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《汽车与驾驶维修》

开博时间:2016-11-21 21:26:00

创刊于1992年的《汽车与驾驶维修》杂志,是国内最早专注于中国汽车行业的专业媒体之一,也是最早服务于汽车后市场的专业期刊。

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好帮手--浅谈自动变速器技术

2008-12-27 21:47:45

  作为动力总成的一部分,变速器对于车辆动力性能、油耗及排放,同样起着至关重要的作用。先进的变速器可以帮助发动机更好地发挥其优良性能,实现车辆动力性与经济性的最佳结合,创造高性能与低排放的完美平衡。在本文中介绍几种不同类型的自动变速器,它们代表了现代汽车最新的自动变速器技术。

  DSG直接换挡变速器

  在一般车辆上只有手动与自动两种变速器,手动变速器换挡必须通过离合器的分离与接合实现,而在分离与接合之间就产生了动力传动暂时中断的现象,而自动变速器传动控制装置是采用液力变矩器,同样存在传动响应迟缓的状况。

  DSG是Direct Shift Gearbox的英文缩写,中文意思是“直接换挡变速器”,具有双离合器的结构设计。它将手动和自动变速器的功能合而为一,综合了各自的优点,一个离合器控制单数挡位齿轮,另一个离合器则控制双数挡位齿轮,当变速器挂入1挡时,2挡齿轮就已经啮合,等到换挡时机一到,第二离合器就与发动机输出轴接合而换入2挡,在此同时,由第一离合器所控制的3挡齿轮组也完成了啮合,等待下一个换挡指令。

  由于DSG直接换挡变速器没有变矩器及离合器踏板,其多片湿式双离合器是由位于变速器顶部的电子液压控制系统来操控,因此它的反应非常灵敏,具有很好的驾驶乐趣,双离合器式变速器的应用,让车辆在加速过程中不会有动力中断的感觉,加速更加强劲、平顺,而装备有DSG直接换挡变速器的车辆0~100 km/h加速时间比装备传统手动变速器的车辆还要短。

  DSG直接换挡变速器也有手动和自动两种控制模式,除了换挡手柄可以控制外,车辆的方向盘上还配有手动控制的换挡拨片,在行驶中,两种控制模式之间可以随时切换。选用手动模式时,如果不采用升挡操作,即使将油门踩到底,DSG变速器也不会自动升挡。而且在手动控制模式下,也可以实现跳跃降挡。此外DSG变速器在换挡过程中实现了微小的液压功耗损失和极短的换挡时间,能使整个换挡过程达到最高效率,从而降低了能量的损失,提高了加速性和汽车的燃油经济性。


大众Golf是使用DSG自动变速器的代表车型

  ●DSG变速器采用2个离合器和6个前进挡的传统齿轮变速器结构作为动力的传输部件。变速器内部装有2根同轴心的输入轴,1挡起步时离合器1接合,通过输入轴1将动力传输到1挡齿轮,再输出到差速器。此时离合器2是分离状态,实际上并没有动力在传递,只是预先选好挡位,为接下来的升挡做准备。变速器进入2挡后退出1挡,同时3挡则预先接合。

  在降挡时,同样有2个挡位是接合的,如果4挡正在工作,则3挡作为预选挡位而接合。DSG变速器的工作过程中总是有2个挡位是接合的,一个正在工作,另一个则为下一步做好准备。

  multitronic®无级变速器

  multitronic®是奥迪研制开发的一款无级变速器,它融合了手动变速器的动态性和经济性以及自动变速器的便利性。虽说是无级变速器,但它区别于一般的CVT变速器,是奥迪独创的变速器技术。

  由于采用了无级变速和自适应图谱控制,multitronic®变速器始终具有最高扭矩的发动机转速范围。因此,与传统的手动或自动变速器相比,multitronic®变速器提供了更加出色的加速度。变速器内部的V型钢片链条是multitronic®无级变速技术的主要标志和特征。同时再配合独特锥形齿轮,不仅可带动大排量发动机并且始终与发动机的转速相匹配。

