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挡位越多越好?凯迪拉克CT6 10AT背后的秘密

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十年前我们或许会认为爱信的6AT已经是能承受大扭矩的动力性最平顺的变速箱,五年前我们或许会认为保时捷PDK就是这个星球上换挡速度最快的变速箱  。而如今,在汽车变速箱多挡位化的发展大趋势下,多挡位的自动变速箱却在不断的刷新着我们的认知。从8AT到9AT,乃至已经陆续开始搭载于中高端车型的10AT,有横置有纵置,都在不断挑战着动力平顺性和变速箱对燃油经济性贡献的极限。

变速箱多挡位的发展趋势, 一方面是因为变速箱挡位越多,就可以让发动机在更合理、更经济的转速和扭矩输出下运转,提升动力系统的燃油经济性;另一方面是因为变速箱挡位越多,就可以让相邻挡位之间的速比设计的更绵密,并且通过提升挡位衔接速度,可以大大提升换挡过程中的动力平顺性。

变速箱挡位真是越多越好?

既然多挡位变速箱有这么多优势,那是不是意味着对所有车来说都是挡位越多越好呢?从理论上来说,这句话没有问题。但是现实情况是变速箱毕竟是要与发动机协同工作,如果发动机功率和扭矩都偏小,而变速箱的速比设计又偏大、超速挡还多,那么大概率是它两组合之后既不能提升动力平顺性和燃油经济性,还会出现超速挡的闲置问题。

这样的案例并不少见,比如ZF的9HP,由于超速度速比只有0.48,搭载于2.4L以下的自吸发动机时,9挡在日常驾驶中基本都处于闲置状态;比如奔驰的9G-tronic,由于1挡速比高达5.502,所以搭载旗下2.0T及以下的发动机时,日常使用中起步基本都直接用2挡。

所以,对于任何车来说并不是挡位越多越好,而是需要根据发动机功率和扭矩来匹配合适速比、扭矩、结构尺寸的多挡位变速箱。

那么现阶段匹配做的很优秀的多挡位变速箱案例有哪些,它们具备哪些黑科技呢?

现阶段优秀的多挡位AT变速箱到底有多黑科技?

目前在发展多挡位AT变速箱领域,通用、奔驰、ZF、本田、爱信精机都是行业里的引领者,旗下都有着一些比较优秀的产品。比如通用有目前已经搭载于CT6和ZL1的纵置10AT、搭载于其他中高端前驱车型的9AT、奔驰的纵置9G-tronic、ZF的横置9HP、本田的横置10AT等。

挡位越多越好?凯迪拉克CT6 10AT背后的秘密

凯迪拉克的纵置10AT变速箱

关于目前多挡位AT在平顺性和燃油经济性等方面到底有多优秀,这里我可以拿多挡位AT变速箱中的佼佼者10AT进行一个举例解读说明,比如搭载于凯迪拉克CT6的纵置10AT变速箱。这款变速箱,最大承载扭矩达到了800N·m,目前主要搭载于通用的后驱车型新款凯迪拉克CT6和克尔维特ZL1。

动力平顺性的新高度

多挡位变速器诞生的主要目的之一就是提升动力的平顺性,那么凯迪拉克CT6这款10AT的平顺性到底有多好?我们可以通过换挡衔接的速度、变速箱速比设计的绵密性以及发动机升挡降转速的跨度等几个方面来看。

换挡衔接速度:很长一段时间,保时捷的PDK这种双离合变速箱的换挡速度在行业内奉为无法超越的存在,而如今CT6的这款10AT变速箱1挡升2挡的换挡速度比PDK快了36%,而2挡升3挡、3挡升4挡的速度也分别比PDK快了27%和26%。并且这款10AT还支持快速降挡策略,一次可以降5个挡位,比如从10退到5挡,或9退到4挡。

CT6上这款10AT的一系列数据,都刷新了我们对于AT变速箱换挡速度的认知。这种更快的换挡速度一方面可以提升动力平顺性,还能减少换挡间隙的动力损失,提升燃油经济性和加速性。

绵密的传动速比设计:CT6的10AT在速比的设计上,并没有一味追求过大的速比范围,仅有7.39,比奔驰的9G-tronic(9.14),ZF的9HP(9.82)都要小的多,甚至比上一代8AT的也没大多少。但这就是这款变速箱的特点所在,在7.39的速比范围内,塞进去了10个挡位,并且仅仅只是设置了3个超速挡。而且它最高挡位的速比于上一代8AT差了0.01,这让它的的第十挡在高速巡航时的使用率很高。

