AT的數(shù)字密碼 1～10擋變速器進(jìn)化論

我還是覺得6速就夠了

關(guān)于變速箱的擋位數(shù)，現(xiàn)在關(guān)注度高的8速、9速甚至10速，我始終覺得那多少帶點(diǎn)車廠或變速箱供應(yīng)商為了高級(jí)而高級(jí)的意味，人性中總覺得數(shù)字越多越代表著高級(jí)與科技，為了不落人后，車廠中有一個(gè)做了，其他的不免被迫跟進(jìn)，于是大家都做，到最后或許初衷是什么也許是次要的了。

但不否認(rèn)現(xiàn)在的8、9速確實(shí)比以往很多方面表現(xiàn)更好，尤其是換擋平順度、效率及油耗，但這是多年來(lái)汽車科技必然要的進(jìn)步?，F(xiàn)在的8、9速仍多用于豪華品牌車型上，這也說(shuō)明8、9速其實(shí)并不是對(duì)主流的6速有碾壓式的取代意義，更多的是優(yōu)化與升級(jí)的意義，而不是革命。

其實(shí)照我的理解，以民用私家車手動(dòng)擋的進(jìn)化為參照，6速已經(jīng)基本到頭了，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力范圍已經(jīng)足夠，手動(dòng)操作變速，相比起油耗與排放，再多的擋位其實(shí)已經(jīng)讓操作變得繁瑣，已經(jīng)是不親民的設(shè)計(jì)了，8、9速的手動(dòng)擋，那絕對(duì)是個(gè)累贅。保時(shí)捷與雪佛蘭在911、Corvette上推出了迄今為止擋位最多的7速手動(dòng)，第7擋也并不是出于速度和動(dòng)力的考慮，完全是為了降低油耗和排放，其中1至6擋依舊是采用運(yùn)動(dòng)型傳動(dòng)比。而有了扭力轉(zhuǎn)換器，自動(dòng)換擋，那在6速基礎(chǔ)上加多兩三個(gè)超比擋，體現(xiàn)一下經(jīng)濟(jì)性和“新科技”的高級(jí)感，再優(yōu)化一下?lián)Q擋質(zhì)感等等，這就是變速箱的進(jìn)化路徑了，現(xiàn)在主流的8、9速，哪個(gè)不是如此？

我想在8、9速之后，變速箱的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)喪失，設(shè)定為9速或許并不是單純因?yàn)槠渚褪亲詈侠淼膿跷?，而是在考慮到成本、尺寸、結(jié)構(gòu)等等一系列的問(wèn)題之后所得出的結(jié)論。我想說(shuō)，機(jī)械不是越復(fù)雜越高級(jí)，在今后數(shù)年內(nèi)，變速箱的格局不會(huì)有太大的變動(dòng)，更多的只是變速箱本身技術(shù)細(xì)節(jié)的優(yōu)化與升級(jí)，理性如我，6速已經(jīng)夠用，8、9速，花錢享受額外的增值服務(wù)而已。

～嚴(yán)紹健

正如每個(gè)成功男人的背后總有一個(gè)默默支持他的女人，一款好的發(fā)動(dòng)機(jī)背后總需要有一款優(yōu)秀的變速器與它匹配。然而在百年汽車歷史的長(zhǎng)河里面，變速器的名氣一直不如發(fā)動(dòng)機(jī)那么大。

多得汽車技術(shù)不斷的發(fā)展，變速器的擋位，從1擋走到5擋用了接近100年的時(shí)間，而從現(xiàn)代化主流的6擋發(fā)展到10擋，卻僅僅用了不到15年時(shí)間。

變速器這個(gè)百年的汽車科技精華，今天已經(jīng)發(fā)展到以往不敢想象的10個(gè)擋位。那么它真的十全十美么？讓我們一起重走一遍變速器從1擋發(fā)展到10擋的路。

自動(dòng)變速器如何變 李爾欣

眾所周知，活塞式內(nèi)燃機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速和扭矩如果直接傳到車輪上，汽車很可能連起步都困難。所以，在驅(qū)動(dòng)車輪之前，必須先降速、增矩。而實(shí)現(xiàn)這些功能的正是變速器。當(dāng)然，變速器還得通過(guò)換擋掛上合適的擋位齒輪，才能應(yīng)對(duì)不同的行駛需求。但在一開始，變速器并不能自動(dòng)換擋，需要司機(jī)手腳并用地操縱才行，還好在其發(fā)源地歐洲，多數(shù)司機(jī)并不嫌手動(dòng)換擋麻煩。

