其实并不神秘 拆解自主8速自动变速箱

2021-12-15 15:22:53 作者:问答叫兽
变速箱介绍、车辆蠕行、停车挂档

变速箱,汽车动力系统中的“千年老二”,长期以来阻碍着中国汽车工业的进步。纵观国内自主品牌汽车阵营,除了近几年拥有自主知识产权自动变速箱的少数企业外,当大多数自主汽车打开前舱时,你不难发现“洋箱”。是什么让自动变速器成为中国汽车工业发展不可逾越的鸿沟?为什么自动挡汽车不踩油门就能走?我应该把D挡还是空挡放在刹车上等待通行?为什么拨动止动杆会感觉到吸力?今天,通过一台自主8AT的拆解,我们将详细讲解AT变速箱与我们日常驾驶之间鲜为人知的微妙联系。

■像螃蟹一样。吃它需要勇气。

很多人可能没有听说过拆解后的变速箱,至少大部分人没有亲身体验过,所以我们通过一个参数表来简单了解一下它的特点。

这款变速箱的制造商是一家知名度不高的民营变速箱制造商——山东盛瑞。作为一篇拆解科普的文章,过多地谈论发展历史或者那些辛酸的往事,难免会偏离主题。所以有兴趣的话,可以通过我们之前的文章《三国四地合力揭秘盛瑞8AT的发展历程》进行深入了解。

虽然变速箱本身的发展只是匆匆而过,但我很高兴和大家讨论这样一款在国内拥有多项第一的AT变速箱所面临的市场化困境。“中国第一台卧式8AT变速箱”、“第一台实现8个前进挡的5AT结构AT变速箱”、“第一台拥有完全自主知识产权、打破外资垄断的AT变速箱”等激动人心的称号,都来自于我们今天要拆解的盛瑞8AT。有这么多的第一,再加上目前国内自动变速器的困境,这些客观条件本应该预示着这款“天时”的变速器产品不断被订购,销量爆棚,但现实却恰恰相反。目前除了即将上市的朗风汽车旗下的朗风X5和朗风X7搭载了这款变速箱外,国内其他车企无一例外都选择了观望。

业内人士承认,这种反差的存在并不奇怪。作为长期被国外技术壁垒垄断的全新产品,国内汽车厂商很难快速消除疑虑。变速箱不同于其他汽车零部件,其性能和稳定性直接关系到车辆的驾驶体验。从某种意义上说,采用全新的产品无异于一场赌博。一旦赌输了,不仅车辆的命运会岌岌可危,自身的品牌形象也会蒙上阴影。因此,即使进退两难,大多数厂商也不愿意第一个吃螃蟹。

■“小”是最大的优势。

不用多说,让我们回到这篇文章的主角,盛瑞8AT。第一眼看到这个变速箱,第一感觉就是“小”字。有多小?经过一番研究,其长、宽、高仅相当于同规格的爱信5AT变速箱的尺寸。了解变速箱的人都知道,对于横向变速箱来说,“小”是最大的优势,而造成这种情况的原因主要与其安装位置有关。这些变速箱大部分将用于前装式前驱车,即安装在发动机舱内。有车的朋友在购车或用车过程中,肯定会不止一次的打开机舱盖,内饰空充满错综复杂的管路和各种功能部件的场景也给你留下了深刻的印象。

受整车宽度的限制,如果横向变速箱过大,是否能装进去是个问题,性能就更不用说了。因此,体积小、安装布局方便是关系到横向变速箱自身命运的重要指标之一。相比之下,主要配备后轮驱动和四轮驱动车型的纵向变速箱在这方面的要求要宽松得多。只要表现好,大一点没什么大不了的。最多需要牺牲一些内空厢的缺点来弥补变速箱的体积。但是对于横向变速箱来说,对车身宽度大惊小怪显然是不现实的。

之所以在体积上能与5AT相提并论,其奥秘自然归结于内部结构的巧妙设计,这是基于5AT结构的推导。通过对5AT变速箱内部零件布置和连接方式的改进和重组,盛瑞8AT可以在不增加主传动零件数量的情况下扩大档位数量。三套行星齿轮系,五套多片离合器,四对斜齿轮,与很多8AT变速箱相比,这种标准的5AT变速箱部件配置省去了下一个行星齿轮组,体现在尺寸的缩小上。

■自动变速箱车型为什么不踩油门就走?

既然是一篇关于变速箱拆卸的文章,了解其内部结构自然是文章的重点,但对于大多数不了解AT变速箱的人来说,简单罗列拆卸步骤显然晦涩难懂,没有实用价值,吃起来就像嚼蜡一样。所以,我们不妨边说边拆解通过车内的一些小问题。比如,为什么自动挡汽车走路不踩油门?这个问题值得我们仔细考虑。

通过C1考试的朋友都知道,对于手动挡车型来说,离合器是实现这一功能的关键。车辆起步时,如果油分离协调得当,车辆会缓慢前行,这就是所谓的“爬行”。如果离合器抬得太快,汽车不仅会停下来,还会熄火。想必很多人刚学会开车的时候都吃了不少苦头。自动变速器车辆起步时,无论什么节奏松开刹车,车辆都会前进,不会熄火。这种便利性的提高依赖于自动变速器中一种特殊的动力传动装置——液压变矩器。

