[汽車之家 基礎(chǔ)知識(shí)]  去年，福特申請(qǐng)了11速自動(dòng)變速箱專利，前不久本田也同樣曝光了11速自動(dòng)變速箱的專利。如今車企們一言不合就將擋位數(shù)飆到了10個(gè)以上，難道未來的趨勢(shì)是擋位越來越多嗎？個(gè)位數(shù)擋位的自動(dòng)變速箱是否將會(huì)成為過去？

● AT變速箱擋位越來越多，您怎么看？

　　在乘用車領(lǐng)域里，目前量產(chǎn)的自動(dòng)變速箱擋位最多的是9速自動(dòng)變速箱（本文所聊的自動(dòng)變速箱是指普通的AT變速箱，AT：Automatic Transmission，不包括雙離合器變速箱和CVT變速箱）。如今應(yīng)用最廣泛的可以說是采埃孚（ZF）的橫置9AT變速箱，代號(hào)為9HP，搭載這款變速箱的車型主要有路虎攬勝極光、克萊斯勒Pacifica、克萊斯勒200、菲亞特500X、謳歌TLX……在《那些使用ZF 9AT的車型你知道幾個(gè)？》文章中我們一一列舉了所有搭載采埃孚9AT的車型，其中最早應(yīng)用的便是Jeep自由光。

　　隨后，最早應(yīng)用AT變速箱的美國人甚至不滿足于9AT了，通用和福特聯(lián)手進(jìn)行了10AT變速箱的研發(fā)。今年，通用官方透露將在雪佛蘭全新科邁羅ZL1上配備10AT變速箱，而福特也將在F-150上應(yīng)用兩家的結(jié)晶。10AT還沒有正式量產(chǎn)，福特和本田又將擋位上升至了11個(gè)，并紛紛申請(qǐng)了自己的專利。這樣的“黑科技”曝出之后，網(wǎng)友們?cè)隗@乎之余也不免表達(dá)了一些疑慮。

　　我們到底需不需要買更多擋位變速箱的車型？自動(dòng)變速箱的擋位越多就越好嗎？為進(jìn)一步了解廣大網(wǎng)友對(duì)此的看法，我們進(jìn)行了一次在線投票。

　　經(jīng)過一天時(shí)間的投票，可以看到網(wǎng)友們大部分認(rèn)為，自動(dòng)變速箱的擋位越多不見得越好，因?yàn)樽兯傧涞钠巾樞浴⑷加徒?jīng)濟(jì)性不單單與擋位數(shù)量有關(guān)，還有與發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的匹配和標(biāo)定有重要聯(lián)系。到底是不是這樣？我們先了解一下AT變速箱的原理，然后再進(jìn)一步探討。

● AT變速箱是如何工作的？

　　目前，主流的AT變速箱結(jié)構(gòu)主要是由變速器殼體、液力變矩器、行星齒輪組、多片離合器、傳動(dòng)軸及其控制機(jī)構(gòu)（電磁閥、油路）等部件組成。在手動(dòng)擋變速箱中，每一個(gè)擋位都有一組常嚙合的齒輪，更換擋位時(shí)只需要通過換擋撥叉將輸出軸與該擋位輸出齒輪的花鍵結(jié)合即可。與手動(dòng)變速箱的結(jié)構(gòu)相比，AT變速箱的核心換擋部件不再是常嚙合的齒輪，而是多組的行星齒輪組和多片離合器。

　　采埃孚9AT變速箱的工作原理如下：

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　　由于行星齒輪組的工作特性，AT變速箱并不需要手動(dòng)變速箱那么多的齒輪參與工作，所以相比傳統(tǒng)手動(dòng)變速箱結(jié)構(gòu)，行星齒輪組讓變速箱的體積和重量都得到了減小。依靠行星齒輪組之間巧妙的排列組合便能變換出不同的傳動(dòng)比，例如采埃孚6AT（代號(hào)6HP）采用了三套行星齒輪；通用的8AT采用了四套行星齒輪組；采埃孚9AT（代號(hào)9HP）中也使用了四套行星齒輪組。