然而，當(dāng)汽車進(jìn)入美國(guó)后，本地人顯然不習(xí)慣歐洲的駕駛方式，不止一位民間工匠提出要“教會(huì)”變速器自動(dòng)換擋，尤其是1908年下線的Ford Model T，更讓美國(guó)人堅(jiān)信開車不必頻繁地?fù)Q擋。Ford ModelT用的是踏板式換擋：離合器踏板踩到底是低速擋，踩一半是空擋，放開就回到高速擋，而倒擋和剎車則各有一個(gè)獨(dú)立的踏板。幸運(yùn)的是，F(xiàn)ord Model T生逢其時(shí)，當(dāng)年的路況和車輛性能恰好可以讓它“一擋走天涯”，但直到20世紀(jì)30年代末，自動(dòng)變速器的革命才由于液壓控制技術(shù)的成熟，而迎來(lái)真正的轉(zhuǎn)機(jī)。

在20世紀(jì)30年代，美國(guó)的所謂自動(dòng)擋汽車普遍采用一種預(yù)選式手動(dòng)變速器，其工作原理類似今天的雙離合變速器，即在掛擋時(shí)，換擋撥叉會(huì)提前結(jié)合同軸的下一個(gè)擋位，等選到該擋時(shí)就能跳過(guò)離合器而直接進(jìn)擋。以通用的Automatic SafetyTransmission為例，它有一對(duì)高速擋和一對(duì)低速擋，但只需要在切換高低擋位時(shí)操作離合器，而同對(duì)擋位間的互換就不必使用離合器。然而，通用在研發(fā)Cadillac新車時(shí)注意到，液壓耦合器能夠有效地模擬離合器的半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)，或許可以用來(lái)取代離合器。

于是在1939年，通用給Oldsmobile和Cadillac兩個(gè)品牌的車型 提供一款稱為“Hydra-MaticDrive”的液壓耦合式4前速自動(dòng)變速器。這款變速器不但用液壓耦合器取代離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，還設(shè)有液壓控制的行星齒輪變速機(jī)構(gòu)。而車內(nèi)也不再有離合器踏板，掛到D擋，車就會(huì)往前走。不過(guò)作為史上首款量產(chǎn)全自動(dòng)變速器，Hydra-Matic系列在當(dāng)時(shí)還只是昂貴的選裝件。

但是，液壓耦合器畢竟無(wú)法有效地增大發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩，因此通用在1947年為Buick推出Dynaflow系列液力變矩式2前速自動(dòng)變速器。而把液壓耦合器換成能改變扭矩的液力變矩器，則是Dynaflow跟Hydra-Matic之間最大的不同。應(yīng)該說(shuō)，此時(shí)，現(xiàn)代化的液力自動(dòng)變速器業(yè)已正式登場(chǎng)，只是歷經(jīng)3次換代，卻仍在1963年倉(cāng)促下馬，說(shuō)明Dynaflow在當(dāng)時(shí)并沒有贏得市場(chǎng)。事實(shí)上，真正將液力自動(dòng)變速器發(fā)揚(yáng)光大的，是1950年配給Chevrolet的Powerglide系列2前速自動(dòng)變速器。甚至直到今天，美國(guó)的民間賽車都還在廣泛使用新仿的Powerglide式2AT。

再往后，雖然汽車廠商們將連續(xù)可變的CVT以及雙離合器的DCT相繼實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，但最終還是由配有液力變矩器與行星齒輪變速機(jī)構(gòu)的AT液力自動(dòng)變速器憑借歷史機(jī)遇和常年的穩(wěn)定發(fā)揮，而成為自動(dòng)變速器市場(chǎng)上的霸主，并將擋位從3AT一路升到10AT?？梢灶A(yù)見的是，直到電動(dòng)機(jī)全面取代機(jī)械式變速器之前，除非CVT或DCT能夠突破自身的瓶頸，并抓住機(jī)會(huì)翻身，那么AT液力自動(dòng)變速器仍將繼續(xù)統(tǒng)治自動(dòng)變速器領(lǐng)域，并會(huì)出現(xiàn)擋位比10AT更多的機(jī)器。

如今，全球變速器品牌如此布局

變速器其實(shí)在各方面的技術(shù)難度都不比發(fā)動(dòng)機(jī)要低。地球上的汽車品牌多如牛毛，但是能夠生產(chǎn)變速器大家所聽過(guò)的品牌也就ZF和愛信這些大廠。且看中國(guó)自主品牌能夠自主研發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)的已經(jīng)屈指可數(shù)，能夠做出變速器的更是少得可憐。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)的汽車品牌使用自主研發(fā)自動(dòng)變速箱的車型僅為5%，其余95%的車型都是使用國(guó)外品牌的自動(dòng)變速箱。而ZF、Aisin、Borg Warner為市場(chǎng)三巨頭。

