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国产自动变速器不行?全球八个6AT变速器中两款为中国制造!

发布日期:
2019年12月24日
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6AT变速器是一个听起来有些年头的产品了,因为毕竟各大厂家在做广告的之后已经吹嘘自己用了8AT、9AT升值10AT变速器,而6AT则越来越少的被人提起。不过个人认为,6AT是现阶段平衡成本和性能的最佳的挡位数,是家用买菜车的较为理想的传动形式。

AT变速器的整合性能仍在在自动变速器中排在首位,变矩器带来的起步和低速性能都是双离合器所不能比拟的,当然需要增加点油耗。但随着AT技术的进一步完善和提高,如离合器带低排功率损失(拖曳功率损失)、低粘度润滑油、液压操纵系统的优化、低功耗液压泵、低摩擦损失轴承、扁平变矩器、多片闭锁离合器、高性能扭转减震器等技术的应用,AT技术也一直在进步。今天我们就来盘点一下主流的乘用车6AT变速器多有哪些。

1、ZF 6AT

ZF是第一个研发乘用车6AT的厂家,其6HP系列6AT经历了2代,2000-2007年为第一代,2007年以后发展了第二代,是第一个采用莱佩莱捷行星机构的6AT,应用了油缸动态压力均衡,抵消离心压力,取消单向离合器等技术。该6AT揭开了乘用车自动变速箱的多挡化进程,同时也奠定了莱佩莱捷机构在6AT的重要地位。

2、爱信的6AT

爱信从TF-60SN开始,授权生产ZF的6AT,并大量用于大众系列的车型,随后研发了系列化的6AT。爱信的6AT以其成本、可靠性慢慢占领了很大部分的市场份额。其6AT同样采用莱佩莱捷式3自由度行星机构、5个操纵元件,1个单向离合器。

相比于其他的6AT传动机构,为什么莱佩莱捷式成为经典,个人觉得更多是因为工艺合理、简单,成本低和可靠性高。所需的轴承数目较少,而且几乎一半都是滑动轴承,节省了成本和大量的径向空间。

在结构设计方面,爱信的横置6AT通过增加拉维纳机构的行星轮数目,减小了行星轮的啮合力,从而缩短了拉维纳行星机构的轴向长度。相比于5AT和4AT,6AT的重量没有增加,轴向长度更短,并且零件数目还比5AT减少了29%,这些结构上的好处都是莱佩莱捷机构带来了,从而使6AT迅速替代了4AT。

在爱信6AT研发过程中,也出现了两种非莱佩莱捷形式的6AT传动方案。如U660的横置6速,用于雷克萨斯等车型。该传动方案与莱佩莱捷式机构原理是一样的,不同的是:采用3个制动器、2个离合器,输出为拉维纳机构的行星架;有直接挡(4挡);分箱面的位置不同。结构设计也非常巧妙,紧凑性不低于莱佩莱捷机构的6AT,主要体现在C1离合器和B3制动器方面,可见爱信在结构设计方面的功力深厚。

爱信也研发了纵置的6AT(A761),用于雷克萨斯车型。该传动方案采用两个辛普森机构进行复合,与艾里逊的系列传动方案一样;但改动的地方是:把第一个行星排从普通牌变为内外啮合行星排。该变速箱最大的特点是操纵件特别多,有4个制动器、4个离合器还有4个单项离合器。其实这个行星机构实现6个挡位,只需3个制动器和2个离合器即可,爱信采用那么多的操纵机构,特别是4个单向离合器,主要是提高换挡的平顺性。

3、马自达的6AT

马自达比较有特点,他坚信6AT就够了,谁让人家发动机牛啊!马自达的6AT是传说中的调校好、聪明、换挡快,本人开过,的确不错。

马自达的6AT型号为FW6A-EL,网上很多资料都说是爱信代工,马自达进行调校的。刚开始我也相信了,因为其行星排的布置形式与爱信的6AT很像。但在网络上折腾了2个小时,终于找到其传动方案。真实的传动方案与艾里逊的6AT一样,都是两个辛普森机构的复合,也与丰田的A761E的传动方案一样。采用3个制动器和2个离合器的三自由行星机构,通过拆联的形式实现6个挡位,与莱佩莱捷式6AT有根本的区别,因此估计跟爱信没太大的关系,是马自达自己设计和生产的。

该变速箱的结构设计方面也比较有特点:

(1)屁股后面开了个大洞,便于安装三个行星排和三个制动器;

(2)行星排和制动器的位置非常合理,不浪费行星排的径向空间,制动器配油也简单;

(3)输入为2个离合器,工艺比莱佩莱捷式的结构更简单;

(4)缺点为中心的套轴层数较多。

该变速箱的技术亮点为偏平液力变矩器,采用多片闭锁离合器,扩大了闭锁区间,在NEDC工况,闭锁时间高达到89%,提升了传动效率和响应性能。

4、现代的6AT

现代的6AT前面的文章详细介绍过了,现代的6AT和通用的6AT传动方案本质上是一样的,各个挡位的实现方式、功率流、离合器/制动器的操纵序列都是一样的。与通用一样,现代的6AT同样是用辛普森机构和1个普通行星排组成,主要区别是:现代改进了辛普森机构,把辛普森机构的一个普通行星排换成内外啮合行星排,再把辛普森机构的两个行星排的位置调换一下。

