随着更加严格的排放标准的出现,通用汽车公司转向爱信(Aisin)寻求帮助,为其高端市场的凯迪拉克品牌创造了一种新的变速器,该8速变速器装置将首次亮相于凯迪拉克ATS车型上。
随着用于前后轮驱动豪华汽车的8速和9速变速器在全行业的兴起,而在自己的产品组合中又没有这些先进的变速器设计,通用汽车公司及其凯迪拉克豪华汽车分部与日本变速器巨头爱信(Aisin)建立了合作伙伴关系,研发生产一种新的8速自动变速器。
发展潜力巨大
新的变速器将与来自宝马、梅赛德斯-奔驰和奥迪以及诸如采埃孚(ZF)和格特拉克(Getrag)等供应商的类似产品进行竞争,在未来一两年内,该变速器将首先安装于全新的CTS后轮驱动轿车,然后再进入较小的ATS后轮驱动轿车。尽管目前尚无任何通用汽车公司的工作人员说过,但是据业内专业人士透漏,全新的8速变速器也有可能用于皮卡和SUV,因为这种变速器可给重型车辆提供良好的加速性能,而同时又能改善长途运输的燃油消耗。
图1 TL-80SN行星齿轮自动变速器具有各种经过升级换代的内部部件,并增添了离合器板,应对GM VG的大转矩输出
全新设计
通用汽车公司负责6速和8速变速器开发的全球总工程师Kavoos Kaveh表示,爱信CTS的设计确实是全新的,而不仅仅是在现有的6速箱体内塞进8副宽度减少的齿轮。
“新的变速器对速比进行了有效地组合配置,从而在现有6速自动变速器上产生出从1~8挡(6.71:6.04)更加宽泛的齿轮速比分布,使得最终驱动比被从3.27:1减少到2.85:1,在第1挡齿轮上获得不少转矩倍增,而且在第8挡齿轮超速传动时,发动机速度降低11%。例如当时速为120km/h时,发动机转速大约降低200r/min,与CTS中现有的6速变速器相比,其燃油经济性提高了1.5%。”Kavoos Kaveh继续说道。
而将与8速自动变速器装置进行匹配的第一款发动机是全新的312kW(425ps)双涡轮V6凯迪拉克发动机。试验结果表明,该变速器设计能实现312kW(转速为5750r/min)的输出功率和580Nm的输出转矩(转速为3500r/min),且两者均远远超出6速装置能够实现的动力极限。
Kavoos Kaveh还表示,为了增加负载,变速器中所有的关键轴承均已升级换代,而且为了经久耐用,齿轮系中的所有齿轮均经过特殊热处理。此外,离合器组件经过强化提高,提供更多离合器板应对换挡造成的冲击影响。
图2 全新设计的GM 8速变速器将首次亮相于凯迪拉克ATS车型上
变速器的外部硬件包括转向轮上的换挡脚踏板,用于全手动换挡至发动机红线,而软件设计则包括旅行、运动、赛道和冬季四种换挡模式。在运动模式时,换挡时间的程序设计比旅行模式快达100ms,这种换挡时间是日常调整值。在赛道模式时,节气门步进级差修改成符合周末乘驾的更快速度。最后,在冬季乘驾模式时,标准3.6LV6发动机的起动采用第2挡齿轮,而涡轮增压发动机的起动采用第1挡齿轮,节气门经过修改,步进级差更为缓慢。
据Kavoos Kavehi介绍,为了让转矩变换器与发动机转矩曲线相匹配,在开发过程中,研发人员进行了数百次模拟仿真。与动力传动系和变速器领域内的某些其他现代做法相比,发动机有自己的控制模块,而变速器也有单独的控制模块,通过高速数据母线,将两者连接起来,可以协调换挡能源管理和其他各种参数。
在未来几年里,随着应用的扩大推广,后轮驱动应用的全新GM 8速自动变速器将由位于日本岡崎市的爱信株式会社为通用汽车公司进行生产并提供给美国和其他地方的各个装配厂使用。
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