变速箱技术聊聊4AT、6AT、DSG和CVT那些事儿

变速箱技术，聊聊4AT、6AT、DSG和CVT那些事儿转自307 论坛，作者：阿里巴巴的爸爸AT 自动变速箱汽车自动变速器常见的有四种型式：分别是，液力自动变速器(AT)、机械无 级自动变速器(CVT)、电控机械自动变速器(AMT)、双离合器自动变速器(DCT, 常见的 DSG 是其中的一种)。液力自动变速器(AT)大致有2种结构原理，一个是行星齿轮式，占压倒性 多数；另一个是平行轴式，本田独家技术。常见的行星齿轮式变速器发展到4AT，再往上算是一个技术瓶颈了，造4AT和造 6AT 完全不是一个难度等级。由于齿轮构造关系，没有办法再多设置一个与 其他4挡同级的齿轮。现在多于4AT的变速器，大致可以理解成把原4AT中的 一个档再外接一个次级变速箱，其结构比4AT复杂了一倍以上(想起80x86芯片 系列的中断最早只是8个，后来就是靠这么个原理扩充的)。本田变速器由于构 造原理不同，可以到5档，但也是它的一个技术极限，再往上哪怕多一档，成本 至少 都是按几何倍数计算的。if泥车之家 AUTOHOME.COM-.EN所以如果是一般家用，4AT就足够用了，不仅维修成本低，而且因为部件少, 出故障的概率也低的多。另外,变速器与发动机匹配及调校关系也很重要，丰田全系4AT的调校很好， 顿挫很小，也很省油，比如卡罗拉、rav4等。而通用在6AT上调校一贯比较糟 糕，档多反而比较费油不说，还故障多，最典型的例子就是克鲁兹。6AT确实能省油，如大众的1.6发动机在3800转达到最大扭矩。但对于在 4500转以上才能达到最大扭矩的发动机来说，如丰田、现代的1. 6发动机， 6AT 并不一定能省油，因为低速高档时发动机根本带不动，所以这里面匹配很重要， 并不能笼统说6AT省油。日本爱信的4AT，结构简单，成本低廉。而且同样是4AT，其内部细分了很 多型号。有些4AT，是绝对不对外供货的。而6AT，却是外销型号。只要愿意花 钱，就能买到。所以一些没有掌握此技术的汽车厂商没办法，想要4AT，却买不到，只能 一种6AT配多种的发动机、多种的车型。而爱信仅仅4AT就有几十种细分型号， 对应不 同的发动机和车型。所以，并不是说一定是6AT比4AT好，还是要看变 速箱和发动机的调教和匹配。再好的6AT如果并不完全匹配发动机，可能使用效 果反而不如4AT。目前，大众、通用和丰田比，最大的差距就在于重要部件的核心竞争力。丰田拥有电装、爱信两大零部件集团，其他任何厂商都没有这个实力。通用自己的零部件配套集团德尔福已经破产瓦解。而大众从来就没有建立起自己的配套体系，大部分零件都是全球采购，大众 严重依赖日本零部件，关键的时候就被卡脖子。迈腾热销的时候，自动档车型就脱销，爱信的变速器卡死了迈腾的脖子，使 它在热销的时候销量上不去。大众下定决心另搞DSG,就是要摆脱对爱信的依赖， 可惜DSG还是外购的技术（双离合器中的湿式离合，是跟“BorgerWarner博格 华纳”购买的，有兴趣的朋友可以去他们网站看看），而且也不成熟，奥迪Q5 等高端车型只好又选用德国ZF的变速器。其实大众多年前就一直使用ZF变速 器，只是ZF的变速器价格过于昂贵，对于大众这样的低端品牌难以承受成本压 力。大众这样的大企业，却在关键的自动变速器方面缺乏核心技术，运作起来真 是可怜DSG(DCT)双离合DSG （Direct Shift Gearbox）中文表面意思为“直接换挡变速器”，DSG 有别于一般的半自动变速箱系统，它是基于手动变速箱而不是自动变速箱，因此， 它也是AMT （机械式自动变速器）的一员。DSG只是双离合变速器的一种，是大众公司的叫法，大家耳熟能详也只是因 为大众公司推广的比较早，实际上双离合变速器应该叫 DCT（DualClutchTransmission 双离合变速器）更合适些。