车家号:换挡“顿挫”太烦人,如何才能让汽车动力永不中断?

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大部分人购车时会先看车辆外观 , 再看参数配置 。 看似面面俱到 , 但其实却忽略一个非常重要的点——“三大件”的结构 。

就比如驱动系统 , 能把最大扭矩当日常开的人很少 , 但动力系统是否平顺 , 却时刻影响着一台车的驾乘感受 , 至关重要 。

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考过驾照的人都知道 , 汽车换挡时需要将离合器脱开 , 切断动力 , 待档位选择完毕后再将离合器闭合 。 因此换挡过程整车会出现动力中断 , 也就是我们经常吐槽点的“顿挫” 。

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那么 , 我们该如何选择一辆换挡平顺的汽车呢?

对于手动挡汽车 , 主要看司机的实力 。 而对于自动挡汽车 , 主要看整车厂的实力 。

传统汽车是如何解决动力中断的?

一般的AMT变速箱就是在手动变速箱的基础上增加了执行元件 , 换挡顿挫感明显 。

工程师为了改善这个问题 , 当前主要通过三个技术方向:

CVT(无级变速器)

AT(自动变速器)

DCT(双离合变速器)

CVT无级变速器 , 它的变速比不是间断的点 , 而是一系列连续的值 , 所以不存在换挡的说法 , 行驶起来会更加的柔和平顺 , 没有顿挫感 。 但急加速时动力不足 , 甚至出现钢带打滑的现象 。

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AT变速箱全称叫自动变速箱 , 它由液力变矩器、行星齿轮和液压操纵系统组成 。 液力变矩器是AT变速箱的灵魂 , 有传递扭矩和离合的作用 。 由于其缓冲调速作用 , 一定程度上避免了离合器结合时候的顿挫 。

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DCT双离合变速箱≈2个手动变速箱 , 换挡过程中两个离合器同时传递扭矩 。 2个离合器一个控制奇数档(1,3,5…) , 一个控制偶数档(2,4,6…) 。 当挂到奇数档位时 , 偶数档待命 , 通过精确控制 , 实现扭矩由奇数离合器过渡到偶数离合器 , 改善换挡过程中的动力中断情况 。

但在特殊情况下 , 例如低速行驶、暴力驾驶等 , 还是避免不了出现动力中断、换挡顿挫 。

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无论变速箱结构多精密、多复杂 , 都只能是将动力中断时间缩短 , 无法从根本上解决顿挫问题 。 再昂贵的变速箱 , 再豪华的汽车 , 只要它还是个变速箱 , 就早晚会出现顿挫 。

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因为动力源只有一个 , 一萝卜不能占两个坑 。 同时 , 由于控制难度较高 , 离合器扭矩精度也是问题 。

这时候 , 双动力源——同时拥有发动机+电机输出的PHEV优势显而易见 。 能不能通过电机的精确控制 , 完美补偿发动机换挡时的动力中断呢?

新能源汽车是如何解决动力中断的?

以业界比较有名的某品牌EDU混动电驱变速箱为例 , 这套混合动力总成包含一台发动机 , 一台功率100kW电机和一套复杂的10速EDU变速箱 。

混动电驱变速箱的电机和发动机在不同的输入轴 , 平行轴布局 , 可以纯电动行驶也可并联混动驱动 。

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发动机换挡时 , 离合器打开 , 发动机动力卸除 。 但HCU混动控制器知道发动机扭矩卸除 , 换挡后接入的整个过程——

通过精细的计算 , HCU控制电机扭矩增加 , 补偿发动机扭矩的减少 , 保证整个换挡期间动力系统轮端总扭矩没有波动 。

换挡结束后 , 发动机扭矩恢复 , 同时HCU再次精确控制电机扭矩进行卸除 , 保证轮端扭矩无波动 , 从而实现升档或者降档无动力中断的换挡 。

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当然 , 电机升降档时 , HCU会按照类似的方法 , 控制发动机的扭矩输出波动 , 实现类似的平顺效果 。 车家号:换挡“顿挫”太烦人,如何才能让汽车动力永不中断?

这种与双离合看似相近的“交替换挡”结构 , 实际完全不同 。

01传统双离合变速箱、AT变速箱 , 其动力源只有发动机一个 , 可以缩短换挡时间 , 但无法从根本解决换挡顿挫 。

02电机的响应速度和精度都是远超离合器和发动机的 , 所带来的换挡品质可以比双离合变速箱做的更好 。

03驾驶性更好以外 , 动力传递效率也更高 。 因为与AT相比 , 没有液力变矩器导致的能量损失;和DCT相比 , 没有双离合换挡时两个离合器的摩擦导致的损失 。

同时 , 工程师通过对标的实测数据发现 , 混动变速箱在保证换挡平顺性的同时 , 动力性能也得到提升 。 无论在kickdown降挡过程的加速度 , 还是降档后的最大加速度都优于对标车 。 也就是说 , 在踩油门加速超车时 , 可以给到顺滑又澎湃的动力输出 , 给驾驶员更强的信心 。

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从文献数据中得知 , 以90kph时的kickdown降档测试为例 , 三台对标车型 , 换挡时加速度都出现了不同程度的下落 , 产生顿挫感 。 而搭载混动电驱变速箱的车型 , 加速度在逐渐上升 , 换挡时间也相对较短 。 双动力源补偿换挡带来的驾驶感受提升十分明显 。

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归根到底 , 换挡顿挫感 , 来自汽车变速箱换挡时的当前车速和发动机输出动力不匹配 。

传统汽车只有一台发动机 , 变速箱在不同挡位切换时不可避免地会造成动力中断 , 再加上换挡前后发动机动力输出不匹配 , 顿挫感是一定会有的 , 只是部门技术较好的厂家会通过各种手段降低换挡过程的不适感 。

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现在我们有了混合动力汽车PHEV , 不止有发动机 , 还有电机 。 两个动力源 , 通过精确控制 , 电机输出动力可以将换挡过程的顿挫感完美弥补 。

混合动力 , 带来的不止是节能而已 。

感谢工程师李德晴对本文的大力帮助车家号:换挡“顿挫”太烦人,如何才能让汽车动力永不中断?