最近這段時間，我的朋友圈反復被一個概念刷屏——10AT，主因是有國外媒體試駕了搭載愛信10速自動變速器的雷克薩斯LC500，于是，10AT的概念以前所未有的氣勢躍然眼前，似乎一夜之間，我們進入了10AT時代。
睜大眼睛看，新技術的開發(fā)和使用推動著汽車工業(yè)的進步，也推動著各廠家為此灑下大筆金錢。變速器這個東西，作為汽車動力系統(tǒng)最重要的組成之一，直接關系著運動性、舒適性和經(jīng)濟性，自然的，變速器的革新也是汽車技術進步的重要一環(huán)。不過，變速器真的是太復雜了，復雜到如果要談論其技術進步還不如直接寫一篇博士論文，作為一個有擔當?shù)淖悦襟w，我們怎么忍心讓粉絲們讀那么復雜的東西，今天，善良如我們，就簡單地通過檔位數(shù)來談談變速器尤其是自動變速器的進步。
檔位數(shù)到底表示了什么？
好了，雖然沒有博士論文那么難懂，但畢竟是聊技術，必須有點干貨才行！且聽我細說。
在展開詳述自動變速器之前，我們先來看看變速器的檔位數(shù)到底意味著什么。變速器的檔位其實很容易定義，即變速器可以取得的傳動比。請不要忘記倒檔，即便大多數(shù)倒檔都或多或少的依賴于前進檔位齒輪組的存在。對于一個轉(zhuǎn)矩范圍一定的動力輸出裝置，無論電機還是普通內(nèi)燃機，變速器的齒比范圍決定了車輛的驅(qū)動力范圍，進而直接決定了車輛的用途。對于所有依靠齒輪組實現(xiàn)傳動比的變速器（AT/MT/AMT/DCT）而言，每一個檔位都有著一個齒比，因此更寬的齒比范圍意味著需要更多的檔位。這也是為什么大型載重車輛需要的檔位數(shù)要遠遠超過普通載客車輛，因為那些大家伙們時而需要牽引近百噸重物爬上陡坡，時而也需要輕車高速前進。
對于AT/MT/AMT/DCT而言，一個齒比至少意味著一組或者幾組齒輪組實現(xiàn)的一個傳動比。齒輪組的形式雖然有多種，按照原理無外乎傳統(tǒng)的普通齒輪副以及較為復雜的行星輪系，但不論哪一種結構，所有齒輪組都有著自己的轉(zhuǎn)動慣量和傳動效率；而且還需要變速器提供安裝軸承、結構強度和齒輪潤滑。對于自動控制的變速器（AT/AMT/DCT）而言，每一組齒輪組還額外需要作動機構和控制單元，而所有的作動機構又需要相應的軸承、強度和潤滑等等。所以，簡單地舉例，就能看出來，更多的檔位對于整車性能或許是美好的，但對于負責設計變速器結構的工程師而言，卻是對腦細胞的一場大面積屠殺。
手動變速器在這方面似乎有些優(yōu)勢，畢竟它并不需要額外的電動控制單元，也沒有惱人的“Shift-Matrix”和復雜的控制單元標定。也正是因為如此，手動變速器非常不適合多檔位設定，即便是在追求降低運輸成本、提高運輸效率的商用車領域，手動變速器也逐漸被自動變速器取代，畢竟太多的檔位會極大地提高駕駛者的負荷，駕駛也同樣不再是一件輕松愉快的事情。所以，即便是搭配在針對“精英駕駛人群”“舒適性處于較低地位的跑車上，手動變速器的檔位也沒有超過7個。
值得注意的是，以保時捷911搭載的7前速手動變速器為例，第7檔的速比同樣被設定的與第6檔差別較大，意味著這臺變速器的第7檔幾乎只是用于高速巡航而非賽場競技，并不需要經(jīng)常使用第7檔。
自動變速器則少了這方面的顧慮，至少在帶有液力變矩器的自動變速器（AT）和雙離合器變速器（DCT）上如此。對于駕駛者而言，操控這兩者的方式似乎就是簡單地在“PRND”中選來選去。而對于自動變速器的控制系統(tǒng)而言，卻是“6檔降4檔需要放開哪個制動器關閉哪個離合器是否轉(zhuǎn)矩平衡如何建立油壓變矩器的離合器有沒有關是不是要發(fā)動機多噴油駕駛者是要繼續(xù)踩剎車還是準備換油門”的一場心路過程。簡單粗暴地理解，檔位更多的變速器相當于有更多的選擇可能性，因此需要更多次經(jīng)歷這樣的虐心過程，同時還要保證變速器的傳動性能出色，否則坐在駕駛座上的那位就要罵娘了。
所以檔位數(shù)并不如人們想象地那樣美好，無論是從機械結構還是控制策略上而言，更多的檔位只意味著更多的麻煩，9AT絕對不是8AT外加1AT，因而從這一點出發(fā)，更多的檔位數(shù)標志了汽車技術的進步。