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俗话说,没有什么是绝对的。而液力变矩器在实现车辆爬行、提高车辆起步性能的同时,其自身的缺点也很明显。由于依靠油来传递动力,其传动效率远低于机械传动,而且油的长期搅拌也会导致变速箱油温急剧升高,降低变速箱的使用寿命。

为了解决这个问题,今天使用的液力变矩器将配备锁止离合器,在车速较高时,将泵叶轮和涡轮连接在一起,使当前的动力可以通过发动机直接传递到变速箱的输入轴。随着扭振减振器技术的发展,车辆对发动机低速振动的过滤能力显著增强,液力变矩器的锁止范围也日益增大。目前很多液力变矩器在车速大于5km/h时就可以锁止,这意味着液力变矩器是用来证明自动变速箱是如何油耗的。这里有一个新问题。当我们踩刹车等待通行时,应该挂D挡还是空挡?

■停车等待时应该挂D还是空?

其实这个话题在网上已经争论很久了。看完前面液力变矩器低速加热的介绍,相信你心中已经有了答案。简单来说,当你踩刹车时,虽然发动机的动力不再能带动车轮运转,但变矩器内部的泵轮仍会随之转动,搅动机油,使其温度升高。如果时间短,搅动对油温的影响不明显,不会对变速箱内部造成伤害。因此,在这种情况下,我们通过接合D档来操作车辆更加方便。如果能长时间踩住刹车,迅速升高的油温可能会缩短变速箱的使用寿命,所以在这种情况下,建议将档位切换到空档,这样既能放松右脚,又能保护变速箱。

那么简单来说,虽然在空挡接合时,变矩器的锁止离合器不工作,泵轮、导轮、涡轮仍会随发动机转动,但变速箱内部的传动机构已经脱开,其内阻下降,减少了大部分热量的产生,所以建议接合空挡。

换挡吸入感、驻车、前进挡切换

■为什么自动变速器在换挡杆时会有和手动变速器一样的吸气感和行程差?

除了应对交通拥堵,车辆缓慢爬行也是平日倒车停车不可或缺的。不知道大家有没有发现,当我们停车到位需要频繁换挡挡杆的时候,自动变速箱也会有类似手动变速箱换挡时的吸合感,当车辆停入P挡时,其换挡行程会比D、N、R挡稍长。为什么呢?为了找到答案,我们的拆解还在继续深化。

凸轮板固定在换挡控制连杆上,并可随其转动。边上有四个槽,即P、R、N、d四档,当“滚针”销位于某个槽内时,意味着变速箱在相应的档位运转。之所以换挡时会有一种吸入感,是因为秘密就在这个凹槽里。简单来说,换挡的过程就是滚针从一个槽移动到另一个槽的过程。因为它安装在板簧上,所以需要克服弹簧力才能实现平稳换挡。这个过程可以进一步分为两个部分,即“从第一罐出来”和“进入第二罐”。

在出来的过程中,滚针穿过凸轮盘的边缘,工程上称为“约束弧”,其方向与弹簧力方向相反。它是专门为防止变速箱跳闸而设计的。这时,弹簧力会停止滚针的运动,这就是为什么我们感觉换挡有阻力的原因。在进去的过程中,滚针穿过的凸轮边缘称为“吸弧”,方向与弹簧力相同。这时弹簧会推动滚针快速滑入凹槽,产生吸力感。同时,在设计凸轮盘时,会充分考虑安全性,防止其轻易放入P档。所以在R挡和P挡之间切换时,凸轮盘的旋转角度被人为加大,这也是为什么放P挡的行程会感觉长一点的原因。

■AT变速箱如何实现驻车?

说到P挡,必然会联想到停车。确实,这个档位的目的是防止车辆在有坡度的道路上停车时打滑。对于手动挡车辆,该功能专门负责拉线式或电动驻车制动,也称为手刹。安装位置大多位于后轮制动器。除了手刹,自动变速箱车型在变速箱内部也有专门的驻车制动机构,但实现方式和手刹有区别。

■AT变速箱如何在前进档之间切换?

通过拆解换挡和驻车功能,我们对AT变速箱有了一个相对直观的认识。但就变速箱本身而言,这些功能并不是重点,如何切换速比才是第一要务。正如我们在开头所说,盛瑞8AT的小尺寸与缺少换挡部件直接相关。

编辑摘要:

拆解后,我们详细了解了国内首款横向8AT变速箱的具体技术细节。通过对5AT结构的改进和优化,变速箱在不增加主要传动部件的情况下有8个前进挡,因此在尺寸上与5AT变速箱相当。在新车匹配的过程中,紧凑的外形可以大大减少与车身零部件可能产生的干涉,让车身设计更加方便,这也是变速箱最大的优势。或许正是因为基于5AT结构的开发背景,其整体设计比较传统,没有太多的新鲜感。

当然,变速箱的评价最终取决于其换挡性能是否令人满意。除了变速箱结构,后期调整更重要。从配备此箱的陆丰汽车了解到,由于国内技术条件的限制,现阶段的调整很大程度上依赖于国外企业,但除了合作之外,也在积极培养自己的团队,未来将逐步加大自主技术的比重,使自动变速器匹配形成从机械到电控的完整闭环,为开发更符合国内使用环境的全新车型做好准备。

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