汽车变速箱系列问题分析（含混动变速箱）

电子小二货

前言
国内汽车生产水平已经非常成熟，在民用领域，发动机、底盘基本和世界主流接轨，没有非常明显的差距，但变速箱仍有较大差距，而变速箱关系到汽车的使用寿命，维保价格等一系列关乎车主钱包的问题，故行文分享并解析一下目前中外变速箱水平，望君阅之有所收获。

另外，码字不易，望多多打赏元子

CVT变速箱之殇
在金属零件中，有着一条铁律，就是硬链接一定比摩擦连接更耐用，所以在结构设计上，必须尽可能的减少金属摩擦。

CVT首当其冲，其动力传输部分是通过钢带与锥轮的摩擦进行的，摩擦力=压力*摩擦系数，钢的摩擦系数基本是固定的，为了达到摩擦力，就得加大锥轮的压力，但压力过大又容易把钢带或者锥轮压坏，这里就很考验钢的硬度和韧性，是冶炼学领域了。在爱惜驾驶的情况下，有些牌子能干到20W公里，有些10W公里就不行了，大概就是这个变速箱的天花板了。
PS：丰田的CVT加了起步齿轮，即汽车起步时用硬链接齿轮起步，30时速时转CVT传输动力，避开了起步扭矩大的区段，变速箱的寿命很轻松的干到了顶端。

理论上故障率一样的AT与DCT：
AT变速箱使用的是行星齿轮变速，只需要固定太阳轮、行星架、外齿圈的任意一个，就立刻可以变速，而双离合则是通过拨叉控制挡位，实际上两种技术都很成熟，是硬链接的领域，很少会发生故障，所以两种变速箱的弱点都在离合上面，基本都是离合片过热磨损，或者液压泄压导致损坏。




这三张图片里面有AT变速的摩擦片，干式双离合的离合片，湿式双离合的离合片，看你能不能分出来哈~

干式双离合没有油液的保护，比较容易高温和生锈，寿命是最短的，湿式双离合离合片的寿命不错，但是要注意避免起步猛加油，因为双离合没有液力偶合器，起步是半离合状态特别容易烧离合片，速度上来之后再随心所欲，AT注意勤换油就行了，没什么特别的。

新秀之混动变速箱
除了丰田的ECVT，和发动机不参与轮子驱动的增程式，其余的混动变速都是通过上段所述的离合片离合动力，设计上略有不同而已


虽然有些加了多档的变速箱改善高速性能，有些加了差速器是发动机和电机可以共同驱动，有些加了双电机，可以发动机发电给电机驱动，但他们的机械结构基本受限于湿式离合片的寿命。总体来说，设计难度和钢材的要求不高，寿命都非常不错，但是混合动力还有一个致命缺点，就是电池。即便是丰田的ECVT，电池的寿命也只有8~10年左右，时间一到，就得换电池，也相当于变速箱大修了。

如果你选购混合动力，那么尽可能选购电池大的，且不要充电当纯电车使用，尽量当纯油车使用，因为小容量的电池循环次数增长的特别快，一旦电池寿命到了，也相当于变速箱的寿命到了。

混动可以说是，用电池解决了变速难的问题，但又被电池限制了变速箱的寿命。

变速箱领域最高的智慧结晶ECVT

ECVT是目前唯一一款没有离合控制的变速箱，而且是无极变速，设计的思路就是行星齿轮，中心轮是发动机输出轴，行星架是电机，外齿圈是轮子，只要控制行星架上的电机是发力还是受电，力的程度如何，就能做到汽车变速、前进后退切换、原地充电。这控制不需要机械移动，只需要控制电机电流即可，可靠程度绝无仅有。

虽然目前受限于化学储能，寿命绑死在了10年，但如果改用超级电容（目前体积太大难以实现，或许改善程序应用以应用超小容量可行），或发明了高循环寿命的电池，这一变速箱基本是内燃机的天花板了

后言
变速箱的故障率受多方面因素的影响，结构的设计、钢材的应用、机加工的成熟度都会影响故障率，本文也只是管中窥豹，只是从结构和易损部分分析变速箱而已，并不绝对，只是技术探讨。也有可能几年就找到了更好的电储能方式，不再受限于内燃机，就不用再折腾这机械之美了。

confessor

好文章，学习了！
谢谢楼主的分享

阿粗

谢谢分享，技术贴

exabslion

在哪里转的文章？
首先CVT寿命问题，奥迪的cvt和斯巴鲁的cvt都是链条连接，还有新的日产的带涡轮的cvt也是链条链接，所以这些都是承受大扭矩的，但是寿命和最大上限还是不如AT，MT，DSG等齿轮硬链接，但是CVT的寿命这几年是上去了，以前cvt寿命短是日产的调教还有国内生产厂的问题，同一个日产三菱合资的cvt变速箱，三菱的很少说出问题，但是日产老是出问题，最大的问题就出在日产说10万公里检查不用维护，三菱强制要求4万公里保养换变速箱油，不换就算脱保。
另外混动变速箱，近几年国内牌子也上了，最大原因是丰田的第一代的混动专利到期，而且丰田也做了顺水人情，1元卖专利，所以本田当时的混动是因为专利区分与丰田，但是发动机都参与驱动车。后来理想的那种还有日产的混动都是属于增程式，发动机不参与驱动。比亚迪秦和五菱星光还有吉利帝豪雷神系统这三台混动都是发动机参与驱动的混动，而且做的效率跟丰田差不多，但是扭矩动力都比丰田大。这几年广汽传祺的混动估计就是使用丰田混动技术但是配上涡轮增压发动机加大发动机驱动强度，传祺gs8就是试验品，后来才有汉兰达的涡轮混动和国外丰田的2.4T混动

电子小二货

exabslion 发表于 2024-4-30 20:09
在哪里转的文章？
首先CVT寿命问题，奥迪的cvt和斯巴鲁的cvt都是链条连接，还有新的日产的带涡轮的cvt也是 ...

