如果把一輛汽車比做一個劇組,那麼“男二號”變速箱有哪些戲份?

如果把一輛汽車比做一個劇組,那麼發動機作為動力之源、汽車的心臟,是無可爭議的“男一號”(也就是當下年輕人常說的“男主”)。

變速箱與發動機、底盤並稱為汽車三大件,而且和發動機有很多“對手戲”,算得上是“男二號”。

如果把一輛汽車比做一個劇組,那麼“男二號”變速箱有哪些戲份?

如前所述,發動機負責提供動力,動力輸出的大小則由車載電腦(即ECU, Electronic Control Unit電子控制單元)根據各個傳感器發回的訊號,進行分析處理後,再發出指令給發動機執行。

說得形象點,ECU就像是一個隱身幕後的導演,他根據安插在各個關鍵位置的情報員——也就是五花八門的傳感器(比如溫度傳感器、壓力傳感器、旋轉傳感器、流量傳感器、位置傳感器、氧氣傳感器、爆震傳感器等等)收集的信息,再告訴男主角(發動機)戲該怎麼演。

如果把一輛汽車比做一個劇組,那麼“男二號”變速箱有哪些戲份?

男一號發動機的導演是ECU,而男二號變速箱的導演則是TCU(Transmission Control Unit,變速箱控制單元)。當然兩位導演並不是各導各的,而是會不斷進行溝通交流,以免兩位演員互相拆臺,把戲給演砸了。

如果把一輛汽車比做一個劇組,那麼“男二號”變速箱有哪些戲份?

需要指出的是,上述的變速箱是指自動變速箱(包括AT自動變速箱、DCT雙離合變速箱、CVT無級變速箱和AMT自動變速箱等),對於手動變速箱(MT)而言,直接由駕駛員控制,不需要TCU。

那麼變速箱和發動機之間的對手戲又是怎麼演的呢?

其實並不複雜:發動機工作的時候,活塞上下移動,通過連桿推動曲軸旋轉,輸出轉速(旋轉快慢)和扭矩(扭力大小),再通過變速箱(當然還有主變速器、差速器、半軸等其他零件配合)傳遞給車輪,讓車子跑起來。

眾所周知,發動機輸出的動力在變速箱和其他零件的傳遞過程中會有一定的損失,那麼是否可以直接把發動機的動力傳給車輪呢?

答案是不行。

原因主要有兩點:

1、發動機的轉速動輒每分鐘幾千轉(需要這麼高的轉速以便產生足夠的動力),如果直接傳遞到車輪上,在高轉速的時候,車子就會快得像飛機一樣,根本沒法開,所以必須得減速。

2、發動機輸出的扭力(扭矩)無法驅動一、兩噸重的車子,必須把扭矩放大。

說到這裡,你該明白男二號變速箱的主要戲份(任務)就是把男一號發動機輸出的轉速減小和扭矩放大(也有把轉速加大和扭矩減小的情況,比如汽車在高速公路上飛速行駛)。

如果把一輛汽車比做一個劇組,那麼“男二號”變速箱有哪些戲份?

其實,除變速箱外,主減速器也在做減速增扭的工作---因為如果全部由變速箱完成的話,變速箱的結構會過於複雜,體積太大。

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那麼為什麼變速箱是男二號,而主變速器只是一個不起眼的小角色呢?

主要原因是主變速器只能減速增扭,而且其比例是固定的;而變速箱有多個甚至無數個檔位(CVT),不單可以減速增扭,還可以加速減扭,而且變化的比例可以根據實際需要而調整。

除此之外,變速箱還能夠改變旋轉方向(倒車的時候),以及切斷動力(比如怠速的時候,發動機在工作,但是動力沒有傳遞到車輪),

顯然,變速箱的戲份比主變速器要多得多。

那麼變速變扭究竟是怎麼實現的呢?

簡單說就是小輪帶大輪(減速增扭)或者大輪帶小輪(加速減扭)。

就手動變速箱、雙離合變速箱和AT自動變速箱而言,這個“輪”指的是齒輪(AT變速箱裡的行星齒輪也是齒輪配合的一種),對於CVT/無級變速箱來說,這個“輪”指的是滑輪(滑輪之間由鋼帶或鏈條連接)。

如果把一輛汽車比做一個劇組,那麼“男二號”變速箱有哪些戲份?

對於處於配合(齧合)狀態而且沒有打滑的兩個輪子來說,大輪子轉得慢,小輪子轉得快,轉速與輪子的大小(半徑)成反比。這就好象兩個跑步運動員,矮個(腿短,步子小)只有加快頻率才能和高個(腿長,步子大)保持同步。

所以用不同大小的輪子(齒輪/滑輪)進行配合(齧合)就實現了變速的目的。

轉速變了,那麼變扭怎麼實現呢?