DCT的技术基本被美国的BorgerWarner （博格华纳）公司给垄断了，各家汽 车公司都是和它合作研发，如大众。还有一个德国的LUK公司（隶属于 “Schaeffler谢夫勒集团”旗下的LUK离合器公司，总部位于德国的纽伦堡） 做的是干式的双离合器。而中国在自动变速箱这块基本没有一点自主知识产权，基本依赖进口。2010年由发改委牵头，包括上汽在内的十几家国内汽车公司联合引进BorgerWarner 的DCT双离合器技术。具体效果还有待观察。双离合的起源就如其他汽车高科技一样，其设计都来自赛车运动，而其实际 应用早在80年代初的保时捷Prosche 962C和1985年的奥迪Audi sport quattro S1 RC赛车上，并为他们赢取多项冠军立下汗马功劳。双离合变速箱的工作原理好比是一辆车有两套离合器，正司机控制一套（1、3、5档及倒档），副司机控制另一套（2、4、6档）。正司机挂上1档松开离合 踏板起步时，这时副司机也预先挂上2档但踩住离合踏板；当车速上来准备换档， 正司机踩住离合踏板的同时副司机即松开离合踏板，2档开始工作。这样就省略 了档位 空置的一刹那，动力传递连续，有点象接力赛。双离合系统两套离合器 传动系统，通过电脑控制协调工作。先说优点应该说双离合变速器的设计理念很好，解决了 MT和AT之间的矛盾，即有MT的性能，又有AT的方便。一般来说，对自动变速箱（DCT可以看成是自动变速箱的一种）的要求，无 非是平顺性，加速性和油耗三方面。平顺就不多说了，DCT和CVT （无级变速器）一定比普通AT和MT强。加速性也是DCT的优势，以前认为MT 定比AT有优势，但DCT可以在0.2 秒内完成换挡，这是任何优秀的车手也做不到的，很多高性能跑车如：GTIR36、 EVO X、BMW M3、NISSAN GT-R 都采用了双离合变速器。油耗一直是争论比较多的一点，进口大众论坛上大家的感觉也是并不像 想像中那么省油看来和CVT 一样，虽然理论上会比AT省油，但实际上油耗 还是和很多因素有关，日常正常驾驶的话还是MT更省油些。DCT也不是十全十美，首先是众所周知的温度问题。前段时间大众召回进口 迈腾，说是DSG温度传感器有问题，可能会使变速箱行驶中跳入空档保护。但有 人分析并不是传感器有问题，而是因为DSG基于MT基础，在市区内长时间低速 行驶，处于半联动状态，很容易引起温度过高。内输入轴（1、3、5及倒审Powershift gearbox液压控制换档机构取湿式藹合器机油泵高压机油滤洁器机械电子单元外輪入轴（2、4、G档）Volvo Car Corporation 汽车之家MJ帧圍脚侧和砌齿轮位置传感器说起温度，这里有一个新的知识分支，干/湿式双离合变速器干式和湿式的区别：湿 式双离合器的扭矩传递是通过浸没在油中的湿式离合器摩擦片来实现， 而干式的则通过离合器从动盘上的摩擦片来传递扭矩。由于节省了相关液力系 统，并且干式离 合器本身所具有的传递扭矩的高效性（湿式离合器相比干式在换 档滑摩时要消耗更多能量），因此干式系统很大程度地提高了燃油经济性。例如，同样是1.9 TDI(105 PS/ 77 Kw)的发动机，配备7档干式DSG变速 箱的要比6 档湿式双离合器变速箱节省超过 10%的燃油。由于干式扭矩传输比湿 式的小些，所以用在小排量车上的比较多，湿式的较多用在大排量车上。大众新的 DSG 是干式 7 速的，相对于原来的 6 速湿式，体积更小，效率更高， 但耐高温和承受扭矩都较低(换个说法，就是更容易坏)。这两款DSG双离合变速器，在大众内部的代号分别为DQ200和DQ250,从直 观数据上分析，代号 DQ200 的干式七速双离合变速器，能承受的最大扭矩为 250NM，主要搭载于中低排量的车型，如高尔夫A6、速腾等。而代号 DQ250 的湿式双离合变速器有六个挡位，能承受最大扭矩为 350NM， 主要用于高排量或主打操控性的车型，如高尔夫GTI和迈腾。