链条的CVT我没写，是因为链条虽然很结实，但锥面也是会坏的，总体来说两者差别不大，说到底CVT的寿命还是看采用的钢材强度，既要硬又要韧。用好钢的即便上大马力（如本田），寿命也能合格，钢差的即便小马力，也是容易坏（如日产）。只是说这种结构，想做好就得有很好的冶炼技术，这也是国产CVT总是稀碎的原因。

丰田E-CVT的专利并没有过期，也没有出售，市面上除了丰田，没有别家有这款变速箱。

目前国产使用的混动变速箱和本田的IMMD基本一直，说不上抄袭，因为本田的设计非常简单，时速80以下发动机发电，电机驱动；80以上切换到发动机直驱，中间的设计就一个离合器，所以没办法申请专利。

IMMD的设计是同轴双电机，中间用离合器隔开，实现发动机发电-电机驱动；发动机直驱动，两种直接切换；国产的则普遍采用异轴双电机，原因不明，但结构差不多，也是发动机发电-电机驱动和发动机直驱动的思路。

在这思路上，有些牌子加了差速器，使得电机与发动机可以同时驱动，马力和扭矩的参数更加好；也有牌子在后面又加上几档变速箱，以弥补发动机经济转速区间过窄的缺陷，但不管怎么说，思路基本时一样的。

另外，一下厂商表的参数看看图一乐就行了，热效率赶超是因为计算方式不同，丰田的热效率是包含空调，发电机等等电器的使用的，而国产车电器都转电驱了，不在发动机负载范围之内，所以热效率“看”起来特别高，实际上，油耗也就那样吧，跟一开始标百公里2L、1L油耗一样，牛顿都得活过来。

也没说不自信，只是战略上要重视人家，人家十年前就已经搞出分层燃烧，汽油压燃等等技术了，现如今抄了一个阿特金森循环就敢说自己全球第一了，未免有些狂妄。

digital001

CVT，便宜、丝滑、省油‘、动力弱。AT，价格高、油耗高、输出功率高、可靠性高。DSG，便宜、省油、动力强、耐用性一般。没有十全十美的变速箱，只有适合不适合的变速箱

飞长爱你

AT结构复杂，价格高，承受力矩大，可靠性高，目前来说还是首选。CVT受限于结构设计，不能承受大力矩起步，适合家用车。双离合结构简单价格低廉换挡迅速，但不论干式还是湿式都是硬连接，短板都在于半离合时的摩擦，克服了这个就能解决双离合的短板；我觉得把双离合跟液压离合器或液力变矩器结合起来，让液压部分来承受半离合时的摩擦，双离合只承担换挡任务，这样就能补齐短板，可能唯一的缺点就是价格了，估计这也是这个组合没能普及的原因吧。

沙漠臭屁虫

各有各的优势和劣势

木剑刺

为什么不说说MT？

电子小二货

木剑刺 发表于 2024-5-1 15:36
为什么不说说MT？

国内目前的机加工水平做MT变速箱已经信手拈来，质量和吸入感上面也是主流水平了，除了有点费驾驶员，基本没有缺点，我就懒得写了

15339696626

我正在用的本田8DCT研究过吗？

yumeitao

最爱我手动，两辆车，还是选了手动，自己能控制的才放心。

yywyl1231

学习了，谢谢分享

木剑刺

感觉现在我们的机动车市场在人为淘汰手动的。有些品牌的手动挡车连个车机都没有，直接留了个空洞。


更多的则直接说手动挡没有现车，需要预定，时间多久说不好。

如果能把手动自动的选择权交给用户就好了。

shaohabbit

增程式避开了变速箱的麻烦，但是高速确实比较拉胯。

261307853

还是我的手动档安逸

rex_wx

谢谢楼主的分享

piaoxue20000

电子小二货 发表于 2024-5-1 16:33
国内目前的机加工水平做MT变速箱已经信手拈来，质量和吸入感上面也是主流水平了，除了有点费驾驶员，基本 ...

MT技术非常成熟了，就是费驾驶员

曾经-

木剑刺 发表于 2024-5-2 10:16
感觉现在我们的机动车市场在人为淘汰手动的。有些品牌的手动挡车连个车机都没有，直接留了个空洞。

买低配不错 自己去买个导航装上 比出厂带的便宜很多

szcpu

把电机想得太好了，电机这玩意启动阶段很快就能达到最大扭矩，是个好东西，但一样有短板，达到最高可持续功率后，转速提高就会降低扭矩，这也是现在大多数纯电车最高限速都在180左右的原因，也是纯电车超过120时速后，提速乏力的问题来源。
电机加变数箱才是最优解，欧美就是这个路子的最坚持一方，奈何国人喜欢便宜可靠，喜欢既要又要，于是都选择日系的方式，性价比是高了，可高速性能真的是一塌糊涂。