集齊DCT/CVT/AT 聊韓國車企變速箱技術(shù)
說到變速箱技術(shù),我們經(jīng)常會想到ZF、德國GETRAG、愛信、Jatco等日本專業(yè)變速箱巨頭??v觀全球車企,如果說采購專業(yè)變速箱公司生產(chǎn)的產(chǎn)品已經(jīng)成為國際趨勢,那么一些韓國車企似乎并沒有跟隨這一趨勢。比如現(xiàn)代-起亞集團已經(jīng)悄然打造了全面的自動變速箱格局。
其實每個車企對自動變速箱都有自己的理解,比如幾個有代表性的車企:大眾很多車型都配備了雙離合變速箱;三菱、日產(chǎn)等日企更青睞CVT寶馬熱衷于ZF提供的AT自動變速箱。雖然韓國汽車工業(yè)發(fā)展較晚,但一向主張獨立自主的現(xiàn)代-起亞集團始終愿意獨自研究所有的汽車技術(shù)。在自動變速箱方面,不知不覺已經(jīng)構(gòu)建了非常全面的格局。
目前,現(xiàn)代-起亞集團已經(jīng)量產(chǎn)了DCT、CVT、AT三種不同的變速箱技術(shù),分別為前輪驅(qū)動車型和后輪驅(qū)動車型開發(fā)了不同的變速箱。面對混合動力技術(shù)日益火熱的趨勢,HEV混合動力動力分配機構(gòu)及其匹配的自動變速器被專門開發(fā)出來?,F(xiàn)代旗下的POWERTECH和DYMOS主要為現(xiàn)代-起亞集團生產(chǎn)變速箱。PowerTech主要負責(zé)AT和CVT變速箱,而Dymos主要生產(chǎn)DCT變速箱和手動變速箱。
●追求高效率,現(xiàn)代選擇干式雙離合變速箱
大眾的干式DCT變速箱一度備受爭議。由于這場風(fēng)暴,大眾開始向更可靠的濕式離合器發(fā)展。目前邁騰(查成交價|參配|優(yōu)惠政策)、帕薩特(查成交價|參配|優(yōu)惠政策)等都采用濕式雙離合變速箱。
離合器摩擦片干式離合器的冷卻方式不同于濕式離合器。它沒有油冷系統(tǒng),而是直接依靠風(fēng)冷降溫,所以冷卻效果不如濕式離合器。干式離合器的設(shè)計難點之一在于,面對城市擁堵的道路,如果變速箱的控制邏輯設(shè)計不好,離合器長期處于半聯(lián)動狀態(tài),變速箱很容易過熱,從而引發(fā)一系列問題。
干式DCT變速箱的控制邏輯問題也困擾著現(xiàn)代。近日,北京現(xiàn)代宣布召回部分搭載7速DCT變速箱的北京現(xiàn)代途勝1.6T車型,共計98684輛。原因是車輛啟動可能會有延遲。
北京現(xiàn)代官方表示,他們將通過軟件升級變速箱控制單元,優(yōu)化換擋邏輯,解決起步延遲問題。我們來看看現(xiàn)代途勝配備了什么樣的干式DCT變速箱。
-現(xiàn)代-起亞開發(fā)了什么樣的干式7速DCT?
