哦,这个是我的领域。我暂且认为,我在这个领域,全国范围能排前100问题不大。知乎比我专业的人,应该不会超过10个(我抛砖引玉,其他曾经同行,你们自己看情况)。说这个是提前避免某些杠精
: ?# A: [3 s' v" u; `0 c# u$ w2 I我做的是变速箱标定,是某国际大厂,认定的中国区域,仅有的2个驾驶性评估工程师(另外一位是我徒弟)。带我的师傅,是国内某厂混动方案起草人。我一度考虑找自主品牌融资,创业搞变速箱,后来发现自己落后了 ,于是就不搞了,改行了。
6 p' Q# a+ S4 l通俗的讲,主要解决2个问题, 换挡点+换挡质量。( m/ F9 x0 x! q: v
首先说的硬件问题, 是很难创新的,ZF的8AT,奇瑞的CVT,爱信6AT,Getrag的7dct也好,他们是设计好变速箱,就疯狂卖,一般6000-15000块一台,价格关键看扭矩,看你采购量。硬件的每个档位的传动比,基本结构,都不会改动了 ,最多改变下和发动机 链接处,就是表面功夫,密封更好这些。主要调整的是软件。
" S( {/ C0 {0 ^- A1)先解决有无问题:换挡点
$ C B! j/ \+ v; y8 o' ~这块需要根据每个发动机来,发动机的万有特性(就是扭矩、转速、油门开度。功率用的其实是很少): t% _" t- W! r7 S
这里面决定了油耗,动力性, 当然可以设置几套模式,什么雪地模式(2挡起步),运动模式(推迟换挡点),经济模式(早换挡),内部还会存在爬坡等。当然不同厂家逻辑是不一样的,有的是一套图谱,根据运动,经济等修正,有的可能是几套。
& O, E5 i; L' T! S+ [: h1 E& z但是,这些本质都是有无问题 ,客户根本不关心,车评人也不关心。
/ e9 E X" s) W$ p! w要关心的是:换挡质量(从有到优)
5 a! `0 y. X; E2:换挡质量:聪明、迅捷、平顺
5 h) x. E. C5 w' s* {5 Y最好的换挡,就要像电车那样,客户感知不到,在所有评估里,这个都是10分,因为那是真正的车随脚动,油车即使保时捷帕拉梅拉,也给不了10分。很多电车车主说,开完回不去油车了,因为电车如果是苹果的触屏,油车只能做成诺基亚的触屏,在动力这块,就是这样的(我不是电车吹,电车有很多其他问题 )。
0 S$ D7 [7 e4 m$ j传统油车有如下几种问题. f+ D1 S1 T& ^& ~- s
2.1:换挡时间问题
( _' |+ b7 F% m$ A& ^' z! W4 c/ a3 d 一般最短200毫秒左右,长的话1.5s也是存在的(我们还做过一个2.3s的车)。
( f' X5 S0 y' M) l, B, Z R想想,1.5S你怎么接受?一脚下去,1.5S之后车才动, H" c; k/ [4 V: J: ^5 f0 } `
为什么会存在1.5s?因为驾驶员可能猛踩油门, 准备超车,我是不是6挡好好的,得降到2挡。
2 ^- ?7 H$ m4 u+ g( }8 z6降低2不能直接降低,需要过度,6-5-2?6-3-2?这都可能
7 c: m7 ~0 q. c5 P: z1 D5 g/ r9 \双离合他是预备一个档,在6挡行驶,这个预备的是7挡,5挡都可能?实际某国际大厂,就是四舍五入计算,速度靠近哪个是哪个
; u0 A3 K1 k5 [9 v" Z m如果他预备的7挡,更麻烦。
1 i7 W6 k4 l4 \( \, S所以,这个时间可能是1.5s,这个你踩完1.5s,车才动,这是什么糟糕体验。并且马上带来发动机转速问题5 O; s3 r( j2 u) i) T1 o$ e
2.2:发动机转速4 k2 W7 I0 G; o/ N% v8 ^( A9 `
都6降低到2了, 汽车速度不会突变,只能变发动机转速,发动机转速从1200转,可能奔向4500转。
