变速箱智能革命：几个挡才够用

理论上讲，变速箱的挡位越多越好。挡位越多，齿比越密，汽车的燃油经济性与换挡平顺性也就越出色。但问题是，挡位数会无限制增加下去吗?会出现20挡的变速箱吗?也不是没可能，毕竟福特已经申请了11挡变速箱的专利。

有一点可以肯定，那就是等11挡变速箱普及，估计得是十年以后的事情了。至于挡位数能到多少，目前谁也说不准，但一定存在一个极限。在这个极限，挡位数与变速箱的体积、制造成本会达成一个平衡点。

但除了挡位个数，变速箱的换挡逻辑也是重要课题。某种意义上讲，换挡逻辑的设定，甚至比挡位数还要影响油耗与性能。

本文，我们来了解下变速箱的智能化进程。作为动力总成的核心零部件，汽车工业对于变速箱研发的投入，一点不亚于发动机。

既然是研究智能化，那么我们只讨论自动变速箱(AT)。其实，自动变速箱早在1921年就由加拿大人Alfred Horner Munro研发成功，迄今已有近100年历史。当时这款变速箱的传动采用的是空气压缩法，由于承受的扭矩太小，以至于没有商业化应用。

现代意义上的采用液力变矩器技术的变速箱，是由两个巴西工程师于1932年发明的。稍后，这套方案被卖给了通用，并由后者在Oldsmobile品牌车型上予以商用。应该说，现代化的自动变速箱，始于通用汽车。

液力变距技术的发明，不仅推动了民用车的发展，也在第二次世界大战中得到了检验。除了于1940年起进行商业化，在刚刚爆发的二战战场上，由通用生产的坦克也装备了上述自动变速箱技术。

二战结束后，英美国家、包括日本，都开始了高速的复兴建设，汽车工业得到了空前的发展。但我们如今常讨论的6AT、8AT乃至9AT，其实是进入2000年以后才出现的。也就说，自动变速箱挡位数的飙升，只是近十年多的事情。

在2000年以前，所谓自动挡的汽车，还只有3个、4个或5个挡位。即便如此，在欧美市场，自动挡汽车的普及速度也相当之快。直到2000年，ZF(采埃孚)与宝马联合推出了世界上第一款匹配乘用车的6AT变速箱(ZF 6HP26)，让自动变速箱的发展进入了新的阶段。

一个关键的设计叫做Lepelletier行星齿轮，它在确保实现6个挡位的前提下，相比宝马之前的5挡变速箱，还减少了零件数并降低了重量。这款变速箱最早被装配到2002款宝马7系上。

2003年，奔驰的7G-Tronic变速箱成为全球第一款7速自动变速箱，经历不断改进后一直沿用至今，这是奔驰自主研发的第五代自动变速箱技术。7G-Tronic首先装配于奔驰的V8与部分V6车型上，逐步取代之前的5G-Tronic变速箱。

但由于扭矩极限的问题，V12发动机并未装配这款新产品。同时，由于底盘匹配问题，奔驰的四驱车型也未装配。7G-Tronic在机械结构上的创新之处，除了挡位增加了2个以外，还为倒车挡提供了2个齿比(实际上共计有9组齿轮)。

在Comfort(舒适)模式下，7G-Tronic默认以2挡起步、2挡倒车。此外，在换挡方式上，7G-Tronic首次引入了怀挡设计，并逐步应用于奔驰的大部分车系中。如今，奔驰的怀挡已经发展到了第二代，特斯拉Model S与Model X使用的也是奔驰的这套换挡装置。

到2007年，丰田在雷克萨斯LS 460上首次装备了爱信研发的8AT变速箱，是世界上第一款搭载8速变速箱的乘用车。然而，尽管丰田是第一个吃螃蟹的，但由于其“精益生产”的造车理念，丰田与雷克萨斯的车型在变速箱挡位上一直比较落后。

直到新一代凯美瑞上市，原来老掉牙的4AT才被替换掉。除了一些大型SUV仍采用4AT、5AT外，绝大部分配备自动变速箱的量产车型，均配备6AT以及更先进的技术。目前，雷克萨斯品牌中，最新的两代车型NX系列与RX系列，仍搭载的是6AT。

2014年上市的Jeep自由光，是第一款搭载9AT变速箱的乘用车。这款由ZF研发的9速自动变速箱，也出现在了路虎极光与发现神行上。从3AT到5AT，用了半个世纪;从6AT到9AT，只用了十年时间。