已成另類的“少數(shù)擋”

在這個(gè)4、5擋自動(dòng)變速器都逐漸式微的時(shí)代，是否1、2、3擋變速器就已經(jīng)淪為侏羅紀(jì)化石呢？答案肯定出乎大家的意料——1、2、3擋變速器并沒有絕跡，它們劍走偏鋒在一些特殊領(lǐng)域依然大放異彩。

科尼賽克Regera

僅有1個(gè)擋位，意味著只能固定使用單一的傳動(dòng)比，連變速器最基本的功能——改變傳動(dòng)比，都做不到，根本就是減速器而已。此前，也就世界第一輛汽車“初哥”Benz Patent-Motorwagen Nr.1仗著車輕，又只有0.5kW的功率，硬是用1根鏈條連接發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸的小齒輪與車輪的大齒輪，以傳遞扭矩。此舉堪稱“后無(wú)來(lái)者”，但萬(wàn)萬(wàn)沒想到科尼賽克Regera會(huì)成為第二個(gè)，這輛來(lái)自北歐的混合動(dòng)力超跑，在沒有變速器的情況下，讓5.0L雙渦輪增壓V8發(fā)動(dòng)機(jī)直接通過(guò)液壓耦合多片式離合器以及傳動(dòng)比固定為2.85的主減速器，連接驅(qū)動(dòng)后輪的2臺(tái)180kW電動(dòng)機(jī)。老實(shí)說(shuō)，要不是電動(dòng)機(jī)本就不需要變速器，這樣的KDD直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)甚至無(wú)法讓科尼賽克Regera順利起步。事實(shí)上，只有1個(gè)前進(jìn)擋的科尼賽克Regera還得麻煩電池組的發(fā)電機(jī)來(lái)完成倒車的工作。

大腳怪

大約在1904年，就已經(jīng)有能夠自動(dòng)完成換擋動(dòng)作的2擋變速器，但具有液力變矩器的2擋自動(dòng)變速器卻要遲至20世紀(jì)40年代末才投入量產(chǎn)，并且直到1950年才出現(xiàn)真正征服市場(chǎng)的2AT——來(lái)自通用的Powerglide系列變速器。這種變速器是如此之簡(jiǎn)單、耐用，以至于今天仍有美國(guó)制造商專門為一些粗暴的賽車——例如“大腳怪”Monster Truck，仿制Powerglide式變速器。如今，職業(yè)車隊(duì)的大腳怪高12英尺、寬12英尺，所配的66英寸越野輪胎重達(dá)462磅，“駕”著4×4卡車底盤，在人工制造的泥潭里進(jìn)行2對(duì)2的“斗車”表演。所以這里不適合精密的DSG或者嬌氣的電動(dòng)機(jī)，必須搭載易用耐操的變速器，而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的2AT或3AT無(wú)疑是最適合的選擇。因此，哪怕原廠早已停產(chǎn)，這些“美國(guó)怪獸”也要配備仿制的經(jīng)典變速器，比如Powerglide系列。

美國(guó)陸軍HMMWV

1964年，凱迪拉克旗下車型開始配備TurboHydra-Matic系列3AT，讓全新的THM400系列自動(dòng)變速器成為最早用于量產(chǎn)車的3AT。從那時(shí)起，THM400系列自動(dòng)變速器就陸續(xù)以不同的身份供應(yīng)通用旗下的多個(gè)品牌。但在1980年，為改善車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性，通用開始淘汰體重超標(biāo)的THM400系列自動(dòng)變速器。而巧合的是，1年后登場(chǎng)的美國(guó)陸軍HMMWV高機(jī)動(dòng)性多用途戰(zhàn)術(shù)車的原型車M998A0系列，卻搭載著THM400型3AT開始驗(yàn)證測(cè)試，而且從1989年首次投入實(shí)戰(zhàn)起，HMMWV就一直使用這款3AT。服役至今，盡管HMMWV歷經(jīng)多次改進(jìn)，并引入4AT變速器，但使用THM400型變速器的型號(hào)卻始終未退出現(xiàn)役。甚至可以確定，在用于取代HMMWV的JLTV聯(lián)合輕型戰(zhàn)術(shù)車服役前，都還能見到鮮活的3AT變速器。順便一提，HMMWV剛“轉(zhuǎn)業(yè)”當(dāng)悍馬H1時(shí)，用的是改稱3L80的THM400型3AT，后來(lái)就換成4L80-E型4AT。