  在变速器上安装了一种称为多片式链带的传动组件,这种组件能够传递和控制峰值扭力高达280 N•m的动力。因此多片式链带大大拓展了无级变速器的应用范围,而且这种无级变速器的传动比远远超过了以前各种自动变速器的传动比极限值。另外,multitronic®变速器还利用了湿式多片式离合器取代了以前传统CVT和普通自动变速器车上的液压变矩器。这种离合器的明显优势是耗能少,反应迅捷,和F1赛车采用的半机械式电子离合器极为相似。通过对液压系统的优化,multitronic®变速器可以确保离合器调节顺畅,而且不会发生拖曳、打滑等现象。与齿轮传动的自动变速器不同,multitronic®变速器的速比变化并没有传统自动变速器那样的顿挫感,真正满足驾驶者对动力性、经济性、舒适性各方面的要求,同时能够将驾驶者的技术发挥得淋漓尽致。

  ●链条在变速器中的两个可调节式V形带轮之间运转,通过摩擦来传输发动机的驱动力。两个可调节式V形带轮组成了multitronic®变速器的变速装置,通过两个锥齿轮面的接合或分离来改变链条的运转半径,从而将发动机转速连续地减慢或加快,并将发动机动力传递到驱动桥和车轮。锥形面的调节是通过液压方式,并借助不同的控制特性。

  液力扭矩传感器同时确保链板始终适当地张紧,并确保扭矩在传输时不会产生滑动。链条在V形带轮的更内侧或更外侧运转,在各种行驶状态中产生理想的无级变速。链条由1 000多个链节和75副链销构成的新设计实现了最大程度的灵活性和大扭矩的动力传输。

  7G-TRONIC自动变速器

  奔驰所使用的7G-TRONIC自动变速器最大特点是将前进挡位设置为7挡模式,自动变速器通过对发动机转速的细微改变做出及时响应,在不同的驾驶状况下均可提供最佳传动比。因此,7G-TRONIC变速器能够使车辆燃油效率、驾驶舒适性及油门响应速度得到进一步提升。这款自动变速器的前进挡从5挡增加到7挡,形成了更大的传动比范围,同时各个传动比之间也比普通5挡自动变速器更加接近,使换挡平稳顺畅。

  7挡模式使自动变速器能够保持较低的发动机转速增量,这对于确保最佳的变速器速比具有重要意义,同时也增大了最低挡位和最高挡位之间的速比范围,使得电子控制模块能够更加灵活地调整换挡时机,提高自动变速器的响应特性。使用7G-TRONIC自动变速器还降低了发动机的平均转速,在降低油耗和噪声方面均有明显改善。行驶过程中,7速自动变速器可降低平均油耗,提升0~100 km/h的加速时间,并能够显著提高车辆在60~120 km/h的中间挡位加速性能。

  当驾驶者通过换挡来迅速减速时(强制降挡),7G-TRONIC自动变速器并非始终严格按照顺序来选择挡位。7G-TRONIC在必要时将跳过某个挡位,例如从7挡直接退至5挡,或从5挡直接退至3挡。在这种情况下,通过强制降挡迅速加速时实际上只需要两次换挡,而不是通常所需要的四次换挡。7G-TRONIC自动变速器与其前身一样,液力变矩器的锁止离合器是其另一卓越特性。在许多情况下,该系统在很大程度上消除了涡轮和泵轮之间的滑动。这需要在发动机曲轴和变速器轴之间适当的地方形成虚拟固定连接,从而极为有效地阻止输出功率的损失。常规的自动变速器在高速挡时才能实现液力变矩器锁止,而7G-TRONIC自动变速器的锁止离合器从第一挡开始就可以发挥作用。

  ●作为奔驰投放新技术的车型平台,奔驰E系列率先使用了7G-TRONIC自动变数器,现在此项技术已经延伸到C系列和S系列车型上

  ●7个前进挡使发动机时刻保持在最佳转速水平,而且换挡过程使驾驶者难以察觉。降挡时,7G-TRONIC自动变速器可以跳过数个挡位,以获得更快的变速换挡效果。

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