中国有没有能力造出一台全球顶尖的乘用车变速箱?这个问题在十年前其实没什么争议,因为无论是从技术结构还是产业规模来看,自研变速箱长久以来都是中国汽车工业面临的老大难问题。
诚然,随着新能源车在近些年强势崛起,这个问题得到了一定程度的淡化。毕竟纯电动车只需要一个单速变速器,而混动车型则是依赖行星齿轮组,即便会有部分硬派越野车仍需AT变速箱,需求量也比数年前少一些。
不过,变速箱作为汽车内部最复杂的一个零部件,研发它的意义并不只是为了车辆调速,也象征着企业将在制造工艺上迈出一大步。
前些年燃油车还是热门话题的时候,其实变速箱经历过几轮野蛮生长,从9AT到10AT,从横置到纵置,似乎一个技术的成功必然伴随着一些技术的失败才能登上历史舞台。而在尘埃落定之后,目前全球市场的主流变速箱只有8AT、7速双离合、以及CVT屹立不倒。
这也从侧面说明了,变速箱的解法在历经了数年的摸索和尝试之后,总算在燃油车的“生命末期”找到了所谓的“甜区”。
说到8AT变速箱,有两家“瑞字辈”的国内企业不得不提,一个是盛瑞,一个是奇瑞。
盛瑞听起来是个很陌生的企业,但其实它的前身是潍坊潍柴零部件机械有限公司,也是由潍坊柴油机厂的辅业资产改制而来。2007年,盛瑞就启动了横置8AT变速箱的项目,2013年正式投产。
搭载这台变速箱的车型中有一位“上古网红”——陆风X7。
有个笑话说的是,陆风X7成功就成功在它完美复刻了路虎揽胜极光的外形设计,但坏就坏在复刻的太完美了,以至于连变速箱的问题也一并复刻了出来。有数据显示,陆风X7曾多次被车主投诉存在变速箱抖动问题,投诉占比高达69%。
可见陆风X7最终退市,输了与路虎的官司只是压垮骆驼的那一根稻草,即使没有这场官司,它也很难用这样的产品力在市场中立足。
盛瑞作为国内最早一批自研8AT变速箱的企业自然值得尊重,但消费者可是会用脚投票的。换言之,一台效率高、可靠性好、结构坚固的自研变速箱,才是众望所归。
而在盛瑞8AT投产的第十个年头之后,奇瑞带来了一台真正能走向全球的8AT变速箱——孚祯动力FA840。
●放眼未来的基础,是走好脚下的路
如果说国内纯电动车的蓬勃发展在近些年被渲染成了弯道超车,那直到前几天各大车企为了发动机的理论最高热效率争到面红耳赤的时候,我们才发现原来赛道还没有完全分离出来。发动机是如此,变速箱也是如此。
为什么奇瑞要自研8AT变速箱?很简单,有市场就会有需求。
2023年,中国汽车市场累计交付新车3009.4万辆,其中新能源车949.5万辆,占比31.55%。也就是说,全国还有三分之二的市场仍然对于燃油车有着庞大的需求量,这是中国庞大汽车产业的重要基石。
注意,这还只是中国市场。2023年,全球销售了1400万辆新能源车,中国以外的国家只销售了450万辆左右。但包括中国在内,全球还有7000万辆燃油车在销售,占比达到了83%。在这些燃油车中,仅爱信这一个品牌的AT变速箱就可以占到1200万辆。
由于某些只可意会不可言传的关系,欧美等国不会轻易让中国的新能源车在发达国家肆无忌惮的发展,这点从美国和欧盟加征关税也能看得出来。而发展中国家对于新能源车的需求微乎其微,它们对可靠性的需求远胜于用车成本。
因此,全球汽车市场对于AT变速箱的需求量其实一直很旺盛,尤其是考虑到奇瑞品牌是出口大户,它在2023年出口了93.7万辆新车,同比大涨了101.1%,且出口国均在东南亚、中东、俄罗斯等地。
这些地区的消费者需要一些适应恶劣道路环境的产品,也对耐久性和可靠性有着很高的要求。孚祯动力的8AT项目,就是以这样的全球视角分析之后开启的。
●为什么是8AT,而不是7AT或9AT?
消费者的选择有时候是感性的,但结合市场规模和销量占比,我们能从感性中抽出一些理性的技术框架。
首先,在日趋严苛的环保标准下,自动变速箱的挡位呈现增多趋势是必然的,但结合车身结构布局、成本控制、以及实用性角度来说,8AT变速箱取到了一个平衡点。
其实从速比的落差上看,奇瑞的8AT可以很轻松的再加入一个挡位变成9AT,但这样对动力和油耗的影响都不大,而且还会带来更复杂的结构、更高的成本、以及更多的空间需求,所以最终还是以8AT的方式呈现。
关于变速箱挡位,首先找到平衡点的是4AT变速箱。因为在同样只需要2套行星齿轮组的基础上,只需要稍微增加操作元件的数量,就可以在3AT的基础上多增加一个挡位,这也是为什么紧凑可靠的4AT在我们的印象中存活了很多年。
这倒并不是像丰田这样的车企有意为之,而是即使时代在不停的发展,4AT在尺寸较小的车型上仍然具有很强的生命力,动力组成之间的匹配度,是比宣传卖点更重要的。
而在4AT之后,接过这份平衡点的变速箱是6AT。这其中有一个很神奇的现象,那就是涉及自动变速箱制造的车企,有很多都被卡在了从4AT过渡到6AT的过程中,当然这其中也包括奇瑞。
那为什么车企跳过了5AT,或者不干脆直接上7AT呢?其实这两个问题是一个答案。
首先,很多车企被挡在6AT之外,是因为它至少需要3套行星齿轮组才能实现稳定可靠的表现。简单来说,结构上的变化,放大了车企开发时在尺寸限制、成本控制甚至品控等方面的压力。AT变速箱每增加一个挡位,难度系数就要提升几分,因此它也需要一个平衡点。
顺着这个思路,5AT和7AT不受欢迎的原因也就清晰了,前者虽然少了一个挡位,但结构复杂度甚至比6AT更高,而后者多出的挡位很难把效率最大化,结构利用率也比较低,性价比不好。
因此时至今日,我们也很难再看到5挡和7挡的AT变速箱。
那在经历了6AT时代的洗礼之后,车企把目光瞄准8AT的原因就不难理解了,因为难度系数确实更低。我们暂且抛开奇瑞,看此前主流的造横置8AT变速箱的企业,一个是丰田,一个是现代。
它们都在6AT时代享受到了不少的市场红利,在升级挡位的选择路径上,两者不能说完全一样,只能说毫无区别。说白了,就是在极为成熟的6AT基础上做优化。
以丰田的8AT为例,其主要就是将原来6AT结构中的一组行星齿轮改成了内外啮合的行星齿轮,并增加了一个离合器,而绝大部分的结构以及零部件布局都沿用了此前6AT的设计,但最终实现了8个前进挡的可靠运行。
至于说横置AT变速箱挡位是否还可以往更多了卷,答案是一定的,本田之前就有过一套横置10AT变速箱。
但那是本田在抛弃平行轴之后重新研发的产品,而且还得尽量绕过丰田、现代等企业的专利路径。高昂的成本压力,使得这台10AT变速箱无法下放到更亲民的车型身上来。因此从市场角度来看,自研8AT是最稳妥、不会出错的选择。
●弯道超车超的是想法,直线超车超的是实力
聊完了8AT变速箱的市场环境和前世今生,接下来就要看奇瑞这台8AT变速箱的真本事了。
严格来讲,开发这套变速箱的企业是孚祯动力,这是一家奇瑞控股的子公司,与爱信、采埃孚这样的企业不同,它的客户只有奇瑞。今年早些时候,孚祯的8AT变速箱已经获得了全球十佳变速箱的荣誉,且已正式装车量产。
这段时间,奇瑞单独上市了搭载孚祯8AT的艾瑞泽8,售价14.89万元。
刚才我们提到,一般6个挡位以上的变速箱就需要3套行星齿轮组,而孚祯8AT只用了两套行星齿轮组就完成了8个挡位的布置,其中一组为拉维纳式行星齿轮组,另一组为单排双级行星轮系。
行星机构复用率的提升,换来的就是更为紧凑的变速箱结构。它的自重相比爱信的8AT变速箱要轻3~5公斤。除了能适应更多级别车型的发动机舱尺寸外,较低的自重也能进一步降低整车的油耗水平。
别看只有几公斤,千里之行始于足下,这一点一点的重量就是从细枝末节的地方抠出来的,这也是燃油车始终要向轻量化发展的原因之一。
在具体的零部件上,孚祯8AT采用了FCC最新一代摩擦片材料和齿形油泵转子的设计。不仅能在低温状态下依旧保持较高的工作效率,最高拖曳力矩还可以降低50~70%,进一步减少发动机输出的动力损失,尽可能将动力传递至变速箱的输出端,让机械效率维持在高点。
而除了尺寸和自重之外,孚祯8AT在速比范围与承接扭矩方面的表现也给了我们一个惊喜。
所谓速比范围,就是一款变速箱可允许变速的范围大小。速比范围过小,挡位之间就太过绵密,起不到多挡位变速箱提升经济性的作用。像孚祯8AT的速比范围就达到了7.8:1,节能效果已经超过了爱信的8AT,在起步阶段动力也会来的更加直接。
至于承接扭矩,这是研发变速箱过程中非常重要的一点。由于近些年发动机的动力性能不断走高,这也在倒逼着变速箱性能一点一点的突破。我们以奇瑞旗下的鲲鹏动力为例,这台2.0T发动机的峰值扭矩已经达到了400牛·米,普通的8AT变速箱很难承受如此大的扭矩。
而孚祯8AT基本就能完全发挥鲲鹏动力发动机的优势,其输入轴的最大可承受扭矩达到了440牛·米,除了家用车之外,满足一些轻度越野车的扭矩需求理论上也没什么问题。
以这个表现来看,孚祯8AT不敢说让奇瑞的动力总成没有了后顾之忧,但保证稳定可靠的运行已经是信手拈来。而中国在汽车产业的进步,也永远不止有新能源车的进步,在一些更基础、更务实、更容易被大家忽略的地方,也有车企在用一点一滴的努力闪闪发着光。
●写在最后
现在车企发布新产品,总会打出一个为消费者着想的口号。但事实上,真正能让消费者享受到福利,只靠降价和堆料不是一个好方法。因为汽车的成本不会凭空降低,降价到最后也总有个底线。
而像自研变速箱这种产业进步,就是在无形中帮消费者省成本。
据之前的消息,孚祯8AT变速箱目前的成本略微高于7速双离合,等到产能提升到满负荷以后,成本就回合7速双离合不相上下了。而如果这批变速箱从外部购买,它装车的价格至少比现在贵两倍以上。
这种小到甚至无法在发布会上明说的细节,其实比挥刀自宫式的降价,更令人动容。
我国幅员辽阔,总有些地方要用到发动机+AT的