变速器:敢问路在何方?

发布时间:2010-07-13
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AI:请问贵公司主推哪种变速器技术?该技术的核心和主要表现(如经济性、传动效率以及舒适性)如何?适用哪些车型?

张辉先生:博世的CVT技术被全球多家汽车制造商广泛应用。从节能减排和提高传动效率上来说,CVT不论是在日本市场还是欧洲市场,表现都非常优异。在日本市场,CVT车型的燃油经济性大都超过同类的其他变速器(见图1);在欧洲市场, CVT车型的油耗与AMT和DCT具有可比性(见图2),油耗接近。特别是在市区工况下(日本10-15型工况),CVT的表现最好,油耗最低。最新上市的CVT车型,如丰田Corolla、日产Qashqai等,其燃油经济性甚至超过了MT同车型。

从动力性上来说,CVT比AT的加速性能要好,与DCT具有可比性(见图3)。

至于驾乘舒适性,由于CVT的档位是无级变化的,换档中不会出现动力中断,也不会出现转速跳变,因而比有级式变速器更柔和,舒适性更好。而且其传动比的任意改变,也更便于通过控制软件来实现更舒适的换档策略或运动型的换档策略,控制灵活多变。

CVT在经济性、动力性和舒适性上的优异表现与CVT的无级变速特性密不可分。因为传动比的连续改变,就能实现近乎无限多个传动比,能够始终配合发动机工作在最经济的工况下,从而提高燃油效率。

通过20多年的市场验证,CVT已经拥有超过70款车型的1300多万辆的庞大用户,并且适合于汽油机、柴油机和混合动力系统在内的各种车型,所应用的最大车型为日产的Maxima(355Nm)。

服部 升先生:虽然可大幅削减CO2排放的HEV等的动力系统已经面市,并且取得了一定效果,但由于存在许多课题,很难想象它能在短时间内为大多数车辆所采用。目前推广的仍是内燃机与机械式变速器相结合的动力传动系统。在FWD方面,作为4AT的替代品,CVT、DCT、6AT等燃油经济性出色的自动变速器正在得到普及。

作为自动变速器的专业厂家,Jatco公司认为,燃油经济性提高效果好、驾驶平顺且加速有力的CVT才是“燃油经济性出色自动变速器”的最佳选择。

提高自动变速器的燃油经济性有两种方法:一是提高变速器的动力传输效率,二是选择使发动机能够在高燃烧效率区域运转的变速比。从图4我们可以看出,DCT的传动效率优秀,而CVT在发动机的高效运转方面表现优异。两者都朝着右上的最终目标进行着开发,对CVT而言提高传动效率是重要的技术开发课题。

 CVT能够使发动机在高燃烧效率区域运转是基于其可以连续不间断地设定变速比。对发动机而言,就某一要求工作量,存在着最小燃料消耗的运转条件。如果始终在最高效率运转点所连起的线上运转,可以说是发动机运转效率最佳的运转方式。加速时,运转条件取决于变速比的选择方式,为完全实现最佳运转,理论上要求其是CVT。但实际上由于一些制约,即使是CVT也不一定完全就在这条线上运转,但与DCT相比,CVT更接近这条线(见图5)。

对于有级变速比的变速器,由于只有有限个变速比,频繁变速会造成驾驶感觉恶化,有可能发生变速冲击,所以很难追踪发动机的高燃油经济性运转条件。而CVT由于其变速档位的非有限,没有变速冲击以及因频繁变速所带来的驾驶性恶化,能够获得平顺的驾驶感觉,在选择适合发动机最佳运转条件变速比方面潜力更高。减速时,为避免不必要的燃油消耗,通过控制使发动机停止燃料喷射。由于CVT极易获得平顺驾驶感觉,可轻易延长发动机的断油时间以节省燃料(见图6)。

