擋位從來不嫌多 福特10AT變速箱詳解

● 10AT厲害性能表現(xiàn)

為何叫10R80？

　　這款變速箱有意思的是，兩家主機(jī)廠都將這款變速箱命名代號為10R80。其中“10”代表著有10個前進(jìn)擋位，“R”為縱置平臺的后驅(qū)或四輪驅(qū)動，“80”則是代表著可承受最大的輸入轉(zhuǎn)矩為800N·m。

10R80體積很長很大？

　　10擋自動變速箱至今為止聽起來也是蠻嚇人的，比6擋自動變速多了4個檔位，但卻重量只增加了約4磅，約合1.81kg；長度尺寸增加了一英寸，約合25.4毫米。整體結(jié)構(gòu)非常緊湊。整體尺寸幾乎等同ZF采埃孚的8AT。

　　10擋自動變速箱重量并沒有大幅度增加，更多是因為整個外形都采用了鋁合金材質(zhì)，整體鐘式鋁合金外殼有助于減輕重量并增強(qiáng)剛度，甚至連變速箱的支架都采用鋁合金材質(zhì)。整體變速箱并沒有鑄鐵零件。因此10R80的重量約為106kg。

　　其實10R80并沒有因為擋位的增加而增大尺寸更有利于已有車輛的安裝匹配。無需重新設(shè)計變速箱的布置，最大限度地減少車輛接口的變化，可以滿足絕大多數(shù)車型。

7.34齒比范圍并不最廣

　　10擋自動變速箱顧名思義有著10個前進(jìn)擋和一個倒檔。其中前六個擋位是減速傳動比，第七擋位直接擋，八至十擋為超速擋。第一擋傳動比為4.70:1，而第十擋傳動比則為0.64:1，所以整體齒比范圍為7.34。相比ZF采埃孚的橫置9AT齒比范圍9.819、ZF縱置8AT的7.8、奔馳9G齒比范圍9.16，10R80整體齒比范圍并不算寬廣。福特認(rèn)為齒比范圍過高更加不利于加速性能和拖拽性能，因而設(shè)定齒比不超過7.4。

　　10R80并不是特別寬廣的齒比范圍，因而各個擋位之間的傳動比設(shè)定相當(dāng)接近。10R80在換擋期間轉(zhuǎn)速下降只有20%，比保時捷7擋PDK的25%轉(zhuǎn)速下降和ZF 8AT轉(zhuǎn)速下降25%都要更小。這意味著在全油門加速時，發(fā)動機(jī)基本上保持在最佳扭矩輸出。

　　第十擋的傳動比為0.636，相比與通用的8AT的最高檔傳動比0.65并沒有下降太多，但也對高速行駛時有效降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。10R80變速箱第九擋的為0.689，與最高擋傳動比相差僅為8%，因而10擋降9擋幾乎感覺不到頓挫。福特F-150 Raptor在約104km/h時便自動掛上第10擋，同時也只有在輕載時才可上第10擋。當(dāng)車輛重載/拖拽或者處于運動模式下，車輛最高只能升至第9擋，如此有助于車輛發(fā)揮更大的動力。

　　其實10個擋位真的有點多。日常駕駛變速箱甚少采用逐擋升降，在節(jié)氣門部分開啟的加速中，通常采用跳擋的方式，如從起步第1擋跳轉(zhuǎn)至第3擋，然后第5擋，緊接著到超速或直接傳動比齒輪，6、7、8擋。同時降擋也采用相同的邏輯，可以從第10擋一下子跳轉(zhuǎn)至第8擋，再到第5擋、第3擋、第1擋。

　　實際上10R80變速箱只有三種情況下采用逐級升擋。第一種情況是全油門時，通過變速箱緊密的傳動比讓發(fā)動機(jī)時刻保持最大功率輸出，第二種情況是非常輕的節(jié)氣門開度時，基本是美國EPA燃油經(jīng)濟(jì)性測試時才會出現(xiàn)。第三種則是手動換擋。

　　福特F-150 Raptor的10R80變速箱有著三種換擋模式，拖車、運動和正常模式。每一種模式都會有特定換擋時機(jī)和頻率，以適應(yīng)不同的駕駛行為。日常駕駛10R80可將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制在2000rpm之內(nèi)。即便車速在120km/h時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速也不到2000rpm。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有變得過于復(fù)雜

　　擋位多了結(jié)構(gòu)一定就復(fù)雜？然而并不是，10R80擁有4組行星齒輪組，即組合出10種傳動比，ZF 8HP和GM 8L變速箱同樣也采用了4組行星齒輪組結(jié)構(gòu)。10R80采用6個執(zhí)行器，其中是2個制動器和4個離合器。相比ZF 8HP和GM 8L變速箱的5個執(zhí)行器，10R80僅僅多了一個離合器。

　　實質(zhì)上10R80與ZF 8HP有著非常相似的設(shè)計，甚至連第一檔的動力流都一樣。這是因為2個制動器（A和B）嵌套在一起，同時第一、二以及四行星齒輪組布局都非常類似。正是因為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的嵌套設(shè)計，10R80整體尺寸以及控制復(fù)雜程度并沒有8AT來得要大和困難。所有鄰近的擋位切換，只需要一個執(zhí)行器打開，另一個執(zhí)行器關(guān)閉，實現(xiàn)快速換擋。正因為如此，通用科邁羅ZL1換擋速度超越了保時捷911的7擋PDK。

　　為了提高燃油效率，10R80配備了可變排量的油泵，根據(jù)轉(zhuǎn)速以及負(fù)載來調(diào)節(jié)供油壓力。10R80更低粘度的變速箱油，變速箱油要求粘度為4.5厘泊，進(jìn)一步減少變速箱內(nèi)機(jī)械摩擦和油泵的工作量。為了迎合啟停功能，電動油泵可在發(fā)動機(jