作為動力總成的一部分,變速器對于車輛動力性能、油耗及排放,同樣起著至關(guān)重要的作用。先進的變速器可以幫助發(fā)動機更好地發(fā)揮其優(yōu)良性能,實現(xiàn)車輛動力性與經(jīng)濟性的最佳結(jié)合,創(chuàng)造高性能與低排放的完美平衡。在本文中介紹幾種不同類型的自動變速器,它們代表了現(xiàn)代汽車最新的自動變速器技術(shù)。
DSG直接換擋變速器
在一般車輛上只有手動與自動兩種變速器,手動變速器換擋必須通過離合器的分離與接合實現(xiàn),而在分離與接合之間就產(chǎn)生了動力傳動暫時中斷的現(xiàn)象,而自動變速器傳動控制裝置是采用液力變矩器,同樣存在傳動響應(yīng)遲緩的狀況。
DSG是Direct Shift Gearbox的英文縮寫,中文意思是“直接換擋變速器”,具有雙離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計。它將手動和自動變速器的功能合而為一,綜合了各自的優(yōu)點,一個離合器控制單數(shù)擋位齒輪,另一個離合器則控制雙數(shù)擋位齒輪,當變速器掛入1擋時,2擋齒輪就已經(jīng)嚙合,等到換擋時機一到,第二離合器就與發(fā)動機輸出軸接合而換入2擋,在此同時,由第一離合器所控制的3擋齒輪組也完成了嚙合,等待下一個換擋指令。
由于DSG直接換擋變速器沒有變矩器及離合器踏板,其多片濕式雙離合器是由位于變速器頂部的電子液壓控制系統(tǒng)來操控,因此它的反應(yīng)非常靈敏,具有很好的駕駛樂趣,雙離合器式變速器的應(yīng)用,讓車輛在加速過程中不會有動力中斷的感覺,加速更加強勁、平順,而裝備有DSG直接換擋變速器的車輛0~100 km/h加速時間比裝備傳統(tǒng)手動變速器的車輛還要短。
DSG直接換擋變速器也有手動和自動兩種控制模式,除了換擋手柄可以控制外,車輛的方向盤上還配有手動控制的換擋撥片,在行駛中,兩種控制模式之間可以隨時切換。選用手動模式時,如果不采用升擋操作,即使將油門踩到底,DSG變速器也不會自動升擋。而且在手動控制模式下,也可以實現(xiàn)跳躍降擋。此外DSG變速器在換擋過程中實現(xiàn)了微小的液壓功耗損失和極短的換擋時間,能使整個換擋過程達到最高效率,從而降低了能量的損失,提高了加速性和汽車的燃油經(jīng)濟性。
●DSG變速器采用2個離合器和6個前進擋的傳統(tǒng)齒輪變速器結(jié)構(gòu)作為動力的傳輸部件。變速器內(nèi)部裝有2根同軸心的輸入軸,1擋起步時離合器1接合,通過輸入軸1將動力傳輸?shù)?擋齒輪,再輸出到差速器。此時離合器2是分離狀態(tài),實際上并沒有動力在傳遞,只是預(yù)先選好擋位,為接下來的升擋做準備。變速器進入2擋后退出1擋,同時3擋則預(yù)先接合。
在降擋時,同樣有2個擋位是接合的,如果4擋正在工作,則3擋作為預(yù)選擋位而接合。DSG變速器的工作過程中總是有2個擋位是接合的,一個正在工作,另一個則為下一步做好準備。
multitronic®無級變速器
multitronic??是奧迪研制開發(fā)的一款無級變速器,它融合了手動變速器的動態(tài)性和經(jīng)濟性以及自動變速器的便利性。雖說是無級變速器,但它區(qū)別于一般的CVT變速器,是奧迪獨創(chuàng)的變速器技術(shù)。
由于采用了無級變速和自適應(yīng)圖譜控制,multitronic??變速器始終具有最高扭矩的發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍。因此,與傳統(tǒng)的手動或自動變速器相比,multitronic??變速器提供了更加出色的加速度。變速器內(nèi)部的V型鋼片鏈條是multitronic??無級變速技術(shù)的主要標志和特征。同時再配合獨特錐形齒輪,不僅可帶動大排量發(fā)動機并且始終與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速相匹配。
