▲这辆两厢福克斯搭载了KRG锥形无级变速箱(上)
◆两个圆锥加一个套环,构成这套传动系统最核心的部件(下)
■本刊首席记者 谢莉葳文/摄
两个相对平行的圆锥筒,中间连着一个锥环,摇动手柄,锥环就从一头滚向另一头,输出半径也随着锥筒半径由粗变细,由细变粗……11月26日,记者在首届“中国汽车变速器技术发展研讨会”现场看到这个巧妙的装置时,简直不敢相信这就是变速器的核心部件。
中国小型车理想解决方案?
用两个锥筒和一个锥环代替了传统变速箱的大大小小齿轮,是吉孚动力(GRC)推出的一种全新变速箱概念——锥环形无级变速箱,简称KRG。
你可以将它视为无级变速箱的一种,但它是靠锥筒和锥环的摩擦传动。一大优势是不需要液压泵,仅靠几个耐用的部件,简单的涨紧机构和控制单元,较低的公差要求,很小的换挡功率(小于20w),就可以实现纯机械控制。这种古老的机械设计构造最早可以追溯至达·芬奇时代。
“KRG技术是中国市场小型车理想完美的解决方案”,作为全球领先的变速器研发机构,GRC总经理吴立介绍了KRG变速器制造技术和生产方式。据悉,目前第4代KRG的设计主要针对小型车,由于结构简单零部件少,甚至不需要液压泵,与传统的无级变速箱(CVT)相比,制造成本更低。
五种技术共存各有优缺点
目前主流自动变速器主要有四种:液力自动变速器(AT)、机械自动变速器(AMT)、无级变速器(CVT)和双离合器自动变速器(DCT)。究竟哪种变速器技术更适合中国国情,与会专家各抒己见,争议也很大,国内尚无统一的意见。“这四种技术各有优缺点,关键技术相似,各有特色部件,制造难易程度不同,分别适合不同的细分市场。目前还没有一条明确的技术路线。”中国汽车技术研究中心副主任高和生指出,作为动力总成的重要组成部分,变速器是企业提高产品竞争力及消费者购车时关注的重点,变速器的技术创新关系到企业核心竞争力。
而分别试驾了搭载AMT、CVT、DCT以及KRG四种变速箱的四款车,并了解了价格后,记者忽然明白了将KGR这项技术称为“中国市场完美解决方案”的缘由。较高的性价比,让这项技术产业化变得更为现实。
四辆试驾车中,搭载DCT的车辆换挡速度不到0.2秒,比专业车手的手动变速还快,换挡极其平顺,且加速性出色,但变速器售价高达1.6万元;搭载CVT的车辆换挡平顺,但急加速和低速爬坡时反应略有些迟缓,售价约在6000-7000元;搭载AMT的车辆直线加速自动换挡时的抖动和顿挫感十分明显,价格也最低,只有3000元;而搭载KRG的车辆行驶平顺,与开电动车相仿,加速虽不如DCT,但城市行驶动力绰绰有余,最吸引人的是,造价仅在4000元左右。
尽管在性能PK中,DCT技术表现最为优异,但复杂的加工工艺和高昂的制造成本,成为国内企业自主研发的一道难以逾越的门槛。“DCT技术的优秀只是相对而言的”,韩镭认为,结构复杂的变速器并不一定好,一旦出了故障很难拆开维修,只能更换。
改进变速器减排成本更低
随着国家对汽车行业的节能与环保要求的不断提升,作为汽车关键零部件的变速器技术,越来越受到关注和重视。哪种变速器技术最适合中国国情,也成为热门话题。在此次研讨会上,来自国内外知名汽车整车企业、高端零部件企业、知名研发机构、高校代表们就此展开热烈研讨。
“变速器技术的提高是汽车节能的重要措施”,据中国汽车技术研究中心高海洋介绍,实行乘用车燃料消耗量限值标准后,我国乘用车平均油耗下降了11.5%,从百公里9.11升下降到8.06升。预计第三阶段限值标准出台后,平均油耗争取降到7升,2020年降到5升。而单纯依靠改进发动机性能来降低油耗目前虽然仍有可能,但越来越不经济,成本越来越高,技术难度也越来越大。“最近国外有研究报告指出,通过改进变速器技术来降低油耗成本更低。”高海洋告诉记者,“我们曾做过一个试验,同样一台车,同样的发动机,将原来的5挡变速箱换成6挡变速箱,油耗降低了3%,原因就是高速行驶下发动机的转速降低了。”
来自吉孚动力的统计显示,相比传统变速箱,KRG技术可节省油耗20%-30%,并且由于零部件大量减少,维修成本也大幅降低。
自动挡车占比加大
尽管目前中国已经成为世界第一大汽车消费市场,遗憾的是,自动变速箱还是进口品牌的天下,自主研发变速箱产业化一直未取得实质性突破。
“大批量制造和生产质量性能可靠的变速器是目前中国变速器生产的瓶颈,这牵扯到机床行业、原材料、油品等方面,不是一两年就能解决的。”中国汽车工程学会副秘书长韩镭表示,目前我国的变速器发展正处在一个逐步认识其重要性的阶段。随着城市道路拥堵、科技的进步,自动变速箱将成为行业关注的焦点。“汽车产业实力竞争,实为零部件技术的竞争。”中国齿轮专业协会名誉会长王声堂介绍说,我国自动变速器严重依赖进口,进口额已从2001年的4.8亿美元,骤增到2009年的55.6亿美元。“国内已引进的自动变速箱,多是接近淘汰的落后技术;已经合作的技术,核心掌握在外方手中;已经合资的公司,控制权在外方手里;即使中方控股的外国企业,也不等于中方的自主创新能力。”王声堂指出,变速箱核心技术不可能引进,必须坚定不移地走自主创新之路。
王声堂认为,吉孚这种不销售零部件,而是提供技术解决方案,为国内企业开发变速器提供试验、检测、标定、匹配服务的合作模式,不失为培育我国变速器企业自主创新能力的一种有益尝试。