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加特可9AT技术浅析

2022-01-19 15:48:23·  来源:汽车动力总成  
 
说到加特可,大家往往会联想到其CVT变速箱。的确如此,加特可目前在广州和苏州都有生产基地,仅仅广州基地从2009年投产至今已经生产了800万台,其产品广泛应用于
说到加特可,大家往往会联想到其CVT变速箱。的确如此,加特可目前在广州和苏州都有生产基地,仅仅广州基地从2009年投产至今已经生产了800万台,其产品广泛应用于日产、三菱、雷诺等车型,广泛为中国消费者所接受;然而又不仅如此,加特可其实也还生产AT,如4AT和7AT,不过今天的主角是高端大气上档次的9AT。
说到9AT,大家往往想到的是ZF 9HP、GM 9T50、或奔驰的9G-Tronic,他们这几款确实在中国市场上已经站稳脚跟,ZF和GM的为横置,奔驰的为纵置。当然,现在也不能不提长城炮上所有用的纵置9AT这个后起之秀,我们静待其市场表现吧。加特可的这款9AT,不为大家所熟知,主要有两个方面的原因:其一是其上市时间晚,直到2019年才开始上市;其二是目前还没有登陆中国市场,主要在美国市场,用于日产Titan车型。那么,加特可这个9AT到底是什么样的呢,让我们一起来看看吧。
01、多档AT的优势
由于整车厂对动力性、响应和燃油经济性的孜孜不倦的追求,对多档位变速箱这种宣传效应的偏好,AT档位朝着越来越多的方向发展。档位越多,速比宽度越大,低速起步时的加速性越好,高速时发动机的转速越低,经济性越好。但由于增加档位以后,变速箱行星排数量、离合器数量和其他复杂的零件都会增加,重量和体积往往都会增大,如果不控制好重量,多速比所带来的优势会被削弱或抵消;如果控制不好体积,前舱布置面临很大困难,这一点对于横置变速箱来说尤为重要。下面看看加特可9AT在这两个方面的情况,我们以其7AT为对比对象:
由此可见,9AT在长度和重量方面,均比7AT减少了10%以上,在这个前提下,9AT的优势是显而易见的。
02、结构和基本参数
该9AT核心机构为4个行星排和6个离合器(制动器),具体参数如表所示:

从这个表格可以看出,9AT控制重量的方案有以下几点:
(1)优化设计了行星排,使用更少的换档元件数量;
(2)壳体采用镁合金,较铝减少重量约2/3;
(3)油底壳采用塑料,进一步减重;
(4)采用铝螺栓。

03、9AT速比及档位
加特可及其余三款9AT行星齿轮组速比如下表:
从以下几个方面来分析:
(1)速宽
速宽是指最大速比与最小速比的比值,速宽越大,低速时动力性和高速巡航时经济性都比较好。因此可以看出,ZF的速宽最大,加特可的速宽与奔驰的相当。通用的速宽最小,其油耗相对较差。
(2)速比级差
速比级差是指低档位的速比与下一档速比的比值,如一二档级差为1档速比与2档速比的比值。级差越小,换档后发动机转速差越小,换档越平顺。一般来说,变速箱速比级差有两种:几何级差和渐变速比级差。几何级差即相邻每两个档位之间的速比级差为一常数,速比为一等比数列,一般用于商用车,在等车速换档时,发动机的换档转速相同。渐变速比级差是指速比级差随着档位升高而呈一定规律降低,一般用于乘用车,在低档位换档时,保证动力性,但发动机转速差大;在高速换档时,转速差相对较小,保证经济性和平顺性。下图为各档位的速比级差,从图可以看出,加特可、ZF、奔驰的9AT速比级差基本一致,大体呈下降的渐变速比级差。而通用的就不一样,先降后升再降,前5档级差小,换档平顺,高速段反而级差大,导致高速换档平顺性降低。
(3) 最大速比和最小速比
变速箱总速比会在行星齿轮组的基础上,再增加一个主减速比。假设主减速比一样的话,ZF和通用的最大速比小,可能是由于用于横置平台,动力性要求不高。ZF的最小速比0.48,估计用的时间比较少。
总的来说,加特可的速比与奔驰的差不多,没有明显的短板。
04、结构简图
各行星排和换档元件的连接关系如下图所示:
05、零件设计
(1)轴承设计
所有的旋转件都以输入轴为旋转轴,其支撑由之前7AT的衬套改称轴承,进一步减小拖曳扭矩从而提高效率。
(2)液力变矩器
液力变矩器在锁止后,一般都通过扭转减振器来衰减发动机的转速波动,但近年来,有一种离心摆减振器流行起来,广泛应用于DMF、离合器等,离心摆减振器可以在用较小惯量实现大惯量才能实现的减振效果。加特可9AT 在TC上安装了6块离心摆。
06、结语
加特可9AT和奔驰9AT速比很接近,速比设置还速算合理,大家可以去网上找一下奔驰9AT的结构图对比一下。从CVT8到9AT,变速箱类型进一步完善,也是一个巨大进步。
参考文献:
https://www.jatco.co.jp/
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