通用最新 9AT 变速箱拆解，95km/h 挂入 9 挡不是梦
3 年前，当 Jeep 自由光进入中国的时候，它所搭载的 ZF（采埃孚）9AT 变速箱引起了大家的争议。不少人觉得这么多档位，得跑到多高的速度才能挂到 9 挡？甚至很多人认为 9AT 还不如 6AT 实用。 后来，这台 ZF 的 9AT 在路虎极光、本田冠道和 FCA 等车型上纷纷上车。需要指出的是，路虎、本田和 FCA 都是从 ZF 那买的，只不过各自调教不同。如今，通用自己研发了一台 9 速 HYDRA-MATIC 手自一体变速箱 ，这台变速箱会率先搭载在下周上市的雪佛兰探界者 Equinox 上。 为了安利自家变速箱，通用把一波媒体拉到了通用汽车中国的车间里，现场拆解演示。上次通用这么干，是为了拆解「别克蓝」智能电驱系统。 这篇文章不聊车，先来看看极具代表性的通用 9AT。首先，通用 9AT 变速箱的剖面图是这样的： 尺寸上，通用 9AT 变速箱和之前的 6AT 变速箱相当。对了，之前在拆解「别克蓝」的时候，通用也强调它和通用 6AT 差不多大。大家尺寸差不多的情况下，未来动力系统的多样化就好做多了。 通用汽车全球驱动系统部中国副总裁 Michael Carman 先生说：「 预计到 2020 年，通用汽车旗下雪佛兰等品牌共计 13 款车型将搭载这款具有燃油效率高、换挡顺畅等优势的全新 9 速变速箱。」 9AT 最大优点就是「 齿比」 多了，和通用 6AT 相比是这样的： 和 ZF 的 9AT 相比是这样的： 理论上，变速箱挡位越多就意味着油耗和驾驶平顺性的改善。雪佛兰官方表示，和之前的 6AT 相比，9AT 能带来 2%的燃油经济性提升，并且换挡「 精准」 和「 平顺」。 通用的这台 9AT 主要有两个核心技术，分别是「 可选择单向离合器」 和「 启停储能器」。这两项技术分别对应了上面提到的两个优点，即「 结构紧凑」 和「 换挡平顺」。 可选择单向离合器用于替代传统离合器，能够提升 1 挡和 2 挡之间的换挡体验，确保 1 挡换挡顺畅。更重要的是，它的尺寸比传统离合器轻了 1.5 公斤，长度减小了约 5-25mm。前边这两个数据，是通用合作伙伴 Means 在公司官网透露的。 这种离合器长这样： 原理图是这样的： 启停储能器主要搭配发动机启停技术使用，当发动机停止工作后，无法带动变速箱油泵，发动机重启后，液压油无法立即供应，自动变速箱换挡可能会出现迟滞。启停储能器的工作原理就是在发动机停止时，把油压以弹簧势能的形式存储。在发动机启动时，弹簧瞬间释放压力，保证能够及时换挡。 启停储能器长下面这样： 当然，除了可选择单向离合器和启停储能器，这台 9AT 还有其他亮点，比如 TCM（变速箱控制模块）外置，其好处在于便于模块化设计和维护。 虽然探界者还没上市，但通用官方已经给出了这台变速箱的测试视频。在视频中，工程师通过 OBD 读取车辆信息，目的是为了监测车速和档位。在缓慢加速过程中，发动机转速基本不超过 2100rpm，到 95km/h（1700rpm）左右时就挂上了 9 挡。车速稳定在 95km/h 几秒钟后，发动机转速在 1400rpm 出头。 当然，发动机转速和你怎么踩油门有关。我们上面提到的 95km/h 挂入 9 挡的前提，是 0-95km/h 加速用了 58 秒，非常理想化。在日常的驾驶中，这就显得太「 慢」 了，所以实际驾驶起来挂入 9 挡时的车速应该会稍高一些。对于用户来说，能在 120km/h 以下挂入 9 挡的 9AT 才是好 AT。 其实变速箱好不好还是用户说了算，还记得某年 315 晚会曝光了极光的 9AT 变速箱吗？虽然变速箱是 ZF 的，但给用户造成了麻烦，锅还得是路虎来背。由于探界者还没正式上市，发动机和变速箱之间的匹配不好说，我们暂不评价实际体验如何。 从宏观角度来看，通用 9AT 的出现很适合它的多品牌战略，起码有足够多的车型让 9AT 有发光发热的机会。通用 … 继续阅读
3D 打印发动机不过瘾，他又打印了配套的变速箱
