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变速箱未来预测:MT将会终结·减速器会替代AT

内容概述:MT变速箱的优缺点与未来预测,变速箱类型的全面升级。MT·manualtransmission释义为手动变速箱,下文均简称MT。MT汽车是老司机们接触的第一类车型,原因为早期自动挡车辆的选项是凤毛麟角,少数选项的价格也超越了大部分汽车用户的消费能力(贵)。

所以对于MT有太多人是有情节的,只是情节可以存在但是不应该成为接受新事物的阻碍;随着自动变速箱制造成本的逐渐下探,除非购车预算的限制否则不应该拒绝升级。

01变速箱的历史

1:1939年通用汽车制造了第一台量产装车的「4AT」自动变速箱,这机器在上市之初随即成为走俏。在短短的时间内自动挡汽车的保有量猛增接近百万台,在20世纪中叶已经是非常可观的数字了。而且这种变速箱不仅仅用于汽车,在军工领域也有一定占有率,比如某些Tank也是用这种机器。

2:1939年双离合自动变速箱也已经问世,第一台装备DCT的汽车品牌是雪铁龙汽车,不过因为第二次世界大战而被搁置,知道1980年保时捷才重拾这种机器开始用于赛车。在21后双离合通过大众汽车开始普及,虽然初期使用的干摩擦式离合器稳定性非常差;但随之升级的湿式双离合足够稳定,重要的是拉低了自动挡汽车的消费门槛,因为这种机器的制造成本低。

自动挡汽车似乎不是什么新鲜技术,只是国内汽车消费热潮只是在近15年左右才开启;而消费升级的速度决定了初期仍会以MT为主,所以时间周期还不足够改变对MT的特殊解读。

然而自动变速箱注定会替代MT,因为对于大部分家用汽车用户而言,驾驶并不是一项值得炫耀的技能;随着汽车保有量的飞速增长,驾驶汽车就像是走路一样的平常。那么操作汽车自然是越简单越好,或者说任何操作都应当简化,技术的升级为的就是降低操作强度以提升用户体验。

02MT的优缺点

如果说MT变速箱有什么优点的话,也许只有「制造成本低」这一项了。在传动效率、换挡速度、平顺体验以及耐用性等多方面都没有优势。

1:MT的传动结构是依靠单组干式离合器,与发动机飞轮刚性结合接受并传递动力;同时通过齿轮箱传递动力。这种结构只能让MT的传动效率达到≥80%的水平,也就是说传动过程中有较大的动力损耗。

比如摩擦片的系数决定了损耗较大,特殊的压力与飞溅润滑系统会损耗功率。简而言之为MT变速箱在节油与性能方面并不理想,量产手动汽车节油只是因为推重比合理而已,然而以小排量NA(自然吸气)发动机为主也基本谈不到驾驶乐趣。

2:换挡顿挫问题是MT汽车解决不了的。造成换挡顿挫的原因很好理解,换挡过程中会通过离合器踏板分离发动机与变速箱的连接,在完成换挡动作后才会再次结合。

在这一过程中松开油门会造成发动机转速的下降,MT换挡动作是按照“秒”来计算的。结果是转速大幅下探,结合档位时的转速足够低则输出功率低,低功率能实现的车速低于滑行时速,于是则会出现短暂的「发动机制动」,加油门后才会取消。MT的换挡效率很低,所以顿挫问题无解。

03自动的升级

≥6AT≥7DCT符合上述标准的自动挡汽车,似乎在正常驾驶过程中是几乎感觉不到顿挫的吧。原因正在于换挡的速度可以非常非常快,这些机器利用电磁阀系统以迫力油极速的切换档位,普通的机型换挡速度普通≤1秒,优秀选项只需要几百甚至不足三位数的毫秒水平。

换挡速度快则转速回落程度可控,不会出现发动机制动则会非常平顺;所以自动变速箱首先提高了驾驶品质,同时也会更节油。

排量≥1.5T/2.5L的汽车,装备普通的6MT的变速箱油耗并不低,因为传动比的宽度是严格受限制的。想要通过前进挡降低耗油量则需要模仿货车,使用挡位数量动辄10/12个纵置变速箱;然而这种复杂的操作又不是普通汽车用户能够掌握的,同时也会大幅提升操作的强度而造成用户流失。

然而自动变速箱已经从10万级开始逐渐匹配「≥8AT/7DCT」的选项,在动力冗余的前提下足够多的前进挡就能让循环驾驶的转速更低,油耗自然也是会更低一些的。至于≤1.6L-NA动力的汽车,6AT以下的选项虽然不能让油耗更低,但也至少更省力。

04减速器的未来

汽车行业的未来一定是「电驱」,因为石油储能与排放问题已经到不得不转型的程度了。而替代能源又只有电能为清洁型且能够无限获取,所以一线车企已经有十几家公布了燃油汽车停产规划,最早已经从2019年开始,平均节点是在2025年截至。

业内曾经风传2025年将会是燃油车停售(不停用)的节点,这是工业和信息化部曾经释放的信号。假设此时会全面将家用汽车更新为电动,那么MT的时代也就必然结束了。

知识点1:内燃机需要变速箱的原因,是为了通过不同的齿轮比,实现不同车速以「相同转速」运行。说白了就是让发动机的转速始终保持在1500~4000rpm区间,因为内燃机的热效率(转化比例)实在太低,平均值能达到35%就算挺不错。频繁的高转速运转会让油耗非常之高。

同时依靠燃烧产生热能转化为机械能的方式也不理想,因为会产生较为严重的振动与磨损,且转速越高磨损越严重。所以燃油汽车必须通过多档位变速箱稳定转速,才能达到可以接受的NVH与耗油量。

知识点2:电动机是不需要多前进挡变速箱的,因为这种机器的能源转化效率高达95%左右(永磁同步电机标准·异步交流电机低15%左右)。也就是说消耗同样的能量,电机指浪费不足10%,而内燃机则会浪费超过60%,等效转化后电动机自然不用担心以高转速运行的能耗。

重点是电动机是几乎没有振动与噪音的,因转子悬浮的布局与定子不接触,唯一接触的是转子轴承。所以这种机器即使高转运转也会很安静,优秀的电机是可以达到1.5~2.0万转的,于是这种机器也就不需要变速箱了。

知识点3:电机+减速器=无级变速。所谓减速器指只有一组齿轮比(前进挡)的变速箱,其功能是通过齿轮组合降低输出轴的转速,防止车辆的车速和电耗过高。传动轴与车速的控制任然是以电机转子的速度决定,这就相当于燃油车只有1挡、依靠转速调整车速,是不是最佳的无级变速状态呢?

这就是未来变速箱的形态,燃油车复杂的多前进挡自动变速箱也会被淘汰,现阶段很多关于变速箱的问题实际都是内燃机的缺点导致的结果。关于变速箱就聊这么多,MT注定是过去式了。

编辑:天和Auto-汽车科学岛

责编:天和MCN

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