　　在AT變速箱中有一個(gè)另類，它便是本田的平行軸AT變速箱。這種變速箱沒有行星齒輪結(jié)構(gòu)，一組組的常嚙合齒輪讓它看上去更像是手動(dòng)變速箱。但相比手動(dòng)變速箱，平行軸AT變速箱又多了液力變矩器和多片離合器。因此，可以說本田更像是在手動(dòng)變速箱的基礎(chǔ)上開發(fā)出了平行軸AT變速箱，節(jié)約了研發(fā)成本。但隨著時(shí)間的推移，主流的自動(dòng)變速箱從6AT發(fā)展到了7AT、8AT甚至9AT，本田的平行軸AT變速箱逐漸不再適應(yīng)潮流。

● 為什么AT變速箱的擋位越來越多？

　　從1908年AT變速箱被發(fā)明起，前九十多年的時(shí)間里，以行星齒輪組為基礎(chǔ)的AT變速箱在結(jié)構(gòu)方面逐漸趨于成熟，諸如液力耦合器、液力變速器、帶鎖止離合器的液力變矩器等一個(gè)個(gè)的新發(fā)明讓AT變速箱成為了主流的自動(dòng)變速箱技術(shù)；而最近的十幾年，AT變速箱的結(jié)構(gòu)和技術(shù)上很難再有大的突破，所以為了不斷地提高AT變速箱的各項(xiàng)性能，尤其以應(yīng)對(duì)各國家的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放法規(guī)，目前廠家們便選擇了不斷增加變速箱擋位來取得進(jìn)步。

● AT變速箱的擋位會(huì)不會(huì)無限地增加呢？

- 采埃孚的9AT到底牛在哪？為什么有那么多廠商爭著搶用？

　　對(duì)于縱置變速箱來說，尺寸上的些許增加也許并不會(huì)影響到整車的布置。而對(duì)于橫置變速箱來說，車輛對(duì)變速箱的尺寸則會(huì)非常敏感。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)艙橫向空間所限，變速箱尺寸一絲一毫的增加往往會(huì)影響到整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部件的布置問題。AT變速箱的擋位增多意味著行星齒輪組的個(gè)數(shù)也會(huì)增多，變速箱尺寸也不得不增加，這也是很多廠家沒有進(jìn)一步擴(kuò)展AT變速箱擋位的重要原因。這會(huì)是難以解決的矛盾點(diǎn)嗎？看看采埃孚（橫置）9AT是如何解決的？

　　困擾廠商們?cè)黾幼兯傧鋼跷坏牧硪粋�(gè)難題是重量，為了盡可能地減小9AT的自身重量，采埃孚使用了鋁合金變速箱殼體，提高了輕量化水平�？傊�，采埃孚對(duì)尺寸、重量的控制讓這款9AT變速箱適用于了橫置發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)的車型，也幫助很多廠商步入了9AT變速箱的時(shí)代。

- 9AT會(huì)是極限嗎？

　　2015年，奔馳的研發(fā)部門發(fā)表聲明稱，“我們沒有興趣去研究超過9個(gè)擋位的自動(dòng)變速箱，因?yàn)楸捡Y通過超過810億次電腦模擬數(shù)據(jù)測(cè)試之后，發(fā)現(xiàn)目前的9擋自動(dòng)變速器是最好的產(chǎn)品”。同樣來自采埃孚ZF的CEO表示9擋是目前自動(dòng)變速箱的極限，更多的擋位代表著更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和更大的自身重量，這對(duì)于節(jié)能是沒有任何意義的。AT變速箱的擋位數(shù)極限到底是多少？9擋？10擋？11擋？

　　擺在面前的困難正如采埃孚CEO所說的，擋位越多結(jié)構(gòu)就會(huì)越復(fù)雜，同時(shí)由于齒輪數(shù)量的增加，變速箱重量控制不好還會(huì)影響整車的燃油經(jīng)濟(jì)性。對(duì)縱置變速箱來說，變速箱的尺寸問題或許不太明顯，但對(duì)于橫置變速箱來說，尺寸問題將會(huì)是研發(fā)的一個(gè)重要挑戰(zhàn)，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)艙所允許布置的空間是有限的。在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷增加的擋位顯然是有限的，AT變速箱擋位會(huì)繼續(xù)增加嗎？或許未來一項(xiàng)新的重大技術(shù)革變才會(huì)讓其成為可能。

