越豪华,越省油?

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  在关于汽车公司如何挖空心思寻找卖点的方面,相比酷炫的外形、令人眼花缭乱的车内设备,变速箱可能是一个更具说服力的例子:很多购车者不会第一时间注意到它,但强调变速箱的级数已经被很多汽车公司摆上了台面。
  如果我们把8速自动变速箱和9速自动变速箱当做两代不同的产品,那么它们的诞生时间仅仅相隔7年,这是历史上变速箱换代最短暂的时刻。要知道3速和4速变速箱的发明时间相差了近20年,而4速和5速变速箱的诞生时间更是相差了近30年。
  最新宣布采用9速变速箱的是菲亚特-克莱斯勒集团。仅仅在1月由CEO马尔乔内宣布这一消息的3个月后,在上海的国际车展上,装配了9速变速箱的新车型就已经公开亮相了。
  这款带有9个挡位、简称9AT的变速箱被称做9HP48,由德国变速箱制造商采埃孚(ZF)研发,是世界上第一款安装在横置前驱发动机量产车型上的变速箱。目前横置前驱的车型占每年全球汽车销量的75%、约6000万辆,此前在这个细分领域里还没有任何一家公司采用过超过8速的变速箱。
  再来看看菲亚特-克莱斯勒的对手们的动作:通用与福特在2013年4月宣布联合开发9速和10速自动变速箱;大众集团的主席文德恩宣布10速双离合变速箱开发工作已经开始;现代汽车成功研发的10速变速箱,将如期于2014年投入到量产车中。
  这个时候8速变速箱的战火都还没有熄灭呢。2006年,雷克萨斯的LS460车型率先搭载了日本爱信开发的纵置8速变速箱;在过去2年里,包括奥迪的部分车型、现代劳恩斯、劳斯莱斯古斯特等强调驾驶体验的汽车,都开始采用8速变速箱,而宝马更是在所有发动机纵置的车型中都采用了这种技术。
  现在有关变速箱的“级数”之争是越来越快了。
  上一次围绕液压自动变速箱发生的竞争还要从6速变速箱的诞生说起。那时,市场上装备4速自动变速箱还是主流,但各变速箱厂商忽然开始一股脑地竞相制造同一型号的6速AT。
  那时的关键人物,是一位名叫皮埃尔·莱佩莱捷(Pierre Leplletier)的法国工程师。他在研究齿轮的组合时创造了“莱式轮系”,这种设计简化了系统零部件的数量,节省了原材料。不过,这种设计也同时需要精确地控制换挡品质,需要汽车电子技术以及车内软件计算能力提升。1992年,这名为法国法雷奥(Valeo)汽车零部件集团工作的工程师决定退休,他期望把自己发明的“莱式轮系”专利费当做退休金来源的一部分。


  这项专利引发了各大变速箱制造商的哄抢。日本爱信精机负责制造变速箱的子公司爱信AW,曾经通过计算机算出众多变速箱设计组合方案,最后发现最出色的竟然还是莱佩莱捷的发明。
  根据市场咨询机构IHS Automotive的统计,目前使用6速变速箱的汽车总数在1300万辆,6速变速箱已经成功取代4速变速箱成为液压变速箱市场的主流,但这花费了近14年时间。
  6速自动变速箱的诞生是变速箱技术历史上的一次突破,它取代4速自动变速箱一直被认为极大改善了自动挡汽车在驾驶时的平顺感。
  但在6速变速箱之后,更高级数的变速箱是否有必要推出就一直是个有争议的话题。最关键的争议之一,出现在“用户是否还能体验到”这个问题上:既然6速已经足够平顺了,采用更高级数的变速箱还有必要吗?
  在加速性能上,9速变速箱的表现也十分有限。比如与6速变速箱相比,在满载状态下,9速变速箱可使起步后加速至每小时100公里的时间缩短为0.6秒——除非是专业赛车手或者极度发烧的“车友”,否则恐怕没有多少普通汽车用户会在意这种数字。
  汽车公司们目前把这个问题的焦点转移到了经济性上。新能源技术并不如之前预计的那样顺利。电动车的发展正陷入瓶颈,混合动力技术成为更切实降低油耗、满足日益严苛的排放法规的现实路径。但如果在混合动力技术方面没有储备,或者更多地考虑车型制造的成本,无法为某一车型选择混合动力时,由变速箱制造商主导的技术升级就成了汽车制造商可以挑选的另一种途径。
  人们过去在形容切诺基“动力澎湃”时,也很难不联想到“油老虎”。克莱斯勒中国销售公司的副总裁任皓说,期望通过新的9速变速箱改变这种刻板印象。
  与6速变速箱相比,9速变速箱在汽车处于2至3挡的低速行驶时,能让变速箱齿轮降低15%转速;在超过每小时120公里的速度时,从6速时的2600rpm(rpm:转速单位,这里指每分钟齿轮旋转的圈数)降至1900rpm,达到16%的节油效果。根据采埃孚的数据,与6AT变速箱相比,9AT变速箱的综合油耗将降低11%至16%。
  如果拿过去克莱斯勒生产的同年款同排量的车型对比,2013款JEEP Cherokee的官方每百公里油耗在10.4升,如果按照能降低16%的油耗的标准来算,每百公里的油耗将只有8.9升。在克莱斯勒的计划中,这可以让切诺基在燃油经济性上具有一定竞争力。
  这些数字对于美国汽车生产商的确至关重要。美国2011年颁布的CAFE燃油经济性新标准,规定当地销售的2016年款轻型车,平均燃油性能需要提升至每公里6.6升,克莱斯勒和通用品牌的SUV——切诺基和昂科雷还远达不到这样的标准。看来为了完成掐住汽车厂商脖子的节能指标,是汽车制造商采用9速变速箱的最现实的动力。