CVT 变速箱最后来聊聊 CVT，机 械无级自动变速器 CVT(ContinuouslyVariableTransmission) 与有级变 速器的区别在于，CVT结构比传统变速器简单，体积更小，它既没有手动变速器 的众多齿轮副，也没有自 动变速器复杂的行星齿轮组，它主要靠主、从动轮和 金属带来实现速比的无级变化。它的变速比不是间断的点，而是一系列连续的值 (譬如可以从3.455一直变 化到0.85),从而实现了良好的经济性、动力性和驾 驶平顺性，而且降低了排放和成本。CVT技术的发展，已经有了一百多年的历史。德国奔驰公司是在汽车上采用 CVT技术的鼻祖，早在1886年就将V型橡胶带式CVT安装在该公司生产的汽油 机汽车上。进入20世纪90年代，汽车界对CVT技术的研究开发日益重视，特别是在 微型车中，CVT被认为是关键技术。全球科技的迅猛发展，使得新的电子技术与 自动控制技术不断被采用到CVT中。1997年上半年，日本日产公司开发了使用在2.0L汽车上的CVT。在此基 础上，日产公司在1998年开发了一种为中型轿车设计的包含一个手动换档模式 的CVT。新型CVT采用一个最新研制的高强度宽钢带和一个高液压控制系统。通 过采用这些先进的技术来获得较大的转矩能力，日产公司研究开发CVT的电子控 制技术，传动比的改变实行全档电子控制，汽车在下坡时可以一直根据车速控制 发动机制动，而且在湿滑路面上能够平顺地增加速比来防止打滑。日产公司计划 将它 的CVT的应用范围从1.0 L扩大到3.0L的轿车。u汽车夏彖 AUTOHDME. COM. CH输天锥盘输出锥盘动力滚子先说优点1、经济性CVT 可以在相当宽的范围内实现无级变速，从而获得传动系与发动机工况的 最佳匹配，提高整车的燃油经济性。德国的大众公司在自己的 Golf VR6 轿车上 分别安装了 4-AT和CVT进行ECE市区循环和ECE郊区循环测试，证明CVT能够 有效节约燃油。2、动力性 汽车的后备功率决定了汽车的爬坡能力和加速能力。汽车的后备功率愈大， 汽车的动力性愈好。由于CVT的无级变速特性，能够获得后备功率最大的传动比， 所以CVT的动力性能明显优于机械变速器（MT）和自动变速器（AT）。3、排放CVT 的速比工作范围宽，能够使发动机以最佳工况工作，从而改善了燃烧过 程，降低了废气的排放量。ZF公司将自己生产的CVT装车进行测试，其废气排 放量比安装4-AT的汽车减少了大约10%。4、成本CVT系统结构简单，零部件数目比AT（约500个）少（约300个），一旦汽车 制造商开始大规模生产，CVT的成本将会比AT小。由于采用该系统可以节约燃 油，随着大规模生产以及系统、材料的革新，CVT零部件（如传动带或传动链、 主动轮、从动轮和液压泵）的生产成本，将降低20%-30%。勿庸置疑，CVT变速器的技术含量和制造难度都要比MT变速器高，与AT变 速器相仿，由于金属带式CVT的结构简单，所含的零件数量比AT变速器少40% 左右，整车的质量因而也有所减轻。5、驾驶平顺性由于CVT的速比变化是连续不断的，所以汽车的加速或减速过程非常平缓， 而且驾驶非常简单、安全。从而使用户获得全方位的“行驶乐趣”。说说缺点1、相比传统自动挡变速箱而言，CVT变速箱制造成本要略高，可靠性不理 想，并且如果操作不当的话，出问题的概率更高。目前无论国内还是海外， CVT 变速箱很多情况下还无法维修只能整体更换，这就直接导致了其维修成本的居高 不下。2、CVT 变速箱本身还有它固有的缺点，就是传动的钢制皮带能够承受的力 量有限。一般而言超过3.0L排量或者300Nm以上的动力是它的上限，不过随着 技术 的不断发展，已经打破了这个上限，但是由于构造原理和机械磨损的不可 逆行，钢制皮带的使用寿命始终无法完美的解决，尤其是在用户喜欢暴力驾驶的 情况下，可靠性得不到充分的保证。