開了這麼多年自動擋,你卻不知道它為什麼不怕“死火”

關於“自動變速箱”這個詞,不同的人有非常不同的理解。

一部分人認為,自動變速箱是一個大類別,所有會自己換擋、不用你費力踩離合的變速箱,都應該算在裡面。

在另一部分人眼中,自動變速箱是特指一種結構,無級變速箱和雙離合變速箱同樣是可以自己換擋,但它們的結構不同於自動變速箱。

這兩種相互矛盾說法,其實都不算錯。

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嚴格來說,無級變速箱(CVT)和雙離合(DCT)都包含在自動變速箱(AT)這分類裡。除了上面兩種之外,AT裡還有一支龐大的勢力,它就是液力式自動變速箱(Hydraulic Automatic Transmissions),簡稱HAT。

我們畫一張圖,就能秒懂它們之間的關係了。

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大家平時說的傳統自動變速箱,實際上就是指HAT,只不過它推廣的時間比較早,CVT和DCT還躺在實驗室裡的時候,它就已經在全世界推廣了,很長一段歲月裡,AT家族只有它一枝獨秀。

那反正家裡就你一個,那也用不著特意區分,所以大家慢慢省略掉了前面的“液力式”三個字,就簡單叫它“自動變速箱”,於是就這麼混淆了。

既然我們重新說起了它的全名,那麼大家肯定好奇,這個“液力式”到底代表什麼,對於我們一般的乘用車來說,就代表液力變矩器

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(液力變矩器結構圖)

雖然在聊汽車,但液力變矩器跟坦克的緣分倒是更深一些,早期的坦克也和汽車一樣,大多使用手動擋,也會遇到換擋不正確、離合踏板沒踩好就熄火的尷尬,而且坦克那使用環境,泥巴地、大沙漠、山溝溝,是手動擋的地獄難度關卡。

你開車在路上熄火了,後車最多噴你幾句,丟的是臉,你開坦克在戰場上熄火了,敵人肯定拿炮彈招呼你,丟的是命。

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作坦克生產商的美國通用,開始考慮怎麼讓更多大兵活著回家。首先想想手動擋為啥會熄火,因為因為掛上檔之後,發動機和車輪之間,通過變速箱離合器的金屬結構實現“硬連接”。

這就會出現什麼情況呢,就像簡單粗暴的“死飛”自行車一樣,你的腳(發動機)出力夠多時,可以帶動車輪;你出力不夠多時,又恰好碰到上坡,車輪往後滾,也會帶著你的腳反轉。

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人的腳正轉反轉,都不會斷,但發動機的輸出軸,永遠是朝著一個方向轉的,遇到反轉的力就會容易熄火。

於是通用設計了液力變矩器來替代金屬離合器,它的原理就是,在金屬部件中間加入油液,行成“軟連接”,具體的工作方式如下:

發動機出力帶動渦輪葉片A → 渦輪葉片A 攪動油液 → 油液衝擊渦輪葉片B→ 渦輪葉片B再帶動車輪

用人話說就是,一臺通電的風扇,朝著一臺沒通電的風扇狂吹,空氣流動能帶著它的葉面轉動。只不過在液力變矩器裡,空氣被換成了油液。

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那你倒過來想,兩臺通電的風扇對著吹,能把對方給吹得反轉嗎?所以在液力變矩器的緩衝下,車輪上就算突然遇到衝擊或者增加負荷,也不會帶著發動機反轉熄火。

但液力變矩器只是替代了離合器的作用,單靠它沒法實現正常的變速功能,所以通用又在後面串了一組變速齒輪,再加上液壓操縱系統和電子系統,自動控制齒輪來回切換。

一臺經典的液力自動變速箱就這樣誕生了。

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液力自動變速箱先是被應用在美軍的坦克上,通用很快又想起,我好像也賣車來著,於是應用在了旗下的別克車上,變速箱代號“Dynaflow”,這一年是1948年。