1 \- F* o- G7 x# s, C" T, `+ p; u4500转,傻子都听到了 发动机响,但是车没走,这不是吓客户吗?怎么踩油门,发动机先fly,车没加速啊。9 e; b- r* ]3 p" P; H. `
这种现象怎么避免?你大发动机肯定好解决,小发动机呢?所以,你只能优化。
/ r6 [2 x4 \- R2.3:我就降低一个档位,就是6降低5,那有冲击问题3 N6 s3 e& V0 U# k1 p
要加速,6降低5,恰好我双离合, 很聪明,5挡已经在位了。2 k* o% W* \7 h/ H8 N' _
但是,是加速啊,6挡扭矩是160,5挡是200,你说我5挡直接怼上去。160变200扭矩,整车bump下,这就是冲击(去体验奔驰GLA的7dct,1-2挡)。
7 }$ X& \( z3 }1 W( G# F6 H) h9 G那我不要bump,于是出现了2.4
, B, R* w" R. L5 r8 ~7 t) w& Y' N8 J2.4:就是6降低5,我不要bump
1 Y3 l7 c! ~: \; N/ B那好 ,不就是160到200扭矩吗,我给你怼上5挡了,离合器,慢慢的松行不行?从160慢慢摩擦到200(实际比这个复杂,是2个离合器交替,此消彼长,累加值才是客户感知的数值)) X) e, S) }- }) s ?
是的,你没有bump了,马上要发热啊,还是那个bump的机械能,不冲击你整车,就要冲击离合器,你离合器多快发热?多高温度保护?实际某品牌车,零百加速,10分钟只能测试3次,后面直接温度保护;再后来,更坏了,他们专门给车评人一个版本彪零百加速,普通客户买的是另外一个版本。保时捷那套吹的无敌的变速箱, 就是解决了不限次数弹射起步的零百(这个其实基本没有意义,但是豪华品牌要吹点): @) J( a) W; i0 b, A3 u
假如我不怕发热,我是冬天。那你还有其他问题,那就是黏滞感(去体验奇瑞1.6t的双离合1-2,和奔驰gla同一个变速箱)
! O! r/ j4 l) Q0 G) G/ x; ~) s! x; ^5 }2.5 : 我不要bump,我要平顺。但是双离合是无间断动力传输,可不是不衰减传输。
$ e) r* f+ c" V0 \+ r9 e% Y( n, G160-200,他并不是这样的,他是160-120-200这样跳转过去的,中间切换过程,这个120,少部分车主会感知到,是有点黏住了的感觉,像车被口香糖粘了一下。
}" U+ f' _# `; x0 v' }; z2.6:还可能抖动,不是bump5 I. _" p) y/ }: l G$ x
汽车很复杂,bump是从加速度测试图看,是一个高峰,或者一个波谷就过了。但是, 他可能抖,高频,持续多次,波峰波谷可能有二三十个,具体体验电动牙刷。尤其是车速1-2km/h! \/ x5 c1 g+ {
为什么?
, f( l z2 Y: e6 c, E% G因为1-2的车速,离合器就不能完全结合, 他们是滑摩状态,谁知道和哪里共振了。这是一个非常庞大的问题。 6 r! ?$ L1 Y! ^9 c( h
因为机械制造他不是印钱,每个零部件都有差异。另外,是传感器过少,大量的数据是估算出来的。因为从研发角度,传感器越少,成本越低,所以工程师的一个重要作用, 就是发挥智力,降低传感器数量。我曾参与过发动机ECU研发,带头的专家, 80年代清华毕业生,他的核心贡献就是降低传感器。降低传感器听起来很容易,实际牵一发而动全身。$ }& h. {8 {4 d# G9 s8 Y
这个通俗的例子就是,测一锅水温度,煮羊肉,肯定传感器越多越好,但是成本太高,所以,你只安装一个传感器,其他地方都是“猜测(算法模拟)”。这个还是好说的,但是很多地方很难,例如传递扭矩是基于离合结合紧密程度的,但是这个结合紧密,是猜测的,是在家里台架上的经验值。即使你这个经验值是对的,对其他车都是对的吗?不一定。