3D 打印应用于汽车领域？也许听起来还很遥远，但是已经有人用这个技术来「 制造」 动力总成了。 一个叫做 Eric Harrell 的外国人在前一阵 3D 打印了一台可工作的丰田四缸 22RE 发动机。Eric 基于自己的 RepRap 3D 打印机，最大程度上的反向制造出了仅为原始发动机大小 35%的复制品：80 个不同的组件通过磁性组装起来，耗费整整一卷重 1Kg 的树脂纤维的同时，也花费了超过 34 个小时将它打印出来。他当时就断言：「 这对你和你的打印机来说绝对是一项的巨大挑战」。事实证明，他是对的。 但那时仅仅是一月末，现在，Eric 带着他更牛逼的新产品「 华丽回归」 了。这一次他创造出了一个更大并且更复杂的 3D 打印模型——搭配 22RE 发动机的一台五档变速箱。包括逆转齿轮在内，这完全就是一个匹配他之前产品的可工作的微小复制品。他是这么描述的：「 这个模型比发动机本身还要复杂的多」，在装配过程中，困难比想象中还要大得多。 作为一个高精度的发动机模型，Eric 在三维软件里首先对它进行了完整的设计。他说：「 所有的尺寸都由卡尺粗略估量，并且所有部分都在脑子里被重新设计」，这些东西随后都被他用自己的 3D 打印机打印了出来。全部材料都是树脂，整个 3D 打印过程耗时 48 小时。当然，还需要一些现成的零部件来完成组装，比如 3 毫米的垫圈、轴承等等。 当然，因为它还只是塑料产品，所以还不能像一个真正的变速器那样工作，但它们的工作原理却是完全一样的。Eric 说，如果在某种程度上将其回归到完整尺寸，并且用比树脂更加耐用的材料来制造的话，它完全能像变速器那样工作。」 同时，只要对之前打印的发动机架做一些修饰和调整，这个变速箱就能完美匹配发动机了。 Eric 设计这个模型的初衷，就是要做先前产品的后续补充。「 我之所以做变速器，也归功于四缸发动机的成功面世，有太多的人对上一个产品痴迷。基于其中的复杂性和制作所耗费的时间，我还真没想到会引起这么强烈的反响，」 他透露道，「 但目前已经有 8 个人在做这个发动机了，并且有越来越多的人加入到了这个过程中。」 由于整个的打印过程有太多纷繁复杂的步骤和部分，以至于很难将其转化为组装图来说明，所以 Eric 并不准备发布制作指南。如果想要做类似尝试，可以观看他的短片，并且观察其中的步骤。「 你会慢慢明白该在哪儿钻孔、打磨。」 3D 打印发动机的视频： 他说：「 那些同样想通过 3D 打印来复制发动机和变速箱的人，会从我的例子里更好的了解到，到底怎么把零部件一步一步组装成一个真实发动机模型。」 和之前 3D 打印发动机一样，拥有工程机械学位的 Eric 在对真正的发动机了如指掌之后，才决定去 3D 打印出发动机部件的模型。「 我认为，在展示各个部件的工作状态方面，模型绝对是最棒的选择。这个发动机和变速器模型，清楚地向人们展示了这些零部件是如何工作、如何被控制的。」 在他看来，这些模型或许可以被应用在教学上，相比真正的发动机，它的成本还是要低一些，对于学校来说这是一个不错的选择。 毫无疑问，当这两个振奋人心的产品问世之后，大家都想要知道的是：接下来还会有什么值得期待的吗？毕竟，Eric 依旧奋斗在 3D 打印完整的汽车的道路上。他给出的确切的消息是：「 接下来将要通过 3D 打印技术来复制出一台差速器」。 这是一个非常复杂，也非常具有挑战性的项目，但毋庸置疑，这是我们迈向 3D 打印汽车的第一步。
【硬核派科学家】电动车需要变速箱吗？