● 自動(dòng)變速箱擋位越多就越好嗎？

　　我們知道專業(yè)的圍棋一般分為九段，從一到九，段位越高代表的水平越高。而自動(dòng)變速箱是否也如圍棋一般，擋位數(shù)越多就越好呢？

　　在聊自動(dòng)變速箱是不是擋位越多越好前，我們先來明確一下什么樣性能的變速箱才是好的自動(dòng)變速箱。我們知道變速箱的基本作用是：1、實(shí)現(xiàn)變速和變矩，通過改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)不同的行駛條件，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)盡可能地保持在有利的轉(zhuǎn)速區(qū)間工作；2、能在必要時(shí)中斷動(dòng)力的傳輸，使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)啟動(dòng)和怠速運(yùn)轉(zhuǎn)；3、實(shí)現(xiàn)倒擋。

　　一般來說，消費(fèi)者認(rèn)為優(yōu)秀的自動(dòng)變速箱主要表現(xiàn)是在滿足基本的功能外，還要有平順性好、燃油經(jīng)濟(jì)性好、動(dòng)力響應(yīng)快、耐久性好等特點(diǎn)，直白地說就是沒有較強(qiáng)頓挫感、省油、換擋干脆利落，而且還皮實(shí)耐用。那么消費(fèi)者所要求的這些性能是否與擋位數(shù)有直接聯(lián)系？

- 擋位越多越省油？

　　理論上來說，變速箱擋位越多，可選擇的傳動(dòng)比數(shù)量就越多，在不同工況下能讓發(fā)動(dòng)機(jī)處于更經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)速區(qū)間，從而能達(dá)到更好的燃油經(jīng)濟(jì)性。但是擋位越多越省油的前提，還要看AT變速箱的換擋邏輯以及與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配是否合理。

　　與CVT變速箱不同，AT變速箱、雙離合變速箱以及手動(dòng)變速箱都是依靠不同的齒輪組嚙合，來切換不同的傳動(dòng)比，達(dá)到變速、變矩的換擋效果。在切換不同齒輪組的間隙時(shí)間里，發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)損失一定的功率。

　　發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱的匹配好壞影響了燃油經(jīng)濟(jì)性，AT變速箱不能只看擋位數(shù)的多少，在不同的工況下，通過合理的擋位設(shè)定才能讓發(fā)動(dòng)機(jī)處于最經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)速區(qū)間，從而節(jié)約燃油。

- 擋位越多變速箱響應(yīng)就越快？

　　從變速箱的工作原理來看，影響變速箱響應(yīng)速度的并不是變速箱擋位的數(shù)量，而主要是與變速箱ECU以及換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)有關(guān)。換擋響應(yīng)速度的背后也同樣反映了廠家們?cè)谘邪l(fā)數(shù)據(jù)方面的積累，通過長期對(duì)不同車型的試驗(yàn)，依靠多年的數(shù)據(jù)支撐，優(yōu)秀的變速箱公司能夠讓變速箱更聰明，在應(yīng)對(duì)不同的行駛工況時(shí)可以迅速地讓變速箱做出正確的反饋，而不會(huì)遲疑那么一下再做判斷。

- 擋位越多就越平順嗎？

　　變速箱的每一個(gè)擋位意味著一個(gè)固定的傳動(dòng)比，擋位越多意味著變速箱可選擇的傳動(dòng)比就越多，下面我們看看傳動(dòng)比越多是否能直接影響平順性？

　　從福特6AT與奔馳7AT的傳動(dòng)比對(duì)比來看，兩者都是將5擋設(shè)定成直接擋（傳動(dòng)比為1.00），奔馳7AT比福特6AT多出的擋位是在超速擋（傳動(dòng)比小于1.00）。對(duì)于超速擋來說，主要是在良好鋪裝路面上高速行駛時(shí)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)然，變速箱的傳動(dòng)比也不能設(shè)定得太小，比如……

　　擋位越多其實(shí)與平順性沒有直接的聯(lián)系，而更多的是發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱的匹配、換擋邏輯等有關(guān)。諸如采埃孚9AT變速箱比大部分8AT或者7AT多出來的擋位都集中在了超速擋，擴(kuò)充更多的超速擋很明顯是為了在高速行駛時(shí)獲得更好的燃油經(jīng)濟(jì)性。

　　也許你會(huì)說，擋位越多可以將變速箱的傳動(dòng)比落差設(shè)計(jì)得越�。▊鲃�(dòng)比更密），從而變速箱換擋的沖擊也就會(huì)越小，平順性也就越好，這樣的結(jié)論客觀嗎？

