证他们两家的供应。现在日产和三菱的乘用车，除了手动挡就是CVT，除了一些发动机转矩特别大的之外。本田和富士重工也在搞，现在他们也推出了用CVT的车，如新森林人等。丰田搞变速器的亲儿子是爱信，可爱信却不挣气，搞得丰田一直用自动挡。最后丰田通过入股斯巴鲁成为最大的股东，从而得到了CVT。所以老卡罗拉由爱信提供变器，用自动挡，而新卡罗拉由于有了富士重工的技术，所以用CVT。 欧美的汽车公司打了退堂鼓，但是还是有的公司坚持搞CVT，比如说比利时的邦奇公司，终于他们也在技术上取得了突破，从而推出CVT变速器。邦奇在南京建了厂，不少自主品牌的车都是用他们的CVT。 澳大利亚的DSI公司也坚持搞CVT，同样也取得了成功，后来DSI被吉利收购，可DSI的技术老大却跑到另一家自主品牌车厂，于是帮他们搞出了CVT。后来吉利也通过消化吸收原来的图纸也搞出了CVT。 在CVT的厂家中，日系的实力最强，邦奇要差一些，自主品牌的更差一些，JATCO的CVT可以用到3.5升的发动机上，比如日产的楼兰，而自主品牌的只能用到1.6升自然吸气的。不过有总比没有好。看到日系车用着CVT，那些欧美的汽车厂真是羡慕嫉妒恨，但是又能怎么样，谁叫你当初目光短浅。 CVT通过钢带和摩擦力传递动力，但是毕竟能传递的动力有限，目前楼兰的3.5升发动机差不多算是上限了，所以三菱和日产虽然有CVT用，但是象三菱帕杰罗，日产巡逻兵等大转矩发动机还得用自动挡。 机电式无级变速器是随着混合动力车而发展起来的一种变速器，它既有CVT无级变速，传动效率高的优点，又能传递大扭矩，是一种很有发展前途的变速器。 E-CVT的结构与钢带式CVT完全不同，它主要由多自由度行星齿轮和电机构成，行星齿轮一部分与发动机连接，另一部分与电机连接，当传动时，一部分动力通过发动机输出，另一部分通过电机输出。通过调节电机的转速和转矩就能调节变速器的转速和转矩。由于电机能承受的转矩远大于钢带，所以传递大转矩不成问题，加拿大的一家公司推出的E-CVT可以用于坦克，只不过他们管它叫IVT，意思是无限变速器。当E-CVT用于混合动力车时，完全可以关掉发动机，用电动机输出。E-CVT的缺点是成本高，因为要用到电机，还有电机调节装置，但是当用到混合动力车时这些都不是问题，因为这些是混合动力车必需的。现在采用E-CVT的乘用车有混合动力版的凯美瑞，还有混合动力的凯迪拉克凯雷德等。 如果仅从技术的角度看，以后在一些低价车和一些性能车上手动挡还将会继续应用，因为它价格低，有的人喜欢油离配合和挂挡的感觉。高档的大货车和大客车用AMT，因为买得起这些车的人不差钱，而AMT开起来轻松多了。至于AT和双离合，在中小马力的汽车上有可能被CVT取代，而在大马力的汽车上则有可能被E-CVT取代。不过市场不仅仅是由技术来决定的，有的公司营销搞得好，能把冰卖给爱斯基摩人，有的人迷信某品牌，说落后的东西不是落后，是技术成熟，这种事情不是没有发生过。 2 X) ^$ v4 V; U3 N
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