5、通用/福特的6AT

福特与通用共同开发的纵置6AT,系列代号为6R,是与ZF合作的,采用的是莱佩莱捷式行星机构。结构设计最大特点是:

(1)相比于其他变速箱的多段式壳体,6R系列采用单段式壳体,提供了结构刚度,有利于提高NVH性能;

(2)新增美式皮卡的拖车模式,保证发动机的功率输出;

(3)增加手动换挡模式和PTO取力口;

(4)粉末冶金行星架材料。

福特除与通用合作外,还与爱信合作过研发横置6AT(AWF21 ),同样采用莱佩莱捷式行星机构。福特与通用合作开发的横置平台的6AT,代号6F和6T系列,采用的是通用原创的行星机构,就不详述了。

6、克莱斯勒的6AT

克莱斯勒也在2007年开发了自己的横置6AT(62TE),老实说,还采用4AT后面串联高低挡行星排的结构形式,未免有点落后了。体积重量、换挡时间、成本等多方面都不占优势,2007年,通用、ZF、通用、AISIIN等都发展了自己的6AT,克莱斯勒有足够的参考和对标,不知为何还选用这样的传动方案。

克莱斯勒的横置6AT(62TE)布置了2根轴,输入轴是一个4AT(CR-CR结构4AT),另外一根轴为一个高低挡行星排,这样的结构是典型的5AT结构。相比于莱佩莱捷式6AT,增加额外的轴承、离合器、行星机构等传动元件,带来结构的复杂,成本的增加、换挡时间的延长等。不管怎看,都不是好的设计,克莱斯勒的设计初衷就不得而知了。

克莱斯勒同样开发了纵置平台的6AT,代号为545RFE\65RFE\68RFE\66RFE。采用的是CR-CR机构与单行星排组合的三自由机构,也是6AT的经典传动方案,唯一的缺点是机构迂回度有点高(主要是CR-CR机构引起的),行星排的结构设计有点复杂。

7、DSI 6AT

澳大利亚的DSI被吉利收购,旗下的6AT也算是中国的6AT了。DSI的横置6AT平台也是采用莱佩莱捷式行星机构,网上说该6AT传动效率不高,匹配车型的油耗较高。结构设计基本与爱信的6AT一样,特别是拉维纳机构及其离合器C1、制动器B2;与爱信6AT最大的不同是,制动器B2采用带式制动器(这好像是4AT年代的产物哦)。

DSI的纵置6AT同样采用莱佩莱捷式行星机构,依然采样带式制动器实现拉维纳行星机构行星架的制动。不知道带式制动器的响应、摩擦特性、接合的滑摩控制是否能与多片湿式制动器媲美,没有相关数据,不好下结论。

8、东安汽发(DAE)的6AT

这台内部代号为A6F5的变速器,A代表自动变速器的英文首字母,6代表6速换挡,F是前驱的英文首字母,5代表第5次设计方案。这是我们中国人自己研发的首台6AT,已经开始量产了,质量很不错。

这台6AT变速器是从2011年在一款4AT变速器的基础上进行研发而来的,整机重量为为76公斤,采用紧凑结构设计,具有良好的整车搭载性和适用性,可应用于轿车及 SUV 车型。其小型化、轻量化、高效率、低油耗的整体设计达到国际同类产品领先水平。

东安汽发6AT是依据国外先进主流技术及未来10年内技术发展趋势研制,率先使用超长行程变矩器,线性比例电磁阀,低拖曳摩擦技术,6速自动变速器现阶段通过技术升级即可实现起停功能,同时支持升级为混合动力变速器,油耗在现基础上可降低15%-20%左右。

从网上发布的照片来看(各个离合器、制动器的布置与爱信的横置6AT差不多,拉维纳机构上的制动器、离合器与爱信的如出一辙),应该是采用莱佩莱捷行星机构。单从技术层面来说,选择莱佩莱捷式行星机构应该是最佳的选择,再结合我国的规模和成本优势,还是非常有竞争力的。

总结

分析完主流的6AT,是时候做个总结了。从机构学的角度来看,三自由度、3个行星排、5个操纵元件是6AT的最佳传动元件,组成7个挡位(6+1),理论有3C5=10个操纵序列,机构利用率也不低了。6AT的传动机构都是辛普森机构、拉维纳机构和CR-CR机构的组合,这三个机构都是4AT的最典型机构,因为6AT包含了4AT的传动比的,4AT好用的行星机构在6AT中依然适用。

从6AT的研发历程中,美国人、德国人最牛,都是原创,依仗雄厚的基础研究;日本人最精,也有局部创新,依仗工匠精神;韩国人最累,好不容在专利夹缝中开发成功6AT,依仗低头研究;中国人最慢,但也从东安汽发看到曙光了,只能依仗成本和中国市场的规模了;澳洲人最不幸,起了个早,赶了个晚,最后卖给吉利,吉利又卖给双林了。


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