上世紀(jì)豐田 成熟 穩(wěn)定

在自動(dòng)變速器的歷史里，4AT比3AT更早面世。世上第一款用于乘用車的量產(chǎn)型全自動(dòng)變速器就是4AT——1939年配給1940年款凱迪拉克車型的Hydra-Matic系列變速器。只不過(guò)，Hydra-Matic的4AT是通過(guò)液壓耦合器與發(fā)動(dòng)機(jī)相連的，而非現(xiàn)在普遍使用的液力變矩器。但是，使用液力變矩器的自動(dòng)變速器卻花費(fèi)將近30年才從2AT進(jìn)化到4AT。

憑借帶有O/D擋的4AT，1978年登場(chǎng)的S90系列第五代豐田Crown幸運(yùn)地被公認(rèn)為世界上第一款配備4AT的量產(chǎn)車。如果覺得用O/D擋有些作弊的話，那可以把這個(gè)榮譽(yù)讓給同年的豐田Supra，人家也有選裝的4AT。順便一提，Crown的自動(dòng)變速器型號(hào)為A40，說(shuō)明這款4AT是由3AT衍生而來(lái)的；相反，Supra的變速器型號(hào)是A40D，卻是正宗的4AT。而多款來(lái)自歐美廠商的經(jīng)典4AT，如通用4L60系列、采埃孚4HP14等，則擠在20世紀(jì)80年代初集體亮相。

也許是大器晚成的緣故，多數(shù)知名4AT家族都練就一身長(zhǎng)壽的本領(lǐng)。且不說(shuō)豐田的“萬(wàn)年4AT”，就是通用4L60系列，幾經(jīng)演變也能從20世紀(jì)80年代一直用到21世紀(jì)初。相比其他AT變速器，擋位少、難以做到換擋平順固然是眼下4AT的短板；但結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、維修成本低也是廠家難以徹底割舍4AT的原因。近年，愛信更推出i-super智能4AT，引入液力變矩器鎖止技術(shù)，將4AT的傳動(dòng)效率提高到CVT的水平。所以，且慢給4AT蓋棺定論。

無(wú)敵最寂寞，奈何CVT 吳均杰

4AT變速器可以說(shuō)是1～1 0擋變速器里面生命力最強(qiáng)大的一個(gè)擋位數(shù)字。尤其多得豐田，不斷為它續(xù)命。不過(guò)，終結(jié)這個(gè)神話的一天終于來(lái)臨了。

我都不知道從什么時(shí)候開始，車上如果沒有個(gè)6擋或者以上的變速箱，都不好意思和別人打招呼，7個(gè)擋位都已經(jīng)是標(biāo)配，就連CVT都說(shuō)要模擬8擋。這不，9擋剛出來(lái)沒多久10擋就露臉。但曾經(jīng)一段時(shí)間里，豐田車主們都只能默默惦記著自己的4AT。

豐田的4AT，在社交媒體上被稱為“神樣”存在。無(wú)他，無(wú)論是橫置還是縱置版本的4AT，在豐田車系上服役多年，性能被挖掘到底。21世紀(jì)第一個(gè)10年，豐田旗下最暢銷的幾款產(chǎn)品依然使用4AT，包括雅力士/威馳、卡羅拉、凱美瑞和RAV4等，而直至今年，豐田在中國(guó)銷售的乘用車（Hiace算商用車）才將4AT完全撤下配置表。

為豐田提供4AT變速箱的自然是豐田干兒子愛信。先不說(shuō)搭載在蘭德酷路澤和普拉多等Working Mule上的縱置型號(hào)，單就橫置的幾個(gè)型號(hào)（對(duì)應(yīng)不同的扭矩水平）拿出來(lái)與同時(shí)代的6AT比較，除了在高速路況下的油耗表現(xiàn)有硬傷之外，其余表現(xiàn)一點(diǎn)都不失禮，除了愛信自己爭(zhēng)氣之外，豐田本身在技術(shù)上壓倒性的優(yōu)勢(shì)是最重要的。

知乎上有位網(wǎng)友說(shuō)得很有道理，這世上一直有兩種造車哲學(xué)，一種是：“我們用更先進(jìn)的技術(shù)，哦，什么，你說(shuō)故障率？新技術(shù)有一定的故障率是難免的?。∧阋煤帽ｐB(yǎng)哦?！绷硪环N是：“什么？新技術(shù)比成熟技術(shù)故障率高兩個(gè)百分點(diǎn)？好的，我們用成熟的那個(gè)，同時(shí)我們把它調(diào)校好讓它達(dá)到新技術(shù)的效果吧！”

