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手动挡变速箱和自动挡变速箱有什么区别

变速箱手动与自动的区别为换挡方式,其次则是传动效率与用户体验

名词解释

MT_manual transmission,释义为手动变速器(也称变速箱)。其结构特点是利用机械换挡杆,以人工操作的方式切换不同的档位,也就是不同的齿轮组合。档位的概念是以不同的大小齿轮组合,实现低速挡对发动机的扭矩放大,高速挡对发动机的转速进行放大,前者为大马力输出起步或重载起步,后者为低转速输出低功率维持高车速。

AT_automatic transmission,释义为自动变速箱。严格定义AT应该是所有自动变速箱的统称,包括DCT/AMT/CVT等,因为这些变速箱都能实现自动挡换挡。所谓自动换挡指前进挡在变速箱的D(drive)行驶挡中,可以依据节气门开度、车速以及行驶阻力等多种因素,自动研判实现由低至高或由高至低的升降档,比如6AT为1/2/3/4/5/6或6/5/4/3/2/1自动调整。


特殊类型自动变速箱概念解析

离合器:clutch,这一结构不属于变速箱总成的集成,严格定义应属于发动机的一部分,或者介于发动机与变速箱之间的“传动媒介”。其运行状态为挂入前进挡或倒挡时,离合器的传动轴“插入”变速箱与齿轮组结合,同时离合器会在压盘的作用下与发动机飞轮紧紧结合。

飞轮是发动机输出动力的“转轮”,通过带动离合器(包括其输出轴)转动,将转矩输出到变速箱齿轮进行动力或车速的放大,也就是驱动车辆行驶。在空挡时离合器与变速箱分离被飞轮带动空转,踩下离合器时离合器与飞轮分离,这一过程会让运行中的变速箱减速停转进行挂挡,这是离合器的作用。

AMT_automated mechanical transmission,释义为机械自动变速箱。这种变速箱结构基础特征与MT手动变速箱完全相同,传动使用离合器、换挡为齿轮组;其实现自动换挡的基础是加入了TCU控制模块以及多个传感器,通过传感器采集车辆行驶信息由TCU研判决定是否需要换挡;之后由电动机控制离合器的分离与结合,同时控制齿轮组换挡。

通俗的解释AMT就是一个“电脑控制机械臂”帮助人去完成换挡与离合动作,但是因换挡逻辑编辑混乱且换挡速度略慢,所以AMT的性能体验还不如手动MT变速箱。不过AMT至少实现了RNDM的自动档位,省心省力的操控仍旧比MT更有吸引力,所以很多重型商用车会选择AMT。

DCT_double clutch transmission,释义为双离合自动变速箱。这种变速箱可理解为“AMT×2”,指利用两组离合器传递分别控制两根输出轴传递动力,每根输出轴上分别固定1/3/5/7和2/4/6/8前进挡。在换挡时两组离合器会同步做出半联动换挡动作,在一组预计分离的过程中另一组预计结合,分离瞬间结合前档会让换挡速度很快。换挡过程中发动机的转速会下降,结合后如转速下降过大则需要拉升下滑的部分才能开始有效加速,这会影响车辆的性能表现,所以MT和AMT因换挡时间过长动力表现都不会好。

而DCT以两组同步运行的状态实现了毫秒级的极快速换挡,转速下滑程度极低则能在换挡后有效加速。这种运行状态是非常理想的,所以追求高性能的车型都会使用双离合,即使是百万千万级的豪华跑车都不例外,并且均已淘汰了MT手动变速箱。


液力变矩器:hydraulic torque converter,这一结构的概念与离合器相同,是用以接收发动机的动力并传递给变速箱。不过这种传动结构比较另类也比较极端,其传动依靠的是变速箱油,由涡轮搅动变速箱油高速流动,流动的油液通过导轮不断撞击涡轮驱动涡轮带动传动轴转速,这是输出动力的过程。利用液力传动自然会有较大的动力损耗,普通的中低端AT传动效率只是相当于MT的水平,在80%左右。

不过液力变矩器并不是都差,因为变矩器中还有单向离合器。其功能是推动涡轮与泵轮结合,通过刚性结合实现刚性传动,这种方式的动力损耗会非常低。某些优秀的AT变速箱在1挡急加速时就会使涡轮泵轮结合,之后每一个档位都会这么传动,所以动力损耗实际也会很低。优秀的AT变速箱的液力变矩器传动效率可高达98%,普通一些的也能有90%以上;湿式双离合可以达到95%左右,干式双离合稳定性太差不建议考虑,MT水平只是比AMT高一些而已。

【AT&CVT】两类变速器主要使用液力变矩器传动,AT的换挡结构是行星齿轮组,结构稳定可靠无需赘述。CVT的概念为continuously variable transmission,释义为连续可变不间断的传动,也就是线性的传动。实现线性换挡的基础一定是有非常非常多的前进挡,档位越多换挡过程中的齿比落差小则顿挫感小,AT变速箱的6挡(6AT)有些还会有顿挫感,7~10AT就会体验不错了。而CVT理论上有无数个档位,因其换挡结构是利用两组夹角可变的锥轮加注一条钢带,两者角度的线性变化则是档位的线性变化,数字无限小所以档位无限多,升档过程也就会非常平顺了。

问题:CVT变速箱的换挡结果是依靠锥轮钢带之间的滑动摩擦,金属的之间的摩擦肯定会有磨损,尤其是在冷启动变速箱油润滑能力差的阶段。所以CVT的耐用性很糟糕,十几万公里因磨损导致打滑而报废的机器比比皆是。这种机器只是因为制造成本低才会小范围普及,至少在商用车领域没有哪个企业会考虑这种机器。同时CVT缺少单向离合会在减速滑行过程中出现明显的拖拽感,这也是一种顿挫感;而在低速时发动机制动(拖拽感)瞬间消失,这一瞬间的释放冲击又会是一次顿挫,所以CVT的体验实际很一般。


总结:上文为各类自动变速箱与手动变速箱的结构特点,简而言之为性能相当的车AT变速箱更好,排量相同的车DCT双离合的车只要性能更强也会很好。剩下的AMT适合各类客车与货车,MT适合入门级汽车,CVT不建议考虑。


 


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