2021年,現(xiàn)代產(chǎn)生了開發(fā)干式7速DCT變速箱的想法。經(jīng)過三年的研發(fā),現(xiàn)代旗下的DYMOS終于量產(chǎn)了,歐洲的現(xiàn)代索納塔(查成交價|參配| 韓國人為什么沒有跟隨濕DCT的落后趨勢?重要原因是干式離合器的成本低于濕式離合器?;谕瑯拥腞&D理念,現(xiàn)代起亞集團一次量產(chǎn)了兩個干式7速DCT變速箱。這兩個變速箱結(jié)構(gòu)相同,但齒輪和離合器的尺寸不同,因為它們承受的最大扭矩不同。 不同的檔位參數(shù)使得兩個DCT變速箱的傳動比范圍不同。與D7GF1相比,D7UF1變速箱的傳動比范圍更寬。在低檔位,D7UF1的傳動比更大,輸出扭矩更大,可以更快的加速車輛。此外,最高擋的傳動比更小,可以在高速巡航時降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)更好的燃油經(jīng)濟性。與現(xiàn)代6AT變速箱相比,官方估計這款干式7速DCT變速箱的燃油效率提升了5%。 現(xiàn)代R&D人員承認,其實這兩款變速箱最大的研發(fā)難點在于尺寸的縮小問題。與我們自己的手動變速箱相比,7速DCT變速箱的離合器尺寸更大,變速箱中的齒輪數(shù)量也更多,所以如果變速箱的整體尺寸不能做得足夠小,體積問題會讓它很難與更多的車型匹配。 -在DCT換擋模式方面,現(xiàn)代更像是福特的“套路” 在DCT的技術(shù)方向上,現(xiàn)代和福特的套路更為相似,因為他們不僅選擇干式離合器,還采用電機驅(qū)動換擋來替代傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)。電動換擋將現(xiàn)代7速DCT變速箱的換擋速度提高了15%。此外,從理論上講,換擋過程中消耗的動力也較小,因為電機系統(tǒng)不像液壓控制系統(tǒng)那樣需要液壓泵一直工作來維持液體壓力,這對燃油經(jīng)濟性也起到了積極的作用。 -如何防止干式離合器過熱? 在干式雙離合領(lǐng)域,德國的LuK和美國的博格華納是雙離合模塊的兩大主要供應(yīng)商。事實上,舍弗勒集團旗下的LuK在技術(shù)和成本控制上有很大優(yōu)勢,因此占據(jù)了大部分市場份額。比如福特的干式6速DCT變速箱和大眾的干式DCT變速箱都使用了這家公司的產(chǎn)品。當(dāng)然,現(xiàn)代沒有理由不使用Luk的雙離合模塊。 與濕式DCT變速箱相比,離合器片過熱無疑增加了干式DCT變速箱的技術(shù)難度。比如變速箱換擋的控制邏輯一定要更加“智能”,始終根據(jù)離合器片的溫度進行調(diào)整。然而,準(zhǔn)確測量離合器片的溫度已經(jīng)成為很多廠家無法突破的技術(shù)瓶頸。那么現(xiàn)代技術(shù)如何解決呢? 因此,現(xiàn)代工程師只是停止癡迷地測量離合器片的溫度,然后設(shè)置變速箱的控制邏輯。他們在世界各地都進行過路試,比如德國的高速公路速度無限,首爾擁堵的城市道路有很多坡道,長途巡航的美國大道,中東的高溫路況,東歐的寒冷氣候,中國復(fù)雜崎嶇的路況。最后,針對不同區(qū)域建立一套離合器溫度數(shù)據(jù)模型,從而確定各區(qū)域的換擋控制邏輯。總之,可以看出現(xiàn)代DCT變速箱的主要需求是燃油經(jīng)濟性和排放,但可靠性的挑戰(zhàn)是不可避免的。 ●小扭矩CVT變速箱領(lǐng)域的嘗試 說到CVT無級變速技術(shù),就不得不提日系品牌了。日本人非常推崇這種自動變速器技術(shù)。比如豐田、本田、日產(chǎn)、三菱等都在自己的車型中廣泛使用了CVT。除了CVT變速箱輸出平順、經(jīng)濟節(jié)能等優(yōu)勢外,還有一個日本品牌廣泛使用CVT變速箱的因素,那就是自身CVT供應(yīng)鏈的實力。典型的CVT領(lǐng)域供應(yīng)商如JATCO、愛信等,JATCO是全球最大的CVT變速箱供應(yīng)商,日產(chǎn)是Jatco的最大股東。愛信在CVT中也占據(jù)了很大的市場份額,豐田和愛信之間的“親密”關(guān)系是眾所周知的。 