在动力性能方面,CVT也同样表现优秀(见图7)。与DCT相比,由于变扭器效果而使其爬坡起步时的驱动力更胜一筹。另外,由于能获得连续的变速比,具有可在发动机最大输出状态下持续驾驶之优点。与电控离合器的平地起步相比,变扭器的响应快、加速度大,这是因为CVT的电子控制系统没有控制延迟且具有扭矩增大作用所致。此外,与有级变速比的变速器相比,具有连续变速比的CVT更易获得平顺的驱动力。

由于CVT能够连续且无级地选择变速比,可在不降低驾驶性能的前提下很容易满足不同市场要求。也就是说,仅通过调整控制就有可能用一款变速器去适应全球市场的不同需求。而对于有级变速比的变速器,除了调整控制,有时尚需变更齿轮。

陆季波博士:十年来,博格华纳一直是双离合器技术全球化的倡导者与领导者。运用了博格华纳DualTronic技术的系列产品结合了手动变速器的高效率与自动变速器的便利性,提供了不间断的动力传输,有效地降低了油耗,同时增加了驾驶乐趣。

双离合器变速器技术的核心在于双离合器和控制模块,它们相当于双离合器变速器的心脏和大脑。在所有自动变速器技术中,双离合器变速器的传动效率是最高的,顺应了节能降耗的发展趋势。采用博格华纳DualTronic技术的双离合器变速器响应迅速,换档过程非常平稳,有很好的舒适性。从图8可以看出,在NEDC工况下,采用DualTronic技术的变速器的油耗最低,发动机和变速器的传动效率最高。

双离合器变速器可以适用所有的车型,从排量为1.0L左右的小排量经济型汽车一直到超级运动型汽车,比如扭矩高达1250Nm的布加迪威龙跑车。无论是横置还是纵置的动力总成,无论是前轮驱动、后轮驱动还是全轮驱动,都可以看到博格华纳DualTronic双离合器变速器技术的应用。

王安海先生:格特拉克是全球最大的独立汽车变速器系统供应商之一,主要的产品有MT、AMT及DCT。公司一直致力于开发节能、高效、环保及良好舒适性,同时具备卓越驾驶乐趣的变速器产品。目前我们欧洲总部已经研发出来了含发动机、电动机、变速器等部件的混合动力系统,正在进行市场推广。

格特拉克与江铃集团成立合资公司后,先后引进开发了包括MT82、452、B5A等三大系列变速器产品,它们均代表了同类型产品的最高水平。其中MT82变速器为6速手动纵置后驱变速器,最大输入扭矩达510Nm,可匹配高档商务车、SUV、皮卡等车型。该产品有6个前进档,并可以实现跳跃换档,具有良好的燃油经济性及加速性;产品的换档机构和换档拨叉设计均采用最先进的技术,使产品的换档性能优于同类产品。

452系列变速器是为满足国内1.6L以下排量乘用车的巨大市场需求而引进开发的,产品分为MT及AT两个类型。其中自动档为6速电控机械式自动变速器(452ASG)可匹配的最大输入扭矩达160Nm,采用双转鼓联动及独特的换档机构,确保了产品良好的舒适性、燃油经济性。

B5A系列产品的最大输入扭矩达到200Nm,可以匹配1.8L以下排量的发动机。产品的最大特点是体积小,重量轻(只有35kg);齿轮和壳体具有高精度,低噪声的特点。

AI:您如何看待变速器技术未来的发展趋势?

张辉先生:目前,几种不同的自动变速器技术在世界范围内都有着多年的发展,并都已有了成熟的应用,与此同时,新的技术和升级也层出不穷。技术路线的选择在很大程度上受到当地汽车文化、工业传统、驾驶者个人喜好等多种因素的影响。但可以肯定的是,每种变速器技术都有自己的优势和劣势,以及适合自己的细分市场。当然,燃油经济性、驾驶舒适性及低成本将作为主要推动力不断促进其发展。值得注意的是,CVT以其特有的技术优势非常适合未来新能源汽车的应用。

服部 升先生:原有的自动变速器有前驱和后驱、小车用和大车用之分,可以搭载各种车辆,具备多种性能。发展到6AT,燃油经济性也得到提高,相信今后其也有一定的生存空间。但是,随着对主流车辆燃油经济性要求的不断提高,我们认为,CVT的主要竞争对手将是DCT,将来的变速器市场也主要是二者之间的竞争。