3 G* |. L" o" x实际变速箱的复杂程度,是发动机的1/10-1/5.
4 ]' A, l" [9 s( K* {4 S开发一套变速箱电控系统(matlab画图, 软件测试,电路板设计)需要10-20个人(某国际大厂起家, 就3个人)。而发动机需要100-200人的团队。 在变速箱里,最复杂的算法,是pid,甚至只用个p,基本都是高中+的算法。上面说的是同时期对比,后面都功能越来越多,团队越来越大。' O8 R. K& O" Z( Z
发动机里面,一个进气量的估算,只画图(就是算法,基于仅有的几个传感器,如何推断),就需要3-5个人全职干,最好是硕士学历。不过,国内开发发动机ECU的企业不多,应该不会超过3家。8 E$ R# r9 ^7 r* L! x. W! H
这一类岗位,比较“精深”,但是不需要对汽车有系统了解,很多情况,没有驾照都可以,但是,里面带头的,很厉害,能对整个系统进行把握(我之前这里面专门搞喷油算法的,就没开过车)
L7 k( R( ]3 n0 L! M+ S0 O还有一种情况,就是特殊车型,例如宝马M系,他在研发阶段 ,用的变速箱很特殊,能用大量传感器来优化自己“猜测(算法)”能力。但是这个试装车阶段,据说这个变速箱成本是10w欧。
/ ^0 w: q0 D/ L; r' t3 q* C% {4 x这里面有大量基础工作,他非常费劲。但是,很容易解决有无问题。山东盛瑞,他们就是一个大学老师, 带几个学生,就解决了有无问题 ,但是后面其他问题,一概无法解决,只能依赖大量工程经验,大量人力物力去解决。
8 H; |/ ]* a, Z' C2 B2 J! n5 ]9 U这一部分总结就是:做个60分的是很容易的, 做个70分的马马虎虎,做个80分你就要投入数倍精力,到95分,就要指数级上升,做到100分,地球无法承担成本。
3 t: h3 Q9 {! U) D9 J2 D2.7:聪明?没人能猜到这个驾驶员怎么想,甚至包括驾驶员自己。
* }+ }) V2 U+ s8 [3 C2.7.1 人的脚不随心动* y* O1 R; W. L- _
人的脚会抖动,踩50%,他可能是45-55%,这需要防抖。脚不抖,但是存在脚是连续变化的,从20-逐渐到70,后面又慢慢回落到了15。这是真实的人脚,他可能并不反应驾驶员的大脑,就这,还要变速箱聪明。
' B/ N, o# n6 `7 O# P3 ^& e2.7.2 假设脚是跟完全跟随大脑的
2 |6 E$ q q+ x% M d r5 o% L2 l6 O好好的加速,20%油门,30%,这是正常的。 * R# d# X3 H! F
结果,20%油门好好的,一脚70%,驾驶员是要急加速啊,6挡直接 准备降低2挡,好好干一场。结果,变速箱还没干呢 ,驾驶员 从70%到了10%,留下变速箱懵逼中,换还是不换?不换了。结果,卡,一脚又干到70%。变速箱彻底傻逼。
: H4 {: [9 @8 H" d这个时候,变速箱基本是宕机中。感受差极了。你们去4s店试试,猛踩0.3s,如果他正常,你猛踩0.5s再松,多试,一定可以把变速箱干傻。(实际工况就是,你打算超车,超一半,发现对面来个车,放弃,结果他过去了,你再超,变速箱傻了。)6 {+ Z; J% n l
2.8:发动机不是理想机啊,他是有很多缺点的。0 Z: q' ?9 ~4 E9 l4 J
驾驶员油门踩了,我变速箱收到了,该换挡了。但是,需求归需求啊,油门踩的是50%,要200nm,但是,发动机反应多久,这是发动机的事情。对发动机我都要求30毫秒,实际很难有发动机达到的,那就需要双方协调。再说驾驶员160-200,考虑过变速箱感受吗?变速箱中间还要你配合我换挡,我先请求180nm呢?