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Dynaflow讓世人很快見識到了液力自動變速箱的強大,它起步和加速都很平穩、幾乎不會熄火,而且完全解放了左腳,用起來非常方便。

但Dynaflow也暴露了液力自動變速箱的缺點,它是用油液來傳動的,相比起直接金屬硬碰硬的傳動,效率比較低,讓發動機白白損失動力,結果就是油耗高、加速慢。

因為當時的技術所限,通用還只給Dynaflow裝了兩個前進擋,不僅讓油耗高、加速慢的缺點更突出了,還會在換擋的時候嚴重頓挫。

當時的美國車迷們,一直嘲諷裝Dynaflow的別克車是“飯量像豬,跑步像烏龜”

隨著其他車企相繼踏進液力自動變速箱的領域,更多的問題來了。它結構複雜,對加工的精度要求極高,不是你拿榔頭敲幾下能敲出來的,生產成本嚇人;而且它的體積相對手動變速箱來說很龐大,往車上一撂,把其他部件的地盤都搶光了。

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即便如此,各大汽車品牌都沒有放棄這種變速箱,因為 —— 壓根沒得選啊!

雖然液力自動變速箱一身都是毛病,但它湊合湊合還能開,同時期的其他自動變速箱毛病更多,基本上沒法用的那種,沒辦法,橫豎就指望你了。

還有個原因是,由於它使用油液傳動,能承受的極限非常高,可靠性也非常高,從大卡車到小家轎,從8缸性能怪獸到4缸買菜老爺車,通通都駕馭得了,不用做太多修改就能安裝在不同的車上,正所謂一臺在手、全家不愁。

液力自動變速箱的運氣也夠好,隨著冶金技術的不斷進步,工廠裡能造出更小卻更堅固的部件,這就意味著,在尺寸不變的情況下,一臺變速箱可以容下更多的檔位。50、60年代,3AT開始嶄露頭角,到80年代,4AT也不是啥稀奇貨,現在8AT、10AT都爛大街了

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雖然說檔位變多了,緩解了一部分問題,但油液傳動效率低的先天缺陷,始終沒有解決。

各大汽車品牌用行動詮釋了,什麼叫“曲線救國”,解決不了缺陷,我們就繞開缺陷。

雖然說手動擋傳遞動力的效率極高,但大家忽略了一個前提,這是理論上的效率高,實際上你讓個新手司機開,胡亂換擋肯定不會省油,就算是幾十年駕齡的老司機,也未必能在把握檔位和換擋時機上做到完美。

開了這麼多年自動擋,你卻不知道它為什麼不怕“死火”

人不行,電腦也許可以,拜電子技術的進步所賜,製造商可以在變速箱裡寫入一陣套程序,裡面包含了司機可能遇到各種狀況,根據狀況來操縱換擋,什麼時候升檔什麼時候降擋,升降幾個檔,都是預先算好的,讓發動機始終保持在最經濟或者動力最猛的狀態,這樣就能抵消掉油液傳動帶來的效率損失。

20世紀末的液力自動變速箱,已經能做得比新手司機更好了,21世紀初,它們的效率已經能戰勝多數普通司機,現在,連老司機都不敢隨便抱怨自動擋更耗油,就怕變速箱罵出一句“不服來比比?”

開了這麼多年自動擋,你卻不知道它為什麼不怕“死火”

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時至今日,液力自動變速箱仍然是最常見、最經典的自動變速箱形式,而且還在不斷推出新款,像變速箱裡面的一棵常青樹。

但人類科技發展的果實,並非只有它能摘到,無級變速、雙離合等等死敵,也在不斷進步和強化,更大的變數在於,另一頭電動汽車也崛起了,這些新勢力由於電動機的特性,壓根就不需要複雜的變速箱結構……

液力自動變速箱這棵常青樹還能青多久,真的就看造化了。


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