从CVT的开发历史来看,商品的市场认知、信赖度、提高传递容量、构筑产品系列及确立海外生产体制等课题已经得到很好解决,接下来的主要技术课题为进一步提高传递效率和降低成本。

CVT的普及仅靠燃油经济性好是不够的,需要在解决两大技术课题的同时,进一步提高其性能。我们认为应在降低成本以及CVT原有的强项——动力性能上不断精益求精,将其开发成全面优秀的产品,为此我们已经做出了不懈的努力。

陆季波博士:在2009年3月于柏林举办的第七届国际汽车培训学院(CTI)变速器技术创新研讨会上,在1000余名与会者中,超过40%的人认为双离合器技术将在2020年成为变速器的主流技术,而AT、CVT、MT/AMT以及全新变速器技术只被10%~15%的与会者认为是主流技术。

博格华纳估计,双离合器全球产量会以年均42%的速度增长,从2008年的大约60万台增长到2014年的500万台。DualTroni双离合器技术将占双离合器市场80%的份额。

未来的变速器将对传动效率和换档舒适性提出更高的要求,同时更加小型化。博格华纳DualTronic双离合器变速器技术的结构将会变得更加紧凑,摩擦材料的耐热性能进一步提高,控制更加精确,液压系统零部件的泄漏量更低,使得双离合器变速器的效率进一步提高。

同时随着混合动力汽车的发展,对变速器技术也提出了新的挑战。而博格华纳DualTronic双离合器变速器技术非常适合这一发展趋势。一方面是由于混合动力追求高效率低油耗,而博格华纳DualTronic双离合器变速器技术恰恰在这方面具有显著优势。而另一方面DualTronic双离合器的每一个离合器都可以传递全部扭矩和作为起步离合器,可以直接用于混合动力汽车的动力源切换。

王安海先生:在传统变速器领域(MT),乘用车MT由5速向6速发展,因其有节能优势,可以适应更多的发动机及车型。至于AT,每个国家都有自己的产品发展方向,如在日本使用CVT多一些,欧洲则重点发展DCT。中国市场短期内应该是多种变速器都将得到一定的发展,但从节能、驾驶乐趣上来看,DCT应该具有更大的发展空间。格特拉克的双离合器变速器已为福特、沃尔沃、三菱、宝马及法拉利批量供货。

AI:您认为未来几年甚至十几年,中国变速器市场将可能发生哪些变化?为了更好地在中国推广变速器技术,稳固在中国变速器领域的领先地位,贵公司做了哪些市场发展规划?

张辉先生:从图9我们可以看到,自动变速器在全球市场每年预计有2.6%的增幅,到2012年将达到2 910万台,2016年将达到3630万台。从全球来看,亚太地区的增幅将是最大的,达到4.9%,2012年将达到1480万台,2016年将达到1820万台。而中国的自动变速器将以每年27.5%高速增长。

可以预见,在未来几年甚至十几年,中国市场将是全球变速器市场,特别是自动变速器市场增长最快的国家。其中有级的AT仍将占据较大市场份额,但份额会逐年下降,从2009年的74%下降到2012年的59%,到2016年降为50%。而CVT、DCT等变速器市场份额将会逐年增长,特别是CVT,预计到2016年将占自动变速器市场份额的22%。

中国汽车工业发展非常快,2009年更是逆市上扬,我们预计在未来五年内,中国汽车市场仍然呈现快速增长态势。2009年8月,博世与北汽集团签署了CVT变速器技术许可与样机开发协议,目前双方项目组正在一起进行设计工作,而北汽集团的动力总成制造基地也正在建设中。应该说,这个项目得到了来自双方公司高层的重视和大力支持。