我们都知道，汽车分为手动挡和自动挡，这个「 挡」 就是控制变速箱的。那么变速箱是干嘛的，这个恐怕就不是每个人都能说得清楚了。而汽车为什么要配备变速箱，电动汽车需不需要变速箱可能就更让大家迷茫了。为此，GeekCar 专门访问了硬核派科学家、星谷实验室创始人、电动机专家陈拯民博士，看他给出什么样的答案。 在话题开始前，陈拯民为我们爆了个料：据说「 电动车标杆」 特斯拉从设计到生产的过程中，做了很多次妥协，其中就包括将原来的两级变速箱，简化为单级变速箱。也就是说，特斯拉方面一开始还是认为多级变速箱的方案是有优势的。（下文作者：陈拯民 编辑：李海潮）单级变速箱 先来说说单级变速箱，单级变速箱利用齿轮的杠杆原理， 把以几千 rpm(转数/分) 旋转的发动机运动，减速成几百 rpm 的轮子旋转，同时将发动机区区 100~200N•m(牛•米) 的力矩，转化成车轮端高达 1000N•m 以上的旋转推力。 为什么引擎不能直接连接到轮子上（想到小时候的玩具四驱车了吗？），直接带着轮子跑呢？当然可以，这种方式叫直驱，也就是直接驱动的简称，轮边电机就是这种驱动方式。 那为什么汽车不用直驱的方式呢？ 因为无论是传统汽车的内燃发动机，还是电动汽车的电动机，往往是转速越高，马力就越大。体积和重量都可以轻量化，就是有个小缺点——力矩稍微小一些。 如果我们选用一款力矩足够大，能够直接驱动汽车的发动机，那么这个电机 (或者内燃机) 的最大功率肯定会高到离谱，哪怕汽车飚到 200km/h，引擎也只是发挥了几分之一的功率，这样就是很大的浪费。另外，这样的引擎这价格会比一辆普通汽车还高，而且重量应该是普通引擎的数倍。 所以靠谱的方案是，选一个轻量化，成本低的引擎，配上个便宜的减速器，即有足够的加速性能，又有靠谱的成本。 多级变速箱 这里面说的变速箱，是特指有多个变速比的变速箱。为什么要有多个变速比？两个优势：获得更棒的推力，以及弥补内燃机在低速段力矩不足的缺点。 先说第二个优势： 看一下典型内燃机在各种转速下的扭矩输出吧：发动机在 1000 转以内的力矩如此之低，以至于做测试的工程师都不忍心将低速段的数据标出……当然是玩笑，不过低速段的力矩差却是事实。 所以我们需要一个非常大的减速比，将低速段很弱的推力放大很多倍，用来提供汽车起步的推力。这意味着起步阶段的减速比非常大，所以普通手动挡汽车第一档也就开到 20km/h 左右的时速。其实油门儿踩到底，引擎转速指针到红区，一挡车速也不会超过三四十。 这可不行，我们平时开车起码要到 60~100km/h 的速度。所以聪明的汽车工程师 (在大概 100 年前) 才设计了减速比逐级降低的多挡变速箱。减速比每降低一档，汽车的极限速度就提高一档，当然推力也降低一档。 所以，第一档的主要使命，就是弥补内燃机在低转速下孱弱的表现。附加的优点是很高的推力，而局限就是，较低的极限车速。 再说一下第一个优势：其实前面已经说了，挂的档越低推力越大。 如果一个设计时速 180km/h 的汽车采用只有一个减速比的变速箱，那么他只能慢悠悠的加速到极限速度；如果中间增加一个 2 倍减速比的档位，那么在 0~90km/h 的区间，这个档位可以提供两倍的推力，那么 0-90km/h 的加速时间可以相应缩短一半；同理，如果再追加一个 4 倍减速比的档位，那么 0-45km/h 的加速时间可以减小至原来的 1/4。 这个简单的道理，开手动挡、骑变速自行车、或爱好赛车的同学们自然有体会啦，挂抵挡追求推背感嘛。 电动汽车，到底要不要多级变速？ 虽然特斯拉一开始的方案是两级变速，但是经过妥协后还是变为固定减速比，而且现在主流电动汽车用的都是单变速比，比如高大上的特斯拉，奋起直追的宝马 i3，以及北汽、江淮推出的电动汽车，全都是固定减速比。 国产电动汽车那萌萌哒的加速和续航就不夸奖了，看看豪华的特斯拉和内敛的 i3 用单级变速不也做的不错嘛。 难道单级减速就够了么？ 足够了！电动汽车有这样的表现就很出色了，关键问题是续航能力，毕竟拿电动汽车当跑车的人不是很多！解决好续航和充电站才是重点！ 难道单级减速真的就够了吗？！ 早晚有一天，会有多级变速的电动汽车出现，市场会被它的加速性能震撼。大家开始意识到，原来百公里加速 3 秒的水平，不止是特斯拉的专利，普通温顺的小绵羊也可以通过 1、2 档变速实现这样极致的加速。事实上，星谷实验室正在尝试用额定功率 30~40kw 的电机带动某款国产电动汽车爆发出 4 秒多的加速性能。 所以，多级变速也有它的存在理由！因为供应链而妥协的特斯拉，没准会在未来的某款车型上使用多档变速呢？那个时候的电动汽车，可就真的要成为汽车 2.0 了。