答案是已經實現了。沒錯,在變速的同時扭矩也變化了:轉速降低,則扭矩增加,轉速降低多少倍,則扭矩增大多數倍。反之亦然。根據能量守恆的定律,很容易理解這一點。這就像輕量級拳擊手出拳速度很快,但是力量小,重量級拳擊手出拳慢,但是力量十足。

有人會問,齒輪齧合的時候,作用力和反作用力應該大小相等才對啊!確實如此,力是一樣大,但是扭矩=力X力臂。其中力臂就是輪子的半徑,根據槓桿原理,大輪子把小輪子傳遞的扭矩放大了。

如果把一輛汽車比做一個劇組,那麼“男二號”變速箱有哪些戲份?

理論上講,組合數(即檔位數)越多,變速變扭過程中的區間越小,也就更加平順。同時,變速變扭的範圍越大,能夠提供更加合適的檔位,以便降低油耗。

但是變速箱這個男二號的表現好壞,與導演(TCU)的指揮有很大的關係,這就是專家們常說的調校和換檔邏輯問題。

所謂換檔邏輯,其實就是設計師為TCU設定的一套程序,用來判斷和決定何時該升檔,何時該降檔。

調校和換檔邏輯優秀的變速箱,非常善解人意,總是能夠提供合適的檔位。

下面以4種最典型的情況進行說明:

1、加油升檔:在起步之後,駕駛者加大油門(深踩油門踏板),在車速加快的同時變速箱檔位也逐漸升高,直到車速穩定(比如90公里/小時),變速箱檔位停留在最高檔,兼顧速度和燃油經濟性。

2、減油降檔:在需減速時(比如前方有路口),駕駛者收油門(抬起油門踏板),車速減慢的同時變速箱檔位也逐漸降低。

3、急加油降檔:在需要超車時,駕駛者急踩油門(快速踩下油門,甚至油門到底),這時變速箱的檔位迅速降低,發動機轉速急劇上升,扭矩急劇增大,車速快速提高,超車動作得以在瞬間完成。

(請注意:此處說的發動機轉速和扭矩同時變大與前面講的齒輪齧合時大齒輪轉速降低而扭矩變大並不矛盾。急加油時,變速箱檔位連接兩三檔,發動機轉速急劇上升,發動機做的功也大大增加,轉速和扭矩都是變大的。降檔後傳動比增加,扭矩更加放大,轉速雖然降低了,但是相對於降檔之前仍然提高了很多,所以車速速提高的)。

4、收油升檔:超車完成後或者其他大腳油門後,駕駛者收一下油門(抬起油門踏板),變速箱會升高檔位,兼顧速度和燃油經濟性。

總結一下,就是:加油升檔,減油降檔,急加油降檔,急加油後收油升檔。

上述換檔邏輯執行得好壞,各檔位之間切換是否平順,與廠家的調校功力有很大關係。另外,與廠家對於車型的定位也有關係,比如運動型的車通常降檔更積極,舒適型的車就要溫柔很多了。

最後簡單講一下不同類型變速箱的特點,看看你喜歡什麼樣的男二號。

1、MT手動變速箱 (憤青型屌絲男):

如果把一輛汽車比做一個劇組,那麼“男二號”變速箱有哪些戲份?

優點:成本低,價格便宜。傳動損失小,相對自動變速箱省油一點。

理論上更有駕駛樂趣,但是在中國日益惡劣的路況之下,究竟是樂趣更多還是痛苦更多,誰用誰知道啊。

缺點:操作麻煩,特別是在堵車的情況下,非常累人。

反正本人在多年深受手動檔之苦後,就再也不想開手動檔的車了。

2、DCT雙離合變速箱(花心型新潮男) :

如果把一輛汽車比做一個劇組,那麼“男二號”變速箱有哪些戲份?

優點:換檔快,省油,成本低。

缺點:在走走停停的中國特色路況下,兩個離合器很容易累趴下(溫度過高而失效、頓挫等)。

由於問題太多,有些廠家在選用一段時間雙離合變速箱後又用回AT自動變速箱了,所以選擇要謹慎。

3、CVT無級變速箱(斯文型暖男):

如果把一輛汽車比做一個劇組,那麼“男二號”變速箱有哪些戲份?

優點:平順,幾乎沒有頓挫。

缺點:加速較緩慢,不能承受大扭矩。

4、AT自動變速箱(大叔型穩重男):

如果把一輛汽車比做一個劇組,那麼“男二號”變速箱有哪些戲份?

優點:技術成熟,比較可靠。

缺點:動力損失較大,油耗偏高。

5、AMT自動變速箱(裝X型男):

如果把一輛汽車比做一個劇組,那麼“男二號”變速箱有哪些戲份?

優點:不用人工換檔。

缺點:頓挫非常厲害,很折騰人。

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