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脑洞大开 聊聊那些“丧心病狂”的变速箱
来源:汽车点评作者:李寅博 2015-08-13 08:41:43
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  【汽车点评·技术·原创】

  虽然相比发动机,机动车上的变速箱只能混个“千年老二”的称呼。其实为了保证发动机的动力在各个速度上均能为车辆带来良好的动力输出,变速箱的重要性不言而喻。所以也就出现了许多令人称奇的变速箱。除了你们也许知道的双离合、AMT之类变速箱,我们今儿来说几种不一样的。

  
脑洞大开 聊聊那些“丧心病狂”的变速箱


  
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  其实发动机最大功率或是最经济的时刻并不是时时存在的,而是在一个并不宽泛的区间转速中。为了让驾驶者在每个速度区间获得足够的动力,变速箱的各个档位就显得非常重要。这也就是为什么在许多重型卡车上动辄十几个档位的原因。

  
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  一直擅长开发“黑科技”的某些日本厂商也经常把这个思路嫁接到小排量车上。1967年,铃木调教了自己参加50cc摩托车比赛的发动机,最终达到12.9kW(17.5Ps)的动力输出。这可只是一台0.05L排量的发动机啊!

  
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  当然,代价就是极高的转速和较小的扭矩,为了让这台发动机拥有足够的扭矩为其加速(毕竟是赛车),铃木的工程师们最终为发动机匹配一台14个前进挡的变速箱,保证其在各个时速区间都拥有良好的加速性。最终结果证明了一切,铃木这台赛车顶住了本田这个实力强大对手的竞争,赢得了当年该组级别的冠军。

  
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  俗话说:黑科技都没有好下场。在铃木取得冠军之后,国际摩联很快修改规则:发动机必须为单缸(铃木这台赛车是双气缸),档位不得超过6个。相信铃木的工程师们听罢后会异口同声的“呵呵哒”吧!

  
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  嗯,从赛场回归民用,咱们再接着说说也擅长黑科技的本田。在巡航摩托车里面,本田的大排量摩托车一直是能在美国和哈雷抗衡的产品。毕竟美国人民都喜欢开着这种大排量摩托车拖个挂车当皮卡用。

  
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  1981年,本田推出了CB900C摩托车,这个搭载了DOHC技术、4缸902cc发动机的大家伙可以达到200km/h的极速。但是问题来了,如果要拖着拖车上坡,发动机偏向速度的设定导致扭力不够,如果按照拖拽重物的思路设定变速箱齿比,那么高速时的转速又会太高,导致费油、噪音大等一系列问题。

  
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  那能不能既有保证扭力的档,又能有高转速巡航档位呢?本田没有像铃木那样直接来了一个14档变速箱,而是在主变速箱后又增加了一个副变速箱。简单来说,除了传统的变速箱5档,还有一个高、低速两档与之搭配。理论上说,这就是10个档!

  
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  虽然结构复杂点儿,但是这设计却可以让摩托车在各个档位上获得适当的动力输出,动力输出及燃油经济性也提高了。至于操作量嘛,由于主副变速箱分开控制,车手可以完全锁住副变速箱档位,只控制主变速箱的五个档位。比铃木的14档轻便多了。

  
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  相信现在有许多驾驶员对手动挡车型都有那么点儿心虚。手动挡的主要难度在于离合器的控制,“如何松、如何踩、何时松、何时踩”对他们来说就是恒久不变的难题。那么在自动挡出现之前,如何降低汽车换挡操作难度则成为了各家汽车公司潜心研发的课题。

  
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  △ 早期,自动变速箱成本很高,效率很低,装在“屌丝车”上明显不合适。不过,当时还带一点儿“屌丝气质”的保时捷公司(其实也就是大众)在1968年推出了一款名为Autostick的自动离合器(液压)的手动变速箱。

  这个变速箱取消了离合器踏板,核心技术就是驾驶员把手放在换挡档把上时,车辆会自动感应并分离离合器,当换档完毕,抬手离开档把,车辆离合器结合,完成换挡动作。

  
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  此外,平时堵车时开手动挡车,低速行驶偶尔需要少踩一点儿离合器(半联动)让车蠕行,对于没有离合踏板的Autostick变速箱,它增加了一个液力耦合器实现车辆蠕行功能,简直是“堵车神器”啊!就是小编这个喜欢一手扶方向盘一手扶档把的习惯要改改了。

  
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  说完德国人,咱们再来看看山姆大叔的“花样”。他们发明了一种叫做“预选式变速箱”的东西,这种变速箱依旧有离合器、刹车、油门三个踏板,但是换挡时不先踩离合器,只需先将档杆拨入需要的档位,再踩下离合器踏板,即完成换挡。虽然用在赛车上,这样不能同步的操作会耽误时间,但是用在民用车上,这样无疑大大降低了操作难度。

  
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  其实山姆大叔还有许多简单粗暴的比赛。例如线路简单速度不高的泥地赛车(dirt track racing)和连方向都不用的直线加速赛。由于泥地赛车的速度变化不高,也没有各种复杂刁钻的弯角需要过分减速加速,加之赛车所需的轻量化设计,美国人就开发了一种两档自动变速箱。

  
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  △ 嗯,车子起步需要扭矩,那么一个档用来起步,那跑起来之后,二挡就作为“高速挡”使用了。至于你担心的扭矩问题,你觉得美国人的大排量情节难道不会在赛车上发扬光大么?动辄好几升排量的发动机会欠缺动力么?少年,你太幼稚了!

  其实,在五十年代,这样的2速自动变速箱也被许多大排量民用车所选择,第一代科尔维特跑车就采用了2AT,还有咱们的老红旗CA770也是2AT的用户哦!

  对于直线加速赛来说,对于时间的争夺已经到了变态的程度,由于其过于强大的动力,导致这类赛车都采用自动变速箱的设计,但是自动变速箱传统的液力耦合器(包括液力变速器)会造成能量损耗导致损失时间。而手动变速箱虽然换挡快但是在驾驭如此大的动力时,又有些爱莫能助。那怎么办呢?

  
脑洞大开 聊聊那些“丧心病狂”的变速箱


  为了把手动换挡的时机控制和换挡速度与自动变速箱的方便结合在一起,山姆们开发了Lenco竞赛变速箱。这种变速箱采用档杆取代自动变速箱里面的液压换挡结构,车手不用额外控制离合器踏板,只需要拉动档杆即完成换挡动作。这样既避免了手动变速箱复杂的离合器操作,又解决了传统自动变速箱动力的损耗。

  
脑洞大开 聊聊那些“丧心病狂”的变速箱


  由于这个变速箱一个档杆只能完成一次换挡,所以如果车辆想要达到更高的速度,就需要多串联几个这样的变速箱。还好设计者们考虑到这个问题,采用了模块化设计,需要几个装几个。但是呢,驾驶舱里就出现了这样一番情景:

  
脑洞大开 聊聊那些“丧心病狂”的变速箱


  有几个前进挡,就有档位数-1个数量的档把(前进挡),倒是不用担心换错挡,直接按照顺序拉档杆就得了!

   总结:随着技术的进步和材料的升级,当今许多变速箱开始渐渐趋于几种主流的设计,但是“丧心病狂”般的设计却一直在争取“露脸”的机会。尤其是一些新能源车基于电动机等新技术打造的变速箱,渐渐在向传统变速箱发起挑战。技术进步总是好的,但是曾经那些疯狂的设计,不也值得我们回味么?
责任编辑:auto001
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