) ~! x" H* v% }我们遇到过上海某公司 ,变速箱只管请求,他晃晃悠悠,居然熄火了,这是我们变速箱的事情吗?不熄火,不是发动机自己该管理的吗,这就是真实的发动机。 ?! r! a3 g% G. B& P4 z( K
2.9:没人能挡住你乱跑
6 w& y6 L' B- i' i$ A+ N# E7 Y2 v, B驾驶员开车跑高原,缺氧了(同样油门,扭矩变小了);你跑黑河,机油粘度大了;你又跑吐鲁番,变速箱要过热了,这都是事。! l7 B; \& R# U- `# J. m
这都是变速箱匹配的部分内容。也就是换挡质量。, K/ j, g8 v1 P# T* H' \& f( y) ]& v
新的曙光:混动
0 w6 S! Z: a v* X混动不要太爽,以前,只能用发动机扭矩,现在你有发动机+电机了
: L8 D! M4 B$ Y# N. d先说串联混动,华为塞力斯,理想one,这玩意很简单,就一个电机,没什么配合的,电机特性特别好,就是平顺,响应超快,虽然不省油。
, o3 f- z$ ^# J1 N* t( k& ]9 R3 ?并联混动,那太爽了,客户请求多少扭矩,变速箱传递多少,以前是需要和发动机配合的,现在呢?
+ H# a. a6 [. Z. n( k" J: @发动机响应慢, 先调用电机就完了,例如你发动机,800ms响应,我就先让电机上,电机先上, 然后扭矩伴随发动机扭矩到来,有序退出,注意是有序退出。反正只要2个加起来,是客户需要的就行。这是理论上的无敌平顺,响应时间,100ms内(驾驶员感受不到)。% j3 T& `5 P8 ]8 `! q# A
电机,是最好的救火队长。8 u# {1 t k' K$ N, S+ k
并且, 有些公司的混动,他是多个电机的,有一家自主品牌,他们是1个发动机+2个驱动电机(一个电机可以发电,居然还能驱动), 我不光可以调用3者,我还可以考虑,这个时候,电机1加入,是不是最佳状态,如果不是,我用电机2上,或者我让老大老二一起上。(电机也存在转速,效率问题) X% N5 c. Q. p3 G+ b4 }) A6 K# q* e
如果四驱的话,那就是3个电机+1个发动机,4个手下,随便玩。这是工程师发挥智力的好机会。
. o. {( Q4 v1 S, Q* r总结:重点看2.1-2.9,这是车评人看到的换挡质量。
+ [3 d$ m! r1 `* y1 O& K我如果创业搞车评,估计会优先开发设备,汽车动力和油门响应测试,让所有人,一目了然,看清车评人所说的那些专业名词。8 |- }% B$ o q& x8 K9 Y7 O! r$ ]4 Z, X; q
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2022/1/25补充
4 l% w& L/ H; k8 {0 V0 p) ^<hr/>DCT、AT、CVT哪个好?
6 w& e1 B! R" L* Q& ~, D* z+ J完全看企业,看车型, 不是看变速箱类型。
7 A7 q& S2 I0 E) ^1 c- I8 Y9 h4 w4 @4 ^! Y: i4 \% a, r
2022/2月补充
8 n: `/ u! G8 O5 r) F<hr/>理想汽车的李想,是个超级牛B的人物,是所有工程师学习的对象,他是当今汽车界, 几乎最优秀的产品经理。如何利用自己三流, 四流的技术资源,还能弄出一台卖一流的价格的产品,这是值得学习的。上兵伐谋,什么原点思维,都是说的李想。
* V- h8 N# z3 @: N
8 x Y& a$ F; X. J I- Y9 k' k, A其他回复
* g4 `1 o' u+ b d2 k) Q中国造不出世界主流水平的汽车发动机吗? |