  “更高的变速箱级数实际意味着变速箱燃油经济性的提升,它们的存在还是有合理性的。”科尔尼咨询公司全球合伙人孙健说。
  但从汽车机械工程的角度来看,这仍避免不了这样一个问题:变速箱有更多级数的话,每增加一个齿轮同时意味着需要更多的传动零部件,意味着要制造更复杂和精密的机械结构,以及更庞大的变速箱体积。   9速变速箱使用了4组行星齿轮和6个变速换挡装置;在主流的6速变速箱中,对应的配置为3组行星齿轮5个变速换挡装置;在8速变速箱中,对应为4组行星齿轮、5个变速换挡装置。“从零件总数来看,9速和8速自动变速箱很接近。”采埃孚乘用车传统系统事业部亚太区副总裁Harald Massman说。不过他也承认,这款变速箱的价格与8速变速箱相比还存在劣势。
  随着规模效应的影响扩大,生产成本、维修成本也许会逐步降低,但更大的问题还在于更复杂的结构,毕竟这有可能对使用环境或者使用习惯提出更高的要求。最典型的例子是大众的双离合器DSG技术,它一开始被宣称具备很大的技术优势,但后来却发生了大规模的召回事件。这种应用在汽车上的精密技术,在涉及到行车安全问题时,总会面临一定的风险。
  采埃孚的9速变速箱目前仍然仅针对豪华车品牌或普通品牌的中高端车型。如果没有销量规模的支撑,9速变速箱暂时还不是大部分汽车用户所能体会到的。不过采埃孚也准备从2017年起,在中国投产更经济、针对小排量发动机的9HP28变速箱。
  Harald Massman预计在2022年至2025年,也就是近10年后,9速变速箱才可能成为市场主流;咨询公司LMC的预测则认为,到2018年,北美市场上将有三分之一的车辆采用8速、9速和10速变速箱。到那时,汽车业最喜闻乐见的“规模效应”又将出现。
  但如果仅仅是依靠不断增加变速箱的级数来体现“技术升级”,就未免显得有些黔驴技穷了。孙健说,尽管变速箱的级数越来越高可能会是一个趋势,但它的生产成本很难在短时间内降低。
  考虑到级数增加带来的复杂问题,以及车辆总装的难度,乘用车的变速箱级数不大可能超过10速,这是液压变速器本身的瓶颈,它的改进空间越来越小了。再换句话说,如果目前的主流变速箱制造商们不能很好地意识到这一点的话,未来那些采用真正革新技术的新兴变速器制造商就会跳出来,给他们当头一棒。
  电动车也有可能是颠覆变速箱技术的领域。如果电动车得到普及,越来越多的用户也就不再关心变速箱。因为到了那个时候,通过电动调速器就可以进行车速的调节了。在一段时间内,9速变速箱以至10速变速箱看起来仍然是一项被需要的技术,它们能在更好的燃油经济性和驾驶的平顺性上体现它的价值。但变革的那一天到来的速度,也有可能比想象的快得多。
  在小阿尔弗雷德·斯隆掌管通用汽车的那些日子里,他在奥斯莫比尔和凯迪拉克车型上大规模使用自动变速箱Hydra-Matic,那时他想到的只是如何解放人的左脚,而现在,到了这项技术本身也需要被“解放”的时候了。
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