据了解,广州Jatco、南京Punch都已经在国内开始了CVT的量产,本土企业湖南江麓容大已开始了具有自主知识产权CVT的生产,而奇瑞汽车预计2010年也会实现CVT的量产。此外,还有一些企业正在积极筹备CVT项目。可以说,在国内自动变速器技术的掌握及产业化方面,CVT目前是走在了前面。在刚刚结束的广州车展上,我也看到了很多CVT车型面世,包括日产、克莱斯勒、雷诺等国外品牌,以及海马、长城、比亚迪、东南汽车等本土品牌。CVT在主机厂和市场上的接受度在不断提高。

我们会进一步致力于在国内市场推广CVT技术,与广大客户分享我们在该领域多年的经验。下一步,我们会利用CVT在国外小排量和混合动力车型上的成熟应用,同时结合当前国内市场和客户的需求,加强在这两方面的推广。

服部 升先生:在中国,CVT早于DCT开始了本土生产,我们认为在快速成长的中国汽车市场,能否及时供货是非常重要的。与DCT相比,中国用户可以更早地接触到搭载CVT的车辆,优秀的燃油经济性和平顺性使得CVT作为高级变速器可以先于DCT抢占市场。我们认为这是CVT除了其在技术和产品方面不容置疑的竞争力以外在市场方面所拥有的优点。

为在中国市场推广和普及CVT技术,Jatco广州工厂于2009年开始了CVT生产,并计划将生产能力从现有的年产14万台扩大到年产38万台。

目前在中国市场,东风日产的新天籁、轩逸、奇骏和逍客,以及东南汽车的蓝瑟翼神已经搭载Jatco生产的CVT变速器,将来会扩大到更多生产厂家的更多车型。

陆季波博士:未来几年或十几年,随着中国消费者收入水平的提高,以及城市化进程的加快,配置自动变速器的汽车比例将会有很大的提高。而随着中国汽车工业特别是变速器产业的发展,双离合器变速器将获得越来越广泛的应用,成为中国自动变速器的主导产品。

2009年,博格华纳正在合作的厂家包括:大众、奥迪、布加迪、上汽和日产,另外与格特拉克合作的项目正在为4家国际汽车制造商供货。在全球范围内正在运作至少25个双离合器项目。

日前,博格华纳与国内的中发联投资公司合资成立了博格华纳双离合器传动系统有限公司,生产DCT的核心部件。我们对这个项目充满了期待。通过这个合资项目,可以帮助中国汽车变速器企业实现跨越式发展,快速进入世界先进汽车变速器的生产领域,实现中国客户之间的技术共享,成本分担,生产出技术先进、价格有竞争力的自动变速器。

王安海先生:2009年,中国汽车产销已经突破了1350万辆的大关。未来的几年甚至十几年,作为汽车行业一部分的变速器行业,必将随着整车得到快速的发展,其中自动变速器产品将是变速器行业的重点发展方向。从节能经济方面来讲,160Nm以下的车型比较看好AMT等类型的变速器,160Nm以上的车型则比较看好DCT双离合器自动变速器,同时,MT手动变速器在国内也还会有很大的市场需求。就我们公司来讲,在做好MT手动变速器的同时,在自动变速器方面将重点发展包括ASG手自一体、DCT双离合器等节能、环保的变速器产品,还将发展混合动力。

2006年9月,格特拉克与江铃汽车集团在中国南昌成立了格特拉克(江西)传动系统有限公司。目前公司的主要产品包括最大输入扭矩范围在110~300N·m的横置前驱、175~500N·m的纵置后驱手动变速器及452ASG(手自一体)电控机械式自动变速器。此外,公司还将根据国内市场的需求,陆续引进DCT双离合器变速器等先进技术。2010年,江西公司的产能将达到50万台;到2012年,产能将翻番,达到100万台。

目前,公司在继续做好合资前变速器产品的同时,引进开发了格特拉克的3大系列变速器产品。新引进的变速器匹配了福特福克斯、新嘉年华、全顺新世代等车型,其中今年投产的匹配三菱4A9发动机的452系列变速器为东南菱悦V3、华晨骏捷FRV、海马等车型进行了配套,后续将有更多的国内主机厂匹配我公司的产品。

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