目前，福特新一代F-150皮卡搭载的10速变速箱，是量产乘用车中挡位数量的最高纪录。而值得一提，福特的11速变速箱技术已经申请了专利。挡位数量的增加，其实得益于工业设计与精密器械加工水平的提升。尤其是CAD(计算机辅助设计)的普及，让复杂的变速箱结构可以有更深度的延伸。

因为挡位的增加并不意味着齿轮组数或变速箱体积的增加，如何在有限齿轮与换挡机构的前提下，实现更宽的齿比范围，才是自动变速箱进步的精髓。以8AT变速箱为例，它至少包括变矩器、行星齿轮，以及多片式离合器三个核心部件。

 

变矩器目前以液力变矩器为市场主流，也就是发动机与变速箱之间的动力传递通道。采用液力耦合机构，当挂在D挡的时候，车辆的怠速会驱动变速箱，此时你松开刹车车辆会徐徐前行。

行星齿轮是所有变速箱都有的核心装置，它负责制造齿比，缩小或放大发动机曲轴传递过来的转速与扭矩。多片式离合器则负责创造挡位，是变速箱在发动机的不同转速下，可以匹配不同的齿比。

在8AT变速箱领域，目前市场以ZF的8HP产品，与爱信的AWF8F35产品比较普及。前者是纵置变速箱的代表作，后者是横置变速箱的代表作。当然，爱信也有自己的纵置8AT产品叫做TL-80SN，但不如ZF的普及，目前只应用在了。

从产品设计上讲，爱信的8AT(纵置或横置)都要更胜一筹。这款8AT变速箱仅仅使用3组 Lepelltier行星齿轮，即实现了8种不同的前进挡齿比。这样的设计，尤其是对于横置8AT来说，能够进一步缩小体积，方便与横置变速箱一同“塞进”引擎舱;而ZF的8AT，则使用的是4组行星齿轮。

但从实际产品体验来说，ZF的8AT口碑要略好于爱信的8AT。爱信的8AT经常被诟病换挡顿挫，而没有ZF的8AT那么平顺。且油耗表现上，ZF的8AT貌似也更加节能。这或许是行星齿轮组数的区别导致的，当然变速箱结构复杂，其他零部件设计也会影响产品性能。

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最重要的一点，ZF与爱信都是零部件制造商，不同的汽车品牌采用他们的产品，都要进行重新编程，并针对自家的发动机进行调教。所以，尽管沃尔沃与Mini均装备了爱信的横置8AT变速箱，但实际体验也会存在差别。

同样的道理也体现在，ZF的9HP(即9AT产品)被应用到了Jeep自由光与路虎极光上，但在自由光上一般很难上到9挡;而在极光上是很容易上到9挡的。各品牌取向不同，变速箱的实际表现也就不同。

但有些硬伤会同时波及Jeep与路虎，比如在北美市场、中国市场均被曝光过的9AT故障。这让大众开始质疑ZF的9AT变速箱质量。自由光与极光同时遭遇变速箱风波，且波及全球市场，这可以排除厂家的编程问题。

除ZF外，奔驰也研发了自己的9G-Tronic产品，并于2014年首次装配于E级E350 BlueTec柴油车型上。当然，这款车主要是为了迎合欧盟日益严苛的排放标准，并未在全球市场推行。直到上个月，奔驰GLE的发布，才正式代表9G- Tronic变速箱进入奔驰全系产品。

将于2015年底发布的奔驰GLC，是第三款搭载9G-Tronic的车型。可以预见，在未来5年内，奔驰S级、新一代E级，以及C级等，均会更换9G-Tronic变速箱。其实，奔驰从2009年就开始研发这款产品了，直到6年以后才正式应用于量产车。

作为奔驰的第七代变速箱技术，9G-Tronic比7G-Tronic要更加轻量化，同时占用的体积不变。根据对已装备该变速箱的GLC测试来看，9G-Tronic在换挡逻辑上有了新的调教，其升降档更加积极。得益于更广的齿比，9G- Tronic的平顺性也进一步改善。

在实际工况中，第9挡的意义主要体现在高速巡航时。据实测，当车辆在120km/h以9挡行驶时，9G-Tronic变速箱的转速只有1350rpm。相比之下，6AT变速箱此时在6挡的转速一般在2000~2500rpm。

所以，尽管爱信的6AT或福特的SelectShift做得平顺性非常不错，几乎感觉不到顿挫，但燃油经济性是个硬伤。这里也要说一点，那就是为何进口普拉多仍配备4AT?Jeep牧马人仍配备5AT?