為什么要不停地增加檔位數(shù)？
既然更多的檔位只是可能帶來更多的麻煩，而且大多數(shù)現(xiàn)行的變速器也沒有那么不堪，為什么要不停地增加檔位數(shù)，將6AT做成8AT甚至是10AT？
其實一個非常嚴峻的事實便是發(fā)動機技術的開發(fā)并沒有排放標準的革新迅速。20年間，排放標準對于一些排放物的限定從無到有，比如Euro1號排放法規(guī)并沒有針對NO氮氧化物提出限制，這一限值初始于Euro3號法規(guī)；而對于另外一些排放物的標準卻是提高了接近十倍，同樣以歐盟法規(guī)為例，Euro1號對于HC碳氫化物和NO氮氧化物兩者排放做出共計970mg/km的限制；而Euro6號第三階段對于HC一種排放物的限制就為100mg/km。雖然眾多新技術被應用在發(fā)動機中，例如缸內(nèi)直噴、渦輪增壓、廣角氣門正時調(diào)節(jié)、變排量水泵等等等等，但也會出乎意料地有副產(chǎn)物產(chǎn)生。例如HC排放物更多出現(xiàn)在較高壓縮比、高燃燒溫度以及帶有缸內(nèi)直噴結構的汽油發(fā)動機上。此外，對于二氧化碳排放物的嚴苛規(guī)定甚至已經(jīng)讓各大廠商想方設法在結構上進行創(chuàng)新，給汽車大幅度減重，增加檔位也是其中的一個可行之道。
重新回到變速器這一話題上，變速器的檔位越多意味著變速器的傳動范圍越廣，降低發(fā)動機在確定工況下的負載，進而實現(xiàn)減小油耗的目的。
更多的檔位并不代表更好的體驗
本田10前速自動變速器部分結構
正如并不是所有的檔位都在現(xiàn)實生活中一定具有意義一樣，檔位更多的自動變速器并非表現(xiàn)得更好。如前文提到的，在自動變速器這一前提下，檔位越多意味著變速器結構越復雜，結構復雜意味著變速器內(nèi)部的執(zhí)行元件更為復雜，如同蝴蝶效應一樣，這些機構在重量、慣量帶來的增加極可能會讓變速器的效率下降。與此同時，繁復的自動變速器控制策略更是不太容易滿足眾多用戶需求。更不必提及所有的結構以及元件都有自身的設計限制和長期可靠性。因此，更多的檔位并非是一臺出色自動變速器的前提，反之亦然。此外，所有的新型自動變速器都需要考慮到自身的拓展性能，即需要與不同種類的混合動力系統(tǒng)配合、與不同的驅(qū)動形式配合、與不同功率以及轉(zhuǎn)矩的發(fā)動機配合，這極大地提高了自動變速器的設計難度和設計妥協(xié)的可能性。
事實證明，優(yōu)秀的自動變速器絕非只是一味增加檔位而對傳動質(zhì)量不予理睬。以梅賽德斯奔馳的9G Tronic為例，這臺變速器雖然有著9個前進檔位和高達9.15：1（已經(jīng)接近本田發(fā)布的10AT變速器）的傳動范圍，但與替代產(chǎn)品7G Tronic 7前速自動變速器相比，傳動范圍增加對于油耗改善的貢獻僅有2%。在NEFZ工況以及同一發(fā)動機和車型的前提下，9G Tronic降低了6.5%的油耗，另外4.5%卻是通過引入電子變速器油泵、減小機械式油泵排量、設定更為直接的選檔機構、使用全新的控制閥、減小變速器油量、改善變速器油液性質(zhì)以及更為重要的、對于換擋策略“Shift Matrix”的優(yōu)化而實現(xiàn)的。相比后面提及的幾個要素而言，檔位數(shù)增加帶來結構上的變化與經(jīng)濟效益改善的比值，似乎并沒有我們想象得那么樂觀。
最后我們要說：
iPhone的啟示
看似簡單的自動變速器其實需要滿足太多的設計需求，因此毫無懸念地，所有的設計都需要在這里或者在那里做出妥協(xié)，得到一臺優(yōu)秀的自動變速器遠非多塞入幾個齒輪組這么簡單。另一方面，所有工業(yè)產(chǎn)品的新技術都需要整個技術體系的配合，因此全新的變速器概念不一定成熟，表現(xiàn)也不一定比之前的產(chǎn)品更令人滿意。但是所有在技術上的試探和革新都值得人們的尊重，畢竟10年前，這個世界上還有一種帶著諾基亞標志的智能手機，10年后的現(xiàn)在呢？
責任編輯
管小櫻
