长城曾经在多款轿车平台上配置过AMT变速箱,但很不幸的下场都很惨,原因咱就不分析了,今天主要说一下AMT的结构和原理。
Automated Mechanical Transmission,中文意思是机械式自动变速箱,或者说自动的手动变速箱。
由此可见,本质上,AMT就是在手动变速箱的基础上发展而来,保留了手动变速箱的换档结构和离合器。而操纵手动变速需要踩离合,选择档位等步骤,在AMT里就通过电脑控制的自动操纵机构去完成,因此AMT实际上是由一个电脑系统来完成操作离合器和选档的两个动作。AMT的核心技术是微机控制,电子技术水平及质量将直接决定AMT的性能与运行质量。以AMT最大供应商马瑞利为例,AMT系统的设计是通过电脑控制液力换档辅助系统来完成,部件包括储压罐、电磁阀等。与传动自动挡AT的最大区别,就是AMT依然保留干式摩擦离合器,而AT则是通过液力变距器连接。AMT由于取消了离合器踏板,所以操作与普通的AT变速箱一样方便,可以全程实行“A”档行驶,也可以随时介入,改由人手控制的“手动模式”。
常见的AMT变速箱分为三类,电控气动、电控电动和电控液动,由于电控气动主要用于大型车辆,需要真空储气罐配合,我们在这里不做讨论,主要说一下电控电动AMT和电控液动AMT。二者的异同,都是通过电脑测算换挡时机,而前者通过电动机进行离合换挡操作,后者通过液压系统进行离合换挡操作,前者免维护,后者需要定期更换液压油。
电控电动AMT的换挡系统的特色是:结构相对简单,重量轻,另外由于直接采用易于控制、精度更高的电动机代替液压执行元件,使得系统的动作误差减少了,控制方法上也更简单。毛病是:活动部件要进行两个方向的活动实现选、换挡动作,所以要解决运动部件的干预问题,换挡时间也比较长,另外还须要结构复杂、高精度的凸轮机构。小功率低压直流电机调速慢,很难保证高的起步换挡平顺,它转速高,须要结构复杂的减速器。现有的汽车上用的直流电机和蜗轮蜗轴减速器种类较少,为了提高离合器分别时的驱动力,还要加装结构复杂的机械助力装置等。这些不但提高了本钱,也使安装、调校变得复杂。
电控液动AMT的换挡体系长处是:工作安稳、传动效率高、机构紧凑、操作简便、易于实现安全维护、具有一定的吸振与吸冲击的才能、起步换挡品质好以及便于空间安排,可以提升7%以上的动力,节省10~15%的燃油,即使是与CVT相比,AMT依然有此优势。
缺点:结构复杂,它包括液压油油箱,油泵及驱动电机,电磁换向阀(6-10个),油路比拟复杂的集成阀块,驱动油缸,衔接油管等。它不但本钱高,而且还带来一些节制上的困难,如液压系统传动油特征受气温影响,电机带泵工作对电脑(ECU)发生干扰,换挡停止时活塞对缸体发生撞击等。这些问题可采用油温度传感器,压力传感器在系统中含混控制,自适应掌握等控制方式来解决,但成果是控制更庞杂,成本更高。换档时单离合齿轮接台,离合分离时动力会短暂停顿,因此平顺性没有普通的AT液力接合好,这点限制了其在高档豪华车上的应用。另外和手动变速箱一样,控制油门和离合要求非常高的熟练度,做得不好会出现斜坡起步溜后等现象,因此对AMT的电脑控制系统要求很高,要加装起步辅助装置(HSA)。而且由于零件较多,安装保护难度较大,故障点增添,下降了工作可靠性。
经常看到有些人说,高档车不用AMT云云,我真想笑,AMT技术本来是源于F1,F1的半自动变速箱在80年代末90年代初开始兴起,相比以往手动变速箱,它可以大幅度缩短换挡时间,而且实现了方向盘换挡,过弯时双手不用离开方向盘。
而第一款用到AMT技术的民用车是法拉利F355。这种被法拉利称为“F1”变速箱技术,装备了后来的F360、F430 599GTB等车型,而玛莎拉蒂自然也采用。宝马也看好这种技术,旗下高性能的M5、M3上装备的SMG变速箱,实际上就是AMT。
SMG变速箱(SequentialManualGearbox)最初是由宝马和两家顶级配件公司GETRAG和SACHS(ZF)合作研发的全新概念变速系统,最初在1996年被装备在宝马E36M3上,后来SMG已经发展到了第三代产品,装载在上一代的M5和M6(最新车型已经由双离合变速器取代了SMGⅢ)。
奥迪R8的RTronic自动变速箱,实际上就是兰博基尼的Egear系统,采用液压操作离合器换挡,传动仍为直接齿轮啮合,确保动力传递的直接性。兰博基尼最新的AventadorLP700,采用一副名为ISR(IndependentShiftingRods)的7速自动变速器,为MurcielagoLp640的Egear变速箱升级版(单离合双同步器,为Graziano变速器集团提供),并没有采用流行的双离合设计,集团旗下的双离合变速箱而是回归AMT设计。数据显示换挡速度比同要缩短50%左右,但重量轻和可靠性高是兰博基尼看上它的主要原因。(换挡时间仅为50毫秒)。
虽然AMT的换挡舒适性一直没有解决,但对于超级跑车来说,性能远比舒适性重要。有意思的是,AMT在F1和超跑上是非常尖端的技术,但入门级的AMT技术并不复杂,成本也很低,所以也能装备在小排量经济车型上。例如SMART,同样的AMT变速箱可以适配1.0自然吸气,1.0涡轮增压以及其准赛车版本Brabus。
AMT曾经是前途无量,气势甚至压倒CVT,或被看成是AT接班人的变速箱技术。关于AMT的重要性,即使在双离合技术出现后,仍被人所重视,现在我们在7年前中国齿轮专业协会提出的行业发展规划上找到这样的文字——“优先发展AMT与CVT,适时发展DCT,适当生产AT。”这个政策是基于当时中国不能生产自动变速箱的技术下提出的,AT因为天生的缺点,自身动力损耗大而不被看好,DCT(双离合)当时技术还很复杂,前景未卜。所以发展焦点自然落在AMT和CWT上,当时国内已经有几款装备AMT技术的车型。
本来看起来前景广阔的变速箱技术,现在却被另一种技术的出现彻底摧毁,这就是DCT双离合。AMT动力传递效率高的优点,双离合完全拥有,因为双离合也是基于MT的一种技术;但AMT无法解决的换挡顿挫问题,却是双离合的最大优势。于是,最早发展AMT技术的法拉利和宝马,都纷纷转投双离合阵营。也许未来的AMT技术就会是两个极端,你就只能在经济型车和个别超级跑车(例如Aventador LP700-4)和赛车(例如F1)中才能见到它的身影。
作者:汤海涛
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