CT6这款10AT的速比这样设计带来的好处就是,相邻两挡之间绵密的速比可以让发动机在升挡过程中转速波动尽量小,可以让升挡时发动机转速变化在20%(目前大多数都是控制在25%)以内,因此CT6可以获得更好的动力平顺性和加速响应、同时更有利于发动机在“甜区”运转。

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通用、ZF、奔驰9AT速比对比

CT6的10AT这种绵密速比的设计理念,我们在之前通用横置9AT上就曾见识过,通过设计合理的速比,让每个挡位都能被合理利用,可以提升动力的加速性和换挡的平顺性。而不至于出现类似9HP和9G-tronic在功率较小的发动机上出现9挡或者1挡闲置的问题

燃油经济性的提升

理论上来说,10AT因为有更多的挡位,可以让发动机在更经济、更合理的转速区间运转。同时因为换挡速率更快,减少了换挡间隙中的动力损失,这都在一定程度上提升了动力总成的燃油经济性。而当变速箱的构型确定之后,想要继续提升传动效率就需要在液力变矩器上做文章了。

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液力变矩器工作原理图

我们都知道液力变矩器是决定变速箱传动效率中很重要的一个环节,而液力变矩器工作原理主要依靠搅动变速箱油来传递扭矩,过程中会产生一定的摩擦热损失。那么想要提升传动效率,就可以通过降低传动过中的摩擦阻力,降低热损耗来实现,比如通过降低变速箱油的粘度。但是单纯的降低粘度又会影响扭矩响应,这个时候就需要给变速箱加压,而加压就对变速箱壳体耐压和密封性要求很高。

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CT6 10AT液力变矩器剖切图

CT6的10AT恰恰用的就是这个思路。它使用了粘度较小的润滑油,粘度比原来上一代自动变速箱减少25%(6厘司下降到4.5厘司),同时提升变速箱壳体材料的坚固性和壳体连接处的密封性,从而来降低变速箱的动力损耗,也能减少变速箱热量积聚。

另外这款变速箱在结构和尺寸设计上,都充分考虑轻量化和布置空间的问题。在结构尺寸上,通用的工程师们尽量采用紧凑型的结构设计,比如它的液力变矩器的直径只有260mm,大大缩小了变速器的径向布置空间;比如将离合器进行多重同轴设计,使得做出10个前进挡只采用了四组行星齿轮和六组离合器。所以最终它的结构尺寸与采埃夫和爱信的纵置8AT们尺寸基本相当,也只是比上一代纵置6AT长了2cm。

挡位越多越好?凯迪拉克CT6 10AT背后的秘密

多片式三重离合器

并且总重量上只有106kg,与目前宝马多款车型上搭载的采埃夫8AT重量一致。所以变速箱虽然挡位多了,但是重量上没有给燃油经济性增加负担,结构尺寸没有给布置空间带来负担。

挡位越多越好?凯迪拉克CT6 10AT背后的秘密

从目前额测试数据来看,CT6这款10AT的燃油经济性相较前代有了2%的提升。虽然数据上没有我们想象的那么大,但是与通用高效率的2.0T发动机配合,让CT6的百公里油耗只有7.1L,这对于一款车长超过5.2m的豪华车型来说,已经相当有竞争力了。

挡位越多越好?凯迪拉克CT6 10AT背后的秘密

综述:从CT6这款10AT变速箱的结构尺寸、最大承载扭矩、变速箱速比设计综合来看,它能匹配的发动机排量范围可以很宽广,从2.0T~4.0T的涡轮增压发动机都可见轻松驾驭,而自吸6.5L以下的发动机,只要搭载车型的纵向空间足够,那么都是可以搭载。

挡位越多越好?凯迪拉克CT6 10AT背后的秘密

在目前豪华车激烈的竞争环境下,任何一个可以提升产品竞争力、提升用户驾乘感受的技术都值得去尝试,这就是凯迪拉克当下在做的。率先在高端豪华车型中推出了10AT变速箱,让用户体验到了极致的动力加速平顺性的同时,还能兼顾到燃油经济性,在一定程度上提升了CT6的产品竞争力。同时,凯迪拉克这种勇于创新、追求极致性能的品牌精神,会为它俘获较多的市场消费认同感。

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