在變速器上安裝了一種稱為多片式鏈帶的傳動組件,這種組件能夠傳遞和控制峰值扭力高達280 N·m的動力。因此多片式鏈帶大大拓展了無級變速器的應(yīng)用范圍,而且這種無級變速器的傳動比遠遠超過了以前各種自動變速器的傳動比極限值。另外,multitronic??變速器還利用了濕式多片式離合器取代了以前傳統(tǒng)CVT和普通自動變速器車上的液壓變矩器。這種離合器的明顯優(yōu)勢是耗能少,反應(yīng)迅捷,和F1賽車采用的半機械式電子離合器極為相似。通過對液壓系統(tǒng)的優(yōu)化,multitronic??變速器可以確保離合器調(diào)節(jié)順暢,而且不會發(fā)生拖曳、打滑等現(xiàn)象。與齒輪傳動的自動變速器不同,multitronic??變速器的速比變化并沒有傳統(tǒng)自動變速器那樣的頓挫感,真正滿足駕駛者對動力性、經(jīng)濟性、舒適性各方面的要求,同時能夠?qū)Ⅰ{駛者的技術(shù)發(fā)揮得淋漓盡致。
●作為奔馳投放新技術(shù)的車型平臺,奔馳E系列率先使用了7G-TRONIC自動變數(shù)器,現(xiàn)在此項技術(shù)已經(jīng)延伸到C系列和S系列車型上
●7個前進擋使發(fā)動機時刻保持在最佳轉(zhuǎn)速水平,而且換擋過程使駕駛者難以察覺。降擋時,7G-TRONIC自動變速器可以跳過數(shù)個擋位,以獲得更快的變速換擋效果。
7G-TRONIC自動變速器
奔馳所使用的7G-TRONIC自動變速器最大特點是將前進擋位設(shè)置為7擋模式,自動變速器通過對發(fā)動機轉(zhuǎn)速的細微改變做出及時響應(yīng),在不同的駕駛狀況下均可提供最佳傳動比。因此,7G-TRONIC變速器能夠使車輛燃油效率、駕駛舒適性及油門響應(yīng)速度得到進一步提升。這款自動變速器的前進擋從5擋增加到7擋,形成了更大的傳動比范圍,同時各個傳動比之間也比普通5擋自動變速器更加接近,使換擋平穩(wěn)順暢。
7擋模式使自動變速器能夠保持較低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速增量,這對于確保最佳的變速器速比具有重要意義,同時也增大了最低擋位和最高擋位之間的速比范圍,使得電子控制模塊能夠更加靈活地調(diào)整換擋時機,提高自動變速器的響應(yīng)特性。使用7G-TRONIC自動變速器還降低了發(fā)動機的平均轉(zhuǎn)速,在降低油耗和噪聲方面均有明顯改善。行駛過程中,7速自動變速器可降低平均油耗,提升0~100 km/h的加速時間,并能夠顯著提高車輛在60~120 km/h的中間擋位加速性能。
當駕駛者通過換擋來迅速減速時(強制降擋),7G-TRONIC自動變速器并非始終嚴格按照順序來選擇擋位。7G-TRONIC在必要時將跳過某個擋位,例如從7擋直接退至5擋,或從5擋直接退至3擋。在這種情況下,通過強制降擋迅速加速時實際上只需要兩次換擋,而不是通常所需要的四次換擋。7G-TRONIC自動變速器與其前身一樣,液力變矩器的鎖止離合器是其另一卓越特性。在許多情況下,該系統(tǒng)在很大程度上消除了渦輪和泵輪之間的滑動。這需要在發(fā)動機曲軸和變速器軸之間適當?shù)牡胤叫纬商摂M固定連接,從而極為有效地阻止輸出功率的損失。常規(guī)的自動變速器在高速擋時才能實現(xiàn)液力變矩器鎖止,而7G-TRONIC自動變速器的鎖止離合器從第一擋開始就可以發(fā)揮作用。
●鏈條在變速器中的兩個可調(diào)節(jié)式V形帶輪之間運轉(zhuǎn),通過摩擦來傳輸發(fā)動機的驅(qū)動力。兩個可調(diào)節(jié)式V形帶輪組成了multitronic??變速器的變速裝置,通過兩個錐齒輪面的接合或分離來改變鏈條的運轉(zhuǎn)半徑,從而將發(fā)動機轉(zhuǎn)速連續(xù)地減慢或加快,并將發(fā)動機動力傳遞到驅(qū)動橋和車輪。錐形面的調(diào)節(jié)是通過液壓方式,并借助不同的控制特性。
液力扭矩傳感器同時確保鏈板始終適當?shù)貜埦o,并確保扭矩在傳輸時不會產(chǎn)生滑動。鏈條在V形帶輪的更內(nèi)側(cè)或更外側(cè)運轉(zhuǎn),在各種行駛狀態(tài)中產(chǎn)生理想的無級變速。鏈條由1 000多個鏈節(jié)和75副鏈銷構(gòu)成的新設(shè)計實現(xiàn)了最大程度的靈活性和大扭矩的動力傳輸。