靠80年代技術稱霸混動,雷克薩斯這台「10AT」神奇在哪兒?

這是因為雷克薩斯最新的10擋變速箱有兩種型號:第一個是傳統的10擋自動變速箱,第二個是模擬出來的10擋自動變速箱。目前LC和LS兩個車系在使用。

靠80年代技術稱霸混動,雷克薩斯這臺“10AT”神奇在哪兒?

這兩款變速箱是豐田與愛信聯合研發的,讓一向不以擋位數量爭高下的雷克薩斯,瞬間加持“變速箱之王”的光環。

雷克薩斯逆襲

從6速到8速再到10速(實際上還曾使用過5速),雷克薩斯的技術迭代的節奏感很好,不像是寶馬7系和奧迪A8連續兩代車型都是8AT(此時奔馳升級9AT、雷克薩斯升級10AT)。雖然不以擋位論英雄,但技研的態度很重要。

需要注意的是,雷克薩斯LC(對標911)是最早搭載10AT的。

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相比德系、美系,雷克薩斯LS可能在其他成本上有所取捨,但在傳動技術上鑽研比較深入。與之相呼應的是本田,擁有8速、9速、11速雙離合三款“神器”,讓人感覺日本工程師的腦回路真是開過光的。

言歸正傳。雷克薩斯推10AT,其實走了兩條路。前文提及,一條是傳統的自動變速箱,一條是豐田已經玩得如火純情的E-CVT。

E-CVT嚴格來說不是個變速箱,跟日產普遍用的CVT也不是一回事。它實際上是利用兩臺電機和行星齒輪(1組或n組),把發動機和電動機的動力,根據工況按比例傳遞給車輪。這是豐田Hybrid Synergy Drive的精髓。Synergy就是“協同”的意思。

E-CVT是最“懂”發動機的一種變速箱:低速時,電機驅動;中速(包括加速)時,混合驅動,此時發動機已進入最佳燃效區間(一般是在阿特金森循環下);高速時,只由發動機驅動,因為此時電機的熱效率會衰減。

關於E-CVT的具體原理,我們暫不做贅述。總之,基於行星齒輪精妙的設計,發動機的動力和兩臺電機的動力可以同時傳遞給它,由它來分配具體的比例,這樣就不存在傳統意義上的變速箱結構。豐田靠這個建立了很強的專利壁壘。

開過光的腦回路

10AT中的傳統變速箱,雷克薩斯叫做Direct Shift-10AT。它在體積上跟Direct Shift-8AT相比,幾乎保持一致。而且,Direct Shift-10AT與8AT,以及奔馳的9AT一樣,都是由4組行星齒輪和6組換擋機構組成。

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這6組換擋機構中,有3組制動器,3組離合器。其設計原理跟8AT、9AT沒有太大差別。除了在傳動效率、摩擦材料上有改進外,其他機械結構並沒有實質性差異。

對於自動變速箱來說,擋位數是一種排列組合問題。同樣有4組行星齒輪和6組換擋機構,不同的空間佈局和程序標定,會產生不同數量的齒比。齒比即擋位。

那麼為何不研發更多擋位呢?因為齒比太多,產品的穩定性和魯棒性就會降低。要不是排放政策,恐怕車企也不會這麼積極去增加擋位。畢竟產品的成本和可靠性要考慮。

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至於另外一個“10AT”,雷克薩斯叫做Multi Stage Hybrid Transmission,這是豐田研發過的最複雜的變速箱。前面已經對E-CVT做了介紹,那麼這個“10AT”就很好理解了:1個E-CVT單元+1個4擋自動變速箱(來自愛信)。

E-CVT是沒有固定齒比的,但是電腦會標定3個特定齒比。這3個齒比,與4擋自動變速箱的1、2、3擋,排列組合,形成9個擋位。4擋變速箱的4擋,是超速擋(Overdrive),即巡航擋位。

為了“湊齊”10個擋位,日本工程師可能是犯了強迫症,硬生生懟上了一個4擋自動變速箱。4擋的縱置變速箱?什麼概念?80年代的技術,如今煥發第二春,竟然在混動系統中發揮了重要作用。

為何是10個擋?

雷克薩斯其他帶H的車型,都只有E-CVT變速箱(模擬8擋)。唯獨LC和LS用的是E-CVT+4AT這種10擋變速箱。

問題來了,工程師為何一定要弄個10擋出來?

首先,這臺“10AT”雖然是模擬擋位,但依然提供手動換擋模式,這就要求必須要有“擋位”的概念;之前單獨使用E-CVT時,要模擬8擋也是一個意思。

然後,10個擋意味著10個齒比,按照傳統自動變速箱的概念來理解,傳動比範圍就會很大。這意味著:1擋齒比較大,低扭給力;10擋齒比較小,巡航省油。

單獨一個E-CVT,也能模擬10個擋,這無非是一個標定問題。但問題是,這樣模擬出來的10個擋,它的傳動比範圍比較小,因為存在物理瓶頸。而且,基於E-CVT傳動,油門的行程與發動機轉速不能很順暢的匹配。

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這就是為何要加一個4AT。可以理解為,以4AT為基礎,E-CVT幫助其擴大了齒比範圍,同時由於E-CVT可以模擬任意數量擋位,所以也增加了齒比的數量。

總之,E-CVT+4AT的終極目的,就是為了增大傳動比範圍。在這個較大的範圍內,雷克薩斯工程師認為,劃分成10個擋位最能帶來“動態反饋”。當然,也是為了跟那個傳統的10AT在擋位上保持一致。

我們查到這臺4AT的齒比為:1擋3.538,2擋1.888,3擋1.000,4擋0.650。由於E-CVT還有3個模擬齒比,所以兩者相乘,1擋的齒比會放大(具體數字待查)。而10擋的齒比,就是前面4擋的0.650。

對比Direct Shift-10AT,它的齒比為:

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可見,Multi Stage的10擋齒比,比Direct Shift-10AT的齒比還要高一點。難道不應該是要低嗎?

沒關係,由於E-CVT的介入,在10個齒比的加持下,混動版的雷克薩斯能以純電動模式飆到140km/h。而只搭載E-CVT的RX450h,純電動最高能跑99km/h。

而且,由於Multi Stage是混動,所以即便10擋齒比比Direct Shift-10AT大一點,在10擋巡航時也不會增加油耗,因為這時候動力是同時來自於發動機和電機,發動機的轉速還是會低一些。

再者,由於Multi Stage 10擋齒比略大,也使其在巡航過程中的再加速能力略強一些。


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