問(wèn)題來(lái)了，豐田貫徹的是哪種哲學(xué)？

豐田鐘情于4AT，無(wú)非兩個(gè)原因：邊際成本和可靠性。當(dāng)然，可靠性更重要，沒有可靠性帶出來(lái)的口碑和銷量，哪里輪到邊際成本說(shuō)話？豐田和愛信都完全有能力設(shè)計(jì)和制造出多擋位的變速箱，但看看ZF橫置9AT的負(fù)面新聞，我知道豐田和愛信都在背后掩嘴偷笑。

豐田的4AT，在我看來(lái)于上一代卡羅拉和改款前的本代凱美瑞上已經(jīng)達(dá)到頂峰。換擋平順性、換擋效率和傳動(dòng)效率這三個(gè)指標(biāo)都比不少擋位更多的自動(dòng)變速箱要做得好，本來(lái)我認(rèn)為這一代改款前的凱美瑞以及上一代的卡羅拉所搭載4AT已經(jīng)是愛信4AT的技術(shù)頂峰，堪稱變速箱中的掃地僧。豈料致炫推出的時(shí)候，不是搭載CVT，而是一副更進(jìn)一步的4AT，似乎有點(diǎn)不可理喻。

就算是小型車這個(gè)級(jí)別，這副名為i-Super的4前速自動(dòng)變速箱也被各式6AT和英文字母縮寫黨——DCT、CVT等圍追堵截。但事實(shí)上，除了擋位數(shù)量這個(gè)指標(biāo)之外，在變速箱控制程序以及扭力轉(zhuǎn)換器鎖止區(qū)間這兩項(xiàng)事關(guān)變速箱實(shí)力表現(xiàn)的指標(biāo)上，i-Super已經(jīng)和同級(jí)最先進(jìn)的變速箱持平。

4AT還有存在價(jià)值嗎？

在現(xiàn)今擋位越來(lái)越多的時(shí)代，4AT似是老舊的代名詞，但事實(shí)上，4AT一樣有其存在價(jià)值。因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能適用的扭矩更大，而且能讓扭力轉(zhuǎn)換器扭矩放大倍數(shù)更高，所以在越野車上非常合適，反正越野車并不是用來(lái)跑高速公路的。

i-Super變速箱使用的控制程序和現(xiàn)款凱美瑞上的6AT一樣，這套控制程序更聰明、寬容度也更大，應(yīng)用在變速箱上就是更懂得在合適的時(shí)候換擋以及換擋動(dòng)作更得體。實(shí)際使用中，這副4AT的換擋動(dòng)作是相當(dāng)輕柔的，比同時(shí)期的不少6AT要來(lái)得好，對(duì)的，通用，我說(shuō)的就是你！但更重要的是，當(dāng)我需要?jiǎng)恿敵龅臅r(shí)候，不論是扭力轉(zhuǎn)換器的介入還是變速箱的Kick Down都來(lái)得恰好處，幾乎是心到力到，在市區(qū)行駛，變速箱絕不對(duì)動(dòng)力藏藏掖掖，路見不平一聲吼，該出手時(shí)就出手，風(fēng)風(fēng)火火闖九州。

而扭力轉(zhuǎn)換器更大的鎖止區(qū)間（從前代的25%提升至50%），則意味著傳動(dòng)效率更高，也就是對(duì)錢包友好度更高，同時(shí)更為直接的動(dòng)力輸出，也能提升駕駛者的體驗(yàn)。

好了，優(yōu)點(diǎn)講完。

“4個(gè)擋位”這個(gè)字眼對(duì)于致炫來(lái)說(shuō)就是痛點(diǎn)，這是以上所有優(yōu)點(diǎn)都無(wú)法掩蓋的。畢竟擋位少，致炫高速行車的轉(zhuǎn)速就一定不低，參考致炫搭載的5NR（1.5車型）發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性曲線圖，就知道100km/h的行駛速度已經(jīng)接近曲線圖標(biāo)示的發(fā)動(dòng)機(jī)最佳效率區(qū)間邊緣，更高就不說(shuō)了……

所以高速巡航的燃油經(jīng)濟(jì)性這件事情，一直就是致炫的硬傷，這不是我一個(gè)說(shuō)了算，而是眾多致炫車主們的一致反饋結(jié)果。所以，廣汽豐田趁著致炫中期改款換上CVT變速箱（同平臺(tái)的一汽豐田威馳也同步跟進(jìn)）。但近年來(lái)CVT快速發(fā)展，無(wú)論傳動(dòng)效率和穩(wěn)定性都大幅度提升，運(yùn)轉(zhuǎn)流暢性就更不在話下，所以日本地區(qū)的小排量車型都紛紛換用CVT變速箱。