变速,让ZF走得更远,走得更好

发布时间:2015-08-25
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2015年是德国采埃孚集团(ZF)成立100周年,同时也是ZF首款自动变速器问世50周年。在半个世纪漫长发奋斗中,ZF开发出了众多创新、高效和高品质的自动变速器产品。ZF始终坚持对客户负责,尽全力保证车辆的使用安全,目前协助捷豹路虎公司解决其9AT路虎极光车型上的匹配问题就是一个很好的范例。在本期内容中,ZF动力总成事业部亚太区副总裁Harald Maßmann博士将向读者进一步介绍ZF自动变速器的前世今生。——访ZF动力总成事业部亚太区副总裁Harald Maßmann博士

Harald Maßmann博士

AI:2015年是ZF自动变速器诞生50周年,请您先简要介绍一下ZF自动变速器这50年的发展历程。

Harald Maßmann博士:ZF从1965年正式开始生产自动变速器产品。经过长期的努力,当时产量并不高的三档自动变速器已发展成为当下一系列畅销的高技术产品。50年的发展历程记录着ZF在动力传动系统技术领域的多次重大飞跃,ZF如今的成就归也功于我们对多速比变速器几乎全部部件进行的彻底且持续的革新。从第一款ZF自动变速器问世的那一刻开始,每一代新产品的开发和技术方法的创新都显著提升了产品的动态性能和燃油经济性,也提高了产品的操控性能并实现多样化。尽管目前市面上存在多种形式的自动变速器,但多速比变速器始终是不可或缺的一类。ZF将继续努力,力求在这类产品上实现更多技术突破。

AI:请您列举近些年的几款广泛受到客户和行业好评的ZF自动变速器产品(搭载于家用车、高性能车及SUV),并介绍一下这些产品的技术及特点。

Harald Maßmann博士:一个很好的例子是ZF备受青睐的模块化8AT。这款变速器可匹配不同型号的发动机,还有后驱和四驱版本。该变速器降低了汽车的耗油量,同时提高了车辆的动力性、驾乘的舒适性并且使动力系统布置更为灵活。除了传统动力车型,ZF开发的这款模块化8AT还可被搭载于插电式混合动力汽车、越野车、赛车以及需要承担一定载重任务的轻型商用车。

适用于大功率、运动型车辆的双离合器变速器(DCT)也是ZF产品线中的重要成员。7档DCT可以帮助车辆提升动态驾驶性能,其优势在于使用直接传动模式、换档速度快同时避免换档时的动力中断。此外,7档DCT更加细化的档位布置也提升车辆的燃油经济性,可以使车辆在高速巡航状态下将发动机保持在油耗较少的低转速范围内工作。凭借出色的效率,DCT实现了比手动变速器(MT)更好的燃油经济性。另外ZF还基于7档DCT开发了7档MT,用于高性能跑车。它拥有快速换档特性,为驾驶员带来前所未有的驾驶快感。

AI:AT和DCT是目前乘用车市场上最为常见的自动变速器形式,汽车制造商更愿意选择哪一种变速器产品?

Harald Maßmann博士:每一种变速器都针对特定的市场有其存在的理由。相比之下,欧洲有很多驾驶员偏向于使用MT,因此上述两种变速器会让这些汽车用户觉得不太适应。但我们看到,AT在北美汽车市场长期保持了可观的销量,因为北美用户已经习惯了不用踩离合只需松开制动踏板车辆就能缓慢前行的驾驶方式。

DCT和AT有着很相近的效率和动力表现,我们提高了AT的换档。在正常驾驶中,多数人不会察觉出DCT与AT在使用感受上的区别。同时,我们一直在努力降低变速器中因摩擦造成的动力损失。我们通过研究发现,DCT和AT的摩擦损失特性也很接近,因此选择哪类变速器更大程度上取决于车辆的设计(例如,采用前驱、后驱或是四驱等)。此外,汽车制造商对每款车型有明确定位,更多倾向于动态表现的车型会选择DCT,注重驾乘舒适性的车款则更倾向于使用AT。

AI:ZF多年持续开发和优化AT和DCT产品,这两种变速器各自有着哪些特点?

Harald Maßmann博士:AT的优势在于其行星齿轮系结构紧凑、重量轻。此外,液力变矩器可持续提供舒适的加速和行驶表现。由于液力变矩器的快速锁止、大跨度的传动比和阻力损失低等特性,AT表现出非常高的效率。目前,在动力性方面,AT与DCT差别不大。然而,由于行星齿轮的速度耐力和强度有限,AT的最高工作转速大约在7300 r/min以下,这意味着AT不适合匹配跑车上的高转速发动机。

相反,得益于特殊的结构设计,DCT拥有极高的速度耐力。因此,其比较适用超级跑车。极其动感的换档效果、无动力中断也是DCT明显的优点。然而DCT的重量毫无优势,几乎不可能再压缩的体积也使其对安装空间的要求更高。与此同时,AT和DCT在减少由摩擦产生的能量损耗方面也都做的很到位。但在舒适性方面,使用液力变矩器的AT则保持在业界最高水平。

AI:作为ZF最新的自动变速器产品,9AT备受行业关注,请介绍一下9AT的特点和目前的技术状况?

Harald Maßmann博士:ZF凭借最新的9AT产品成功进军适用于发动机横置、前驱的液力自动变速器细分市场。目前,最常见的适用于横置发动机、前驱布置的产品是6AT。9AT在驾驶性能、舒适性和燃油经济性方面,都给户体带来了优于6AT的体验。9AT通过提升自身效率和加大传动比跨度的设计保证发动机在高效区间运转,极大地降低了车辆油耗。此外,9AT综合考虑了外形尺寸、体积及固定方式,使得原本搭载6AT的车辆可以轻松升级,增强了ZF产品在某一车款上的延续性,而且9AT的重量明显更轻。

目前,搭载这款9AT的路虎极光SUV出现了一些动力系统方面的故障,ZF正在全力支持路虎品牌尽快解决这一技术问题,保障车辆用户安全。我们也会努力通过协助解决此次事件积累经验、完善产品。

AI:ZF诞生已有100周年,设计生产出了很多卓越的工业产品尤其是汽车变速器,请问ZF动力总成事业部未来的产品开发方向有哪些?

Harald Maßmann博士:自动变速器始终会是ZF的研发重点和技术突破口。我们有适用于发动机纵置车型的8AT,而9AT则适用于发动机横置、前驱布置的车型。就目前的技术水平来看,进一步增加档位数带来的空间优化和效率提升效果将很有限,甚至可能还不足以抵消其重量增加和功率损耗带来的负面影响。因而,目前我们的目标是对现有产品实现减轻重量和提高效率。

ZF预见,在不久的将来,动力总成将部分电子化,动力总成将兼具内燃机和电动机的两种动力源。到那时,内燃机只会在最高效转速区间内运行,而电动机则能够在所有状态下都使车辆具有卓越的性能。例如在倒车时,仅需电动机反向运转从而驱动传动系统反转,实现倒车。因此,变速器中用于实现倒档的机械和液力元件就可以被取消。电动机可以在很多时候取代内燃机为车辆提供动力,从而实现节省燃油。因此,考虑到成本问题,变速器也没必要具有很多档位了。仅需设置4~6个档位便完全可以满足内燃机电动机混合驱动车辆的节油目标。

然而,档位数也要结合电动机的驱动管理模式来设置。不是简单地加减档位数量的问题,未来汽车需要更加“智能”的传动系统,来创造更大的价值。但总之,未来随着车辆更进一步的电动化,变速器所需的档位会减少。

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