技術丨本田大法黑科技 平行軸變速箱詳述

技術丨本田大法黑科技 平行軸變速箱詳述

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前一陣子本田8擋雙離合變速箱火了。隨便在各類汽車門戶網站或是論壇上搜索這款8DCT,出現頻率最高的詞彙非“平行軸魔改”、“沒有雙離合的雙離合”莫屬。今天我們暫且不解析這款8DCT的構造,而是先給大家科普一下它的前身:本田平行軸變速箱。

最近的微信朋友圈、微博時常被各種“我們是誰”的熱門漫畫霸屏,本田粉們也按捺不住,於是有了下面這組漫畫。其實本田不僅在發動機上頗有建樹,它的黑科技也遍佈摩托車、噴氣客機、燃料電池等領域。

技術丨本田大法黑科技 平行軸變速箱詳述

其中平行軸變速箱也算得上當時的一款黑科技產品了。它的“黑”不在於技術有多複雜,而是在於其技術思路獨特,衝破了當時由愛信、ZF等自動變速箱大廠的技術壟斷。正是由於這種刻苦鑽研從而掌握一門屬於自己的技術的精神,才能真正吸引大家頂禮膜拜:“本田大法好”。

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為什麼說它的技術思路獨特?這就要從變速箱的構造說起了。常見的自動變速箱,其內部有多組行星齒輪機構,輸入軸和輸出軸成一條直線放置。

電控多片離合器決定輸入軸和輸出軸與行星架、行星輪、太陽輪其中哪兩者相連,然後液控制動器決定鎖止行星齒輪組中的任一構件,實現不同的擋位切換。

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而本田平行軸變速箱呢,大家可以將它看作由普通手動變速箱改造而來。根據變速箱佈置方向不同,有三軸(縱置)和兩軸(橫置)之分。以下圖的三軸變速箱為例:動力由離合器傳遞到輸入軸,輸入軸上的齒輪帶動中間軸旋轉,中間軸上的全部齒輪跟隨中間軸一起旋轉,並帶動輸出軸上的齒輪在輸出軸上空轉。

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輸出軸上空轉的齒輪怎麼將動力傳遞至輸出軸上呢?這時候神奇的部件出現了,它們就是接合套與同步器。下圖中,綠色標註的部分即是接合套,位於接合套下方的是固定在輸出軸上的齒圈,接合套可以在這個齒圈上軸向滑動。

當接合套包裹住旁邊正在空轉的齒輪時,空轉齒輪就會和固定在輸出軸上的齒圈連成一體,扭矩就這樣被傳遞到輸出軸上去了。

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上圖中,位於空轉齒輪和接合套之間的,用黃色標註的即是同步器。可以看到,同步器處有一個明顯的斜坡。在接合套逐漸將空轉齒輪和固定齒圈接合的過程中,依靠同步器上鎖環的摩擦作用,使得空轉齒輪的轉速逐漸接近輸出軸的轉速,以最大程度減少換擋衝擊。

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在此對上文的解釋補充一句題外話:大家可以理解為輸出軸與車輪相連,因為在換擋過程中,輸出軸的轉速很難瞬時被改變(轉動慣量太大),而輸入軸和發動機相連,轉速瞬時改變更容易。所以同步器實際是在改變空轉齒輪的轉速,也就是發動機的轉速。

閱讀到這裡,大家應該產生疑問了:“我是看了介紹平行軸變速箱的標題才點進來的,你就給我看這個?”各位稍安勿躁,如果大家已經把上文手動變速箱的構造和換擋過程搞清楚了,那麼接下來,只需要把套筒、同步器、撥叉換做多片離合器,平行軸變速箱的原理也就不過如此了。

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平行軸變速箱,由三根軸以平行的方式佈置而得名。如下圖所示,三跟軸基本上以120°的夾角佈置。4組多片離合器位於輸入軸和中間軸上(輸出軸上沒有),替代接合套和同步器實現空轉齒輪和軸的固定分離。

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接下來,為大家畫出平行軸變速箱的傳動示意圖,並對1擋傳遞路線加以舉例說明。由液力變矩器傳來的扭矩被傳遞到輸入軸上,通過輸入軸末端固定的齒輪6傳遞到輸出軸末端空轉的齒輪7上,然後傳遞到與中間軸固定的齒輪19上,這時候,中間軸開始旋轉。

中間軸上的多片離合器控制左側接合,這樣一來,扭矩通過與多片離合器外殼相連的齒輪15傳遞到與輸出軸固定的齒輪14上,最後動力傳遞至差速器,變速箱的傳動過程完畢。紅色虛線是我為大家標記的力傳遞路線,共大家參考。

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先從優點說起

❶、變速箱執行機構簡單,4組多片離合器各司其職,不像行星齒輪組AT一樣,一組離合器片往往身兼多職。

❷、結構簡單,故障率自然更低。據我所知,當年裝配5AT平行軸變速箱的思域、CRV,因變速箱故障而收到的投訴並非常見。

❸、製造成本低,這種類似MT結構的變速箱,在加工階段就已決定其製造成本不會太高。

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▲第八代思域末期產品匹配5AT平行軸變速箱

缺點自然也會有

首先,本田通過放大1擋傳動比來增加起步階段扭矩,導致1擋升2擋時頓挫感強烈。

其次,平行軸變速箱的徑向體積本身就很大,如果繼續增加擋位數量,勢必會造成軸向體積也過大,所以本田平行軸最多做到6個擋位。

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▲2012款謳歌TL匹配6AT平行軸變速箱

不過現在本田已經成功研製出8擋雙離合變速箱,它的原理與平行軸類似,但並不完全相同。在下一篇文章裡,我會和大家一起討論本田8DCT的構造和原理,歡迎關注。

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