你可能會發(fā)現(xiàn)韓國人只在較小的車型上搭載CVT變速箱,因為Kappa CVT變速箱能承受的最大扭矩為137n·m,無法匹配輸出扭矩較大的發(fā)動機,從而限制了其搭載的車型。CVT變速箱承受扭矩有限的原因是,與齒輪傳動相比,鋼帶能傳遞的扭矩有限,如果發(fā)動機輸出扭矩過大,鋼帶容易打滑。 我們知道,傳動比范圍越寬,發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性越好。由于CVT錐盤的尺寸不能太大而影響變速箱的整體體積,因此CVT變速箱無法實現(xiàn)傳動比的無限擴大。為了盡可能的擴大這款CVT變速箱的傳動比,現(xiàn)代工程師類似于CVT7變速箱的原理,在Kappa CVT上增加了一套輔助變速箱機構(gòu)。 現(xiàn)代-起亞集團雖然沒有廣泛推廣CVT技術(shù),但一臺能夠承受137n·m扭矩的CVT變速箱證明了韓國人在這一領(lǐng)域的技術(shù)積累。對于起亞Morning、起亞Ray(查成交價|參配|優(yōu)惠政策)、現(xiàn)代口音等家用車來說,這款變速箱可以充分發(fā)揮其燃油經(jīng)濟性和乘坐舒適性的優(yōu)勢。 ●隨著AT檔位越來越多的趨勢,韓國人占據(jù)了主流。 AT變速箱是目前自動變速箱中占比最大的技術(shù),越來越多的檔位設(shè)定成為AT變速箱的最新趨勢。例如,本田和福特正在開發(fā)水平11速自動變速器。雖然車企一聲不吭就達到了10擋以上,但主流的AT變速箱檔位基本都在9擋以下,能自主研發(fā)8AT變速箱的企業(yè)基本都可以單手數(shù),現(xiàn)代就是其中之一。 從這款變速箱的“外形”我們也可以看出,它是基于后輪驅(qū)動開發(fā)的8AT變速箱。后輪驅(qū)動顯然比前輪驅(qū)動對變速箱的尺寸不太敏感。如果你想在前輪驅(qū)動上安裝一個8AT變速箱,那么變速箱的體積應(yīng)該足夠緊湊以適應(yīng)它。現(xiàn)代汽車表示,未來將在前代車型的基礎(chǔ)上推出8AT變速箱。 現(xiàn)代-起亞集團AT變速箱的主要制造商是現(xiàn)代的子公司POWERTECH。與8AT相比,4AT、5AT、6AT技術(shù)更加成熟,不僅匹配了很多自己的車型,還賣給了很多中國品牌。甚至吉普也采用了現(xiàn)代AT變速箱。 ●混合動力傳動系統(tǒng) 1997年,豐田發(fā)布了混合動力普銳斯(查成交價|參配|優(yōu)惠政策),經(jīng)過近20年的技術(shù)積累,成為該領(lǐng)域的“老司機”。豐田的E-CVT傳動機構(gòu)是其混動技術(shù)的核心組成部分。它是通過行星齒輪機構(gòu)將發(fā)動機和兩個電機耦合起來的動力分配裝置,省去了傳統(tǒng)的變速箱結(jié)構(gòu)。豐田為這款E-CVT傳動機構(gòu)申請了技術(shù)專利,限制了其他車企使用同樣的機械結(jié)構(gòu)?,F(xiàn)代-起亞集團是如何打造自己的混合動力系統(tǒng)的? 從油耗來看,搭載2.0L發(fā)動機的北京現(xiàn)代索納塔Nine混動版綜合油耗僅為4.8L/100km,而其競爭對手之一的凱美瑞(查成交價|參配|優(yōu)惠政策)混動版的油耗為5.3L/100km,可見這套動力系統(tǒng)在燃油經(jīng)濟性方面還是有一定優(yōu)勢的。 ●總結(jié) 現(xiàn)代-起亞集團不僅不依賴ZF、Getrag、愛信等專業(yè)變速箱供應(yīng)商,還將其成熟的AT變速箱供應(yīng)給其他很多品牌車企,其中一些中國品牌就是受益者。無論未來自動變速技術(shù)的趨勢如何,現(xiàn)代-起亞集團面對不可預(yù)知的未來,可能都不會虧本,因為它掌握了三種不同的自動變速技術(shù),分別是DCT、CVT和at,以及HEV混合動力傳動系統(tǒng)。全面的技術(shù)積累會給企業(yè)足夠的信心,總之“隨你便”。
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