在某著名汽车网站逍客论坛中，关于 CVT 变速箱的故障问题反映越来越多， 并且在4 万公里以后是高发时期，就目前来看已经有多名消费者针对该问题在论 坛中发起联名贴。而根据调查总结得出以下典型的五种典型情形：1. 长时间高转速和高扭矩运行变速箱异响，同时动力明显不足，切换到手动 模式居然没有档位显示。2行进中黄灯忽然亮起，D档起步时感觉动力不足，深踩油门到底发动机转 速不超过2500 转。3持续高速行驶后，油门会突然松掉，就跟挡位在空挡一样，换手动挡也无 效，只能停车熄火再启动。4持续高速行驶后，发动机转速和车速下降，深踩油门车速无法提高，变速 箱异响。5.因未放下手刹造成变速箱烧毁。经过一段时间，日产的结论是这样的：1. 当高液温保护模式启动后，发动机功率和车速会自动下降，车主应当立即 将车辆行驶至安全区域，关闭发动机，将点火开关转至OFF,等待车辆降温15- 20分钟，或以V120Km/h的速度继续行驶，待温度降低后程序会自动解除。2. 需要提醒车主注意的是，当高液温保护模式启动后，驾驶者不要急于迅 速突破限制高速行驶，或在担心车辆是否已经发生故障的前提下，随意采用各种 方式验证车辆 是否故障。这样的行为极有可能导致 CVT 机体受损。当不良处置 行为造成 CVT 机体出现较轻微损伤后， CVT 仍然可以正常工作，但当不良处置行 为如此反复多 次， CVT 机体受损的程度会逐渐加剧至不能正常工作。同样由于 CVT 变速箱出现故障导致车辆返修的情况实际上并不仅限于日产 逍客车型。根据相关调查，在早先的时候，广汽本田飞度以及奥迪部分车型均出 现过CVT变速箱故障。至此，能够多少总结出CVT变速箱在日常使用中对于扭矩 方面会显得更为敏感。总的感觉CVT比较适合城市环境下使用，多数城市道路限速不会超过90， 而且城市路况拥堵比较多，车速更是缓慢，也正因为是无级变速，不会出现换挡 的顿挫感，舒适性和经济性比较好。这种情况下CVT几乎是没什么缺点的。现阶段 CVT 变速箱使用建议1、行驶时，不要将变速杆拉到N挡、P挡或R挡，虽然变速箱有自我保护 功能，有专业技术人员做过这样的破坏性试验也没什么事，但是从前进变后退， 从后退变前进档时，最好要完全停住车，在踩住制动踏板的同时再去操作变速杆， 否则有可能使变速箱损坏。2、由于 CVT 的结构和工作原理，所有的控制都是靠内部油压来进行完成的。 所以应按照生产厂家指定的期限检查 CVT 的油质、油量。重点是油量，车主应该 要学会看油尺。油多了阻力会变大，甚至产生箱体内外正压力，油少了压力会变 弱，甚至会出现钢带打滑的现象。3、为了最大限度的提高其燃油经济性，行驶中最好使用CVT变速箱的自动 模式。这样可以使发动机和变速器全程保持达到最佳匹配的状态，最大限度利用 发动机的扭矩和功率输出，达到经济的车速，从而提高燃油的经济性。4、由于CVT的结构，假如对其相关的零部件或电路进行检修或断电之后， 都要对内部进行一种特殊的设定程序才能使CVT发挥正常的状态。所以，相对于 CVT 变速箱的维修应去专业的修理单位进行维修。5、如果车主想加速快的话就以CVT变速箱的自动模式加速，可以全程保持 在发动机扭力输出最高的转速，不会有动力波动和换挡“真空期”，因此是加速 最快的。手动模式不能完全利用发动机最佳转速，加上换挡耗费时间，所以加速 更慢。6、当心斜坡溜车。不少CVT变速箱在动力接合的初段会发生打滑，如果在 斜坡起步，便不能在初段阻止车辆溜坡。所以CVT变速箱车型在斜坡起步时要以 手刹辅助。最后的总结，仅代表个人观点：性能优势：DSGMTATCVT舒适性： CVTDSGATMT经济性：MTCVTDSGAT （理论上讲，CVT还是比DSG省油的）驾驶乐趣： MTDSGATCVT维护保养：MTATCVTDSG （虽然日产的CVT都是免维护的，但感觉可靠性 还是低于普通 AT）特别鸣谢：阿里巴巴的爸爸