● 马瑞利AMT变速箱的发展:从赛车到民用小车
从发展历程上我们可以看出,最初的AMT变速箱是为法拉利、阿尔法罗密欧等F1赛车或者超级跑车研发的。在早期时候用于赛车的变速箱都是手动变速箱,赛车手在换挡时需要断开动力并且需要单手扶住方向盘,这样一来在换挡时机及驾驶安全上都大打折扣,为了弥补这一缺点,设计师们开始研发AMT变速箱,其设计理念就是希望在传统的MT变速箱上增加一套自动的换挡执行机构,这样一来既能继承传统MT变速箱低成本、传动效率高等优势,又能解决MT变速箱换挡麻烦的劣势。
随着AMT变速箱的研发成功,并且在赛车上逐步发展成熟,2000年以后AMT变速箱开始逐步向民用车发展,一般情况下AMT变速箱要么搭载在民用小车上,要么搭载在超级跑车或者赛车上,因为AMT变速箱的换挡冲击的问题,以至于在舒适性上会有所牺牲,所以一般生产中高级轿车的厂家很少会选用AMT变速箱。
● AMT变速箱的总体构成:传统的MT变速箱箱体/换挡执行机构/TCU/换挡杆
因为AMT设计最初的设想就是能够在传统的MT变速箱上增加一套自动的换挡机构,所以最终研发出的结果也是同样,其有一个传统的MT变速箱的箱体加上一套换挡执行单元总成(MG3上的AMT变速箱是电液控制的执行机构,常见的还有电动控制的执行机构),此外还有一个换挡杆和TCU(变速箱电脑)。
换挡杆的作用类似于我们AT变速箱的换挡杆,不过档位上没有“P”挡,因为AMT变速箱是基于MT变速箱研发而来,而MT变速箱上只有空挡和固定的挡位,不过AMT变速箱上与现在的手自一体变速箱一样还增加了一套手动换挡功能,从而增加了驾驶乐趣。
换挡杆的工作流程为:当驾驶着切换挡位时,换挡杆内部的霍尔传感器会产生电信号,并向变速箱的电脑TCU发出电信号,而TCU对电信号进行处理(即判断切换的挡位),再向换挡执行机构发出控制信号进行换挡。
TCU的功能主要包括:1、管理各种传感器的输入信号,包括离合器转速传感器、位置传感器(离合器,选档位置和换档装置)、车速传感器、驾驶员侧门开关(开/关)、点火开关(确定钥匙开位置以及起动)、刹车灯开关(开/关)。2、处理传感器信号及通过CAN线传递来的信号,包括发动机转速、刹车踏板开关(开/关)、加速踏板位置、发动机扭矩、发动机水温等。3、发出控制信号,包括液压组件的控制信号及显示仪表盘和蜂鸣器的信息传递。
● 电液换挡执行单元总成解析
电液控制换挡执行单元总成安装在变速箱的壳体上,用于替代MT变速箱人工的换挡动作,其与变速箱箱体的主要连接点有2个:一、与机械换挡杆相连;二、与离合器摆臂相连。
换挡执行单元的阀体部分与机械换挡杆相连,其结构就像一个“帽子”扣在机械换挡杆上方,其内部有上下伸缩的挺杆及左右旋转的阀体(文章下方有结构图),实现对机械换挡杆的上中下和左右的换挡动作。
第二个主要连接的位置:离合器执行单元与变速箱体上的离合器摆臂相连,其内部结构跟“打气筒”很接近,只是这个内部充满的是液压油,而离合器执行单元与摆臂链接的部分与传统的MT变速箱一样是一根拉索,而它的位置由离合器流量电磁阀来控制。
值得一提的是,在变速箱的保养上,我们看到除了传统的变速箱油之外,还有油壶里的液压油,其中油壶里的液压油是终身免维护的,而变速箱油厂方建议8万公里进行更换,总量在1.8L左右。
● MG3 AMT变速箱的优缺点点评:
◆ 相比于AT变速箱而言
优点--省油、成本低、传动效率高:不使用液力变矩器和行星齿轮组,使用与手动变速箱相同的离合器与齿轮结构,理论上而言,更加省油,传动效率也更高。而在AMT开发的成本上,一般而言一套5AMT变速箱的成本在4000元左右,4AT变速箱成本则在7000-8000元,而5AT的变速箱的成本需要1万元以上。结构紧凑:由于没有行星齿轮组,所以没有那么复杂的多组离合器以及滑阀箱结构。
缺点--换挡速度慢、舒适性一般:从结构上看来,AMT变速箱的主体是MT变速箱结构,所以MT变速箱换挡冲击的问题在AMT上同样存在,而为了照顾车辆行驶的平顺性问题,往往在民用的小车上,AMT变速箱的离合器结合时间都会被延后,使得换挡不够直接。不过在超级跑车上,AMT变速箱离合器的结合往往被调校的非常灵敏,不过带来的也是更强的换挡冲击。
◆ 相比于MT变速箱而言
优点--便利同时可应对多种路况:AMT变速箱在加装了换挡执行机构以后避免了频繁手动换挡的流程,使得试驾更加便捷,同时MG3的AMT变速箱还具有运动模式、雪地模式及普通模式,加上手动换挡功能,同样富有驾驶乐趣。安全:可以防止驾驶者操作不挡,导致的换错挡及熄火情况的发生,所以相比与MT变速箱AMT变速箱安全性要更高。
缺点--制造维修成本略高:相比传统MT变速箱多出了一个换挡执行机构。对TCU及换挡执行机构的稳定性要求高:对于换挡执行机构的使用稳定性有较高的要求,液压装置对环境适应性较差,容易泄漏。
总结:
从AMT变速箱研发的最初设想及最终拆解后AMT变速箱的结构来看,不得不佩服设计者的聪明才智,基于MT变速箱研发不仅能够节省了研发的成本,同时还继承了齿轮传动固有的传动效率高、机构紧凑、工作可靠等优点,同时还摒弃了传统的自动变速器结构和制造工艺复杂、成本较高、维修不方便等缺点。不过遗憾的是AMT变速箱换挡冲击的问题也决定了它能只能适用于家用小车或超级运动跑车两个范畴。