　　液力變矩器不僅能傳遞和放大扭矩，在變速箱換擋的過程中，它還能一定程度地吸收換擋時(shí)齒輪之間的沖擊，如果液力變矩器調(diào)校的有問題，擋位再多、換擋沖擊再小也同樣會(huì)產(chǎn)生頓挫感。

　　通過液力變矩器中導(dǎo)輪和鎖止離合器的調(diào)節(jié)，它能讓AT變速箱各擋位的固定傳動(dòng)比變成浮動(dòng)的數(shù)值，從某種角度來說能夠達(dá)到一定程度上CVT變速箱的特性。例如，變速箱在3擋固定齒比的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)2000轉(zhuǎn)時(shí)，車速為40km/h；而搭載AT變速箱的車型以40km/h行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以在1500-2500轉(zhuǎn)浮動(dòng)，其原理是AT變速箱中液力變距器的打滑，能夠允許發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端與變速箱輸入端存在一定的轉(zhuǎn)速差。當(dāng)然，獲取平順性同時(shí)也會(huì)損失一定的燃油經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)橐毫ψ兙仄鞯拇蚧�意味著發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力有一部分沒有轉(zhuǎn)化成扭矩，而流失掉了。

　　液力變矩器并不是AT變速箱不可或缺的一個(gè)組成部分，例如梅賽德斯-AMG在諸如C 63 AMG（W204）、SL 63 AMG（R230）等一些運(yùn)動(dòng)型車上便搭載了沒有液力變矩器的7AT變速箱，它以多片離合器來進(jìn)行代替，相比液體傳動(dòng)的“軟連接”，在動(dòng)力傳遞效率方面要更優(yōu)秀。當(dāng)然，在提升效率的同時(shí)其或多或少的會(huì)對(duì)舒適性有一些影響，但對(duì)一款高性能的AMG車型來說或許這都不是問題。

　　從結(jié)構(gòu)和材質(zhì)上來看，也能看出梅賽德斯-AMG的這款變速箱其實(shí)不單單是追求燃油經(jīng)濟(jì)性的主兒。鎂合金殼體讓它有著不一般的輕量化水平，相比液力變矩器，電磁閥控制的多片離合器在響應(yīng)速度上大幅提升，所能承受的最大扭矩也更高，這些都讓它更適合于追求運(yùn)動(dòng)性的車型。對(duì)于普通家用車來說，梅賽德斯-AMG的這款高性能變速箱顯然在成本上是難以承載的，現(xiàn)階段普通的AT變速箱或許依然是最合適之選。

● 總結(jié)

　　總之，自動(dòng)變速箱的擋位數(shù)量與平順性、響應(yīng)速度等沒有太直接的聯(lián)系，對(duì)于9AT、10AT甚至11AT變速箱而言，并不見得會(huì)比一款調(diào)校得當(dāng)?shù)?AT變速箱要更優(yōu)秀。決定變速箱性能的因素更多是變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配和設(shè)定、變速箱何時(shí)換擋、液力變矩器的性能、鎖止離合器何時(shí)鎖止等等。當(dāng)然，這也是不說擋位多了反而不好。擋位越多，變速箱的傳動(dòng)比能夠進(jìn)行更寬泛地設(shè)定，例如最高擋位的傳動(dòng)比可以設(shè)計(jì)得更小，從而讓發(fā)動(dòng)機(jī)在車輛高速巡航時(shí)進(jìn)行較低轉(zhuǎn)速的運(yùn)轉(zhuǎn)，獲得不錯(cuò)的燃油經(jīng)濟(jì)性。

　　目前來看，乘用車領(lǐng)域里，采埃孚的9AT變速箱是量產(chǎn)AT變速箱中擋位最多的一個(gè)，至于10AT、11AT是否能夠順利量產(chǎn)，相信廠家們還需進(jìn)一步解決因擋位增加而帶來的變速箱尺寸、重量、成本控制以及耐久性等難題。作為一名普通的消費(fèi)者，或許我們不必像追求蘋果手機(jī)一樣趕時(shí)髦，盲目“攀比”越來越多擋位的變速箱，而應(yīng)該綜合價(jià)格、性能以及可靠性等因素，選擇最適合自己的那一款。（文/圖 汽車之家 夏志猛 部分圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

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