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比ZF 8AT脑洞更大,还有人说马自达变速箱技术,抄袭丰田?

2023年05月15日 06:28:03
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来源:路咖汽车

如果在传统汽车三大件中选一个最早被淘汰的,那这个名额恐怕非变速箱莫属了。首先底盘当然是地位最稳定的,新能源反而需要强化底盘的重要性。而内燃机虽然看起来是一切革新的最终目的,但大红大紫的增程式给了它续命的基础。倒是传统变速箱结构,在面对线性、高效输出的电机时,显得难以插嘴,最多也只能通过所谓的动力分配形式,来充当“变速箱”的身份。然而在这个“不合时宜”的阶段,一个一向都“不合时宜”的汽车品牌,又打起了传统机械结构自动变速箱的主意,它便是马自达。由马自达推出的旗舰SUV CX-90,预计将搭载3.3T以及匹配8AT变速箱的动力系统,并且这款车预计将在今年年底之前在国内上市。考虑到马自达在6AT领域的造诣,如果燃油车真的不再发展了,这台将要引入的8AT变速箱,在技术上会成为同类产品的天花板吗?

丰田从来就没啥关系,8AT反而更像ZF

马自达在变速箱领域的口碑,很大程度是由于其横置6AT所带来的。而在聊它这款纵置8AT变速箱时,我们也会多次提及这款6AT。只不过在此之前,我们有一个问题需要先做解释。相信有不少车友至少都听过这个“知识点”,即马自达的横置6AT,源自另一台同样经典的丰田爱信6AT。只不过马自达做了一定的技术优化,并由丰田进行代工生产。诚然,马自达丰田两家车企在股权,以及技术合作方面有着较深的关系。但至少在变速箱方面,两款经典的横置6AT实际上是没有多少交集的。

相比于更注重节省轴向空间,以及工艺上更适合大批量生产,成本、可靠性、灵活性出色的爱信6AT。马自达在横置6AT身上采用的结构,更像爱信在纵置6AT开发时的思路。只不过供应雷克萨斯的爱信纵置6AT,突出一个“不计成本”。4个制动器、4个离合器设计,放在6个前进挡设计中,已经相当“浪费”。为了追求换挡平顺性,爱信还给予了4个单向离合器。而回到马自达这边,则是采用了理论上6个前进挡“最少”的操作机构,即3个制动器和2个离合器。除了成本因素,当然还有横置的原因,轴向空间压力也更大。或许是由于行星结构排布的形式接近,才造成爱信横置6AT与马自达6AT同宗同源的误会。只不过在马自达特殊设计的扁平液力变矩器面前,这种误会其实其实更没有依据。除了尺寸上的优化,马自达6AT的液力变矩器采用的闭锁离合器能够扩大锁止的范围,有效提升传动效率与响应速度,这也是其产品优质驾驶感的重要来源之一。

聊这么多6AT的故事做铺垫,也是因为8AT并非无缘无故地出现。技术的传递都是有迹可循的,正如丰田从4AT-6AT-8AT,都是一脉相承一样。上一个头铁,在没有6AT技术应用沉淀的情况下,直接捣鼓出10AT的家伙叫本田。而能够与本田一样在技术上比头铁的,还是马自达。甚至在我看来,马自达的头更铁。本田绕道搞10AT,纯属为自身坚持平行轴路线,导致5AT以上难以商业化的选择买单。而马自达在坐拥优质6AT技术的基础上,其8AT的最终答卷居然选择“不抄答案”。因为对于高挡位AT变速箱而言,伴随挡位增多,延续6AT的方案,采用加一组行星排实现至少8个前进挡。虽然能够获得更快的开发速度,以及稳定、可靠、成本可控等优势。但在效率与自由度方面,却无法与重新开发的高挡位AT相匹敌。

这也是为什么,在纵置8AT领域,丰田无法获得像横置平台时期那么高声望的原因之一,因为应用纵置8AT的车型往往与豪华挂钩。对这类产品,以及受众人群而言,极致的稳定、可靠,在优先级上并不能绝对高于传动效率的体验,以及高自由度的跨挡位运行逻辑。说简单一点,就是豪华型产品的优质产品力,更多围绕更大尺度的随心所欲而来。这方面曾经的代表作,便是ZF的纵置8AT。与之匹配最好的车企,也毫无疑问贯彻了这类变速箱能够带来的优质体验。对于马自达而言,从品牌调性,与新车型力争豪华的发展方向来看,毫无疑问它也选择了ZF的路线。

甚至调出ZF 8AT与马自达8AT各挡位的齿比数据,能够发现它俩的相似度也极高。这也反衬出在换挡原理上,马自达也与ZF高度相似。只不过在1挡的齿比数据上,马自达还要更大。这当然拉宽了整台变速箱的传动比范围,事实上8挡的齿比,马自达亦比ZF更有优势。马自达之所以这样设计的原因,或者说底气,我们先卖个关子。因为,即便如此,作为后来者的马自达也需要解决与ZF的“相似度”问题。为此,马自达把第一组行星排的太阳轮分割成两个部分。这样既能利用第一个行星排的灵活性,又能绕过专利壁垒,也算是脑洞大开的做法。弊端主要在于轴向空间的压力,但这些我们全部压到后面一个板块来聊。

带电对于AT变速箱的启示,能够共存?

很多前面无法提前解释的问题,都需要留到这里。因为ZF 8AT与马自达8AT都有一个共同点,且是目前包括丰田总之8AT在内,暂未设计的一个技术点,那便是集成P2电机。对于ZF而言,在宝马等品牌身上已经开始应用了。而马自达从最开始的技术曝光来看,就专注从48V到插混的一揽子围绕P2电机的发展方向。P2电机的集成应用,对于传统AT变速箱而言,既是机会也是挑战。还是拿丰田举个例子,在拥有THS动力分配技术的情况下,为了拓展电驱的潜力,丰田还是请出了横置6AT,并在横置平台基础上做P2电机尝试。而不论横置、纵置,驱动电机的集成,对于低速挡位的传动都有着肉眼可见的帮助。再加上内燃机与电机的输出动力都需要经过变速箱放大,传统AT的价值在电气化赛道上,得以延续甚至发扬光大。

但是电机加入之后,对于变速箱轴向空间的挑战变得更大。虽然是纵置平台,但是功率、散热,以及多挡位布局的因素叠加下,也不意味着车企或供应商可以无限制延伸对空间的需求。以ZF为例,此前牧马人4xe因变速箱控制模块问题造成的召回事件,很难不让人联想到其8AT在兼容PHEV的情况下,并没有额外增加变速箱长度的设计。当然,在增加电机的基础上,缩减AT的轴向长度也是这类变速箱的必修课。ZF毫无意外的选择了给液力变矩器这个空间大户减肥,是不是想到了最开始聊的马自达6AT?但马自达在8AT身上更绝,他们直接把液力变矩器给取消了。

AT与液力变矩器本是相辅相成的存在,但马自达再一次选择离经叛道。没了液力变矩器,那空间压力当然就小了,而且传统效率理论上也更高。但换挡的平顺性、舒适性、可靠性咋办?这样也就解释了前面遗留的问题,即为什么马自达8AT的一挡齿比设计得偏大。不这样做,没有液力变矩器的起步,恐怕难以想象。至于能耗,都PHEV了,用低速挡的时候基本都是电来负担,规避了传统燃油动力的缺点。至于稳定性方面,马自达8AT负责启动的离合器采用湿式加大加厚设计。硬派越野当然是不用想了,但负担城市SUV与轿车应该还是绰绰有余。

总结一下,马自达在AT变速箱上的造诣,很大程度呼应了品牌对于操控的追求。这点在追求豪华的纵置多挡位AT变速箱的开发设计上,展现的更为淋漓尽致。于是马自达也抛弃了站在自身足够优秀的6AT基础上开发新AT的省时、省事方案,选择了在燃油车有可能停滞发展的时期,重新啃纵置8AT的路线。也正是以上因素,让马自达的8AT与ZF 8AT有着很多相似之处。或为了规避专利问题,马自达采用了部分讨巧的设计方案。但在面对液力变矩器的改造问题上,马自达选择了远比ZF更为激进的办法。在我看来,这一点也决定了马自达8AT是否能够成为燃油终章前“最佳”纵置变速箱的重要因素,和底层逻辑。当然,这一切也需要最后的装车验证,我们始终不能忽视P2电机以及电气化,给整个机械结构带来的压力与挑战。

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