車家號:換擋“頓挫”太煩人,如何才能讓汽車動力永不中斷?

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大部分人購車時會先看車輛外觀 , 再看參數配置 。 看似面面俱到 , 但其實卻忽略一個非常重要的點——“三大件”的結構 。

就比如驅動系統 , 能把最大扭矩當日常開的人很少 , 但動力系統是否平順 , 卻時刻影響著一臺車的駕乘感受 , 至關重要 。

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考過駕照的人都知道 , 汽車換擋時需要將離合器脫開 , 切斷動力 , 待檔位選擇完畢后再將離合器閉合 。 因此換擋過程整車會出現動力中斷 , 也就是我們經常吐槽點的“頓挫” 。

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那么 , 我們該如何選擇一輛換擋平順的汽車呢?

對于手動擋汽車 , 主要看司機的實力 。 而對于自動擋汽車 , 主要看整車廠的實力 。

傳統汽車是如何解決動力中斷的?

一般的AMT變速箱就是在手動變速箱的基礎上增加了執行元件 , 換擋頓挫感明顯 。

工程師為了改善這個問題 , 當前主要通過三個技術方向:

CVT(無級變速器)

AT(自動變速器)

DCT(雙離合變速器)

CVT無級變速器 , 它的變速比不是間斷的點 , 而是一系列連續的值 , 所以不存在換擋的說法 , 行駛起來會更加的柔和平順 , 沒有頓挫感 。 但急加速時動力不足 , 甚至出現鋼帶打滑的現象 。

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AT變速箱全稱叫自動變速箱 , 它由液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱系統組成 。 液力變矩器是AT變速箱的靈魂 , 有傳遞扭矩和離合的作用 。 由于其緩沖調速作用 , 一定程度上避免了離合器結合時候的頓挫 。

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DCT雙離合變速箱≈2個手動變速箱 , 換擋過程中兩個離合器同時傳遞扭矩 。 2個離合器一個控制奇數檔(1,3,5…) , 一個控制偶數檔(2,4,6…) 。 當掛到奇數檔位時 , 偶數檔待命 , 通過精確控制 , 實現扭矩由奇數離合器過渡到偶數離合器 , 改善換擋過程中的動力中斷情況 。

但在特殊情況下 , 例如低速行駛、暴力駕駛等 , 還是避免不了出現動力中斷、換擋頓挫 。

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無論變速箱結構多精密、多復雜 , 都只能是將動力中斷時間縮短 , 無法從根本上解決頓挫問題 。 再昂貴的變速箱 , 再豪華的汽車 , 只要它還是個變速箱 , 就早晚會出現頓挫 。

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因為動力源只有一個 , 一蘿卜不能占兩個坑 。 同時 , 由于控制難度較高 , 離合器扭矩精度也是問題 。

這時候 , 雙動力源——同時擁有發動機+電機輸出的PHEV優勢顯而易見 。 能不能通過電機的精確控制 , 完美補償發動機換擋時的動力中斷呢?

新能源汽車是如何解決動力中斷的?

以業界比較有名的某品牌EDU混動電驅變速箱為例 , 這套混合動力總成包含一臺發動機 , 一臺功率100kW電機和一套復雜的10速EDU變速箱 。

混動電驅變速箱的電機和發動機在不同的輸入軸 , 平行軸布局 , 可以純電動行駛也可并聯混動驅動 。

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發動機換擋時 , 離合器打開 , 發動機動力卸除 。 但HCU混動控制器知道發動機扭矩卸除 , 換擋后接入的整個過程——

通過精細的計算 , HCU控制電機扭矩增加 , 補償發動機扭矩的減少 , 保證整個換擋期間動力系統輪端總扭矩沒有波動 。

換擋結束后 , 發動機扭矩恢復 , 同時HCU再次精確控制電機扭矩進行卸除 , 保證輪端扭矩無波動 , 從而實現升檔或者降檔無動力中斷的換擋 。

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當然 , 電機升降檔時 , HCU會按照類似的方法 , 控制發動機的扭矩輸出波動 , 實現類似的平順效果 。 車家號:換擋“頓挫”太煩人,如何才能讓汽車動力永不中斷?

這種與雙離合看似相近的“交替換擋”結構 , 實際完全不同 。

01傳統雙離合變速箱、AT變速箱 , 其動力源只有發動機一個 , 可以縮短換擋時間 , 但無法從根本解決換擋頓挫 。

02電機的響應速度和精度都是遠超離合器和發動機的 , 所帶來的換擋品質可以比雙離合變速箱做的更好 。

03駕駛性更好以外 , 動力傳遞效率也更高 。 因為與AT相比 , 沒有液力變矩器導致的能量損失;和DCT相比 , 沒有雙離合換擋時兩個離合器的摩擦導致的損失 。

同時 , 工程師通過對標的實測數據發現 , 混動變速箱在保證換擋平順性的同時 , 動力性能也得到提升 。 無論在kickdown降擋過程的加速度 , 還是降檔后的最大加速度都優于對標車 。 也就是說 , 在踩油門加速超車時 , 可以給到順滑又澎湃的動力輸出 , 給駕駛員更強的信心 。

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從文獻數據中得知 , 以90kph時的kickdown降檔測試為例 , 三臺對標車型 , 換擋時加速度都出現了不同程度的下落 , 產生頓挫感 。 而搭載混動電驅變速箱的車型 , 加速度在逐漸上升 , 換擋時間也相對較短 。 雙動力源補償換擋帶來的駕駛感受提升十分明顯 。

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歸根到底 , 換擋頓挫感 , 來自汽車變速箱換擋時的當前車速和發動機輸出動力不匹配 。

傳統汽車只有一臺發動機 , 變速箱在不同擋位切換時不可避免地會造成動力中斷 , 再加上換擋前后發動機動力輸出不匹配 , 頓挫感是一定會有的 , 只是部門技術較好的廠家會通過各種手段降低換擋過程的不適感 。

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現在我們有了混合動力汽車PHEV , 不止有發動機 , 還有電機 。 兩個動力源 , 通過精確控制 , 電機輸出動力可以將換擋過程的頓挫感完美彌補 。

混合動力 , 帶來的不止是節能而已 。

感謝工程師李德晴對本文的大力幫助車家號:換擋“頓挫”太煩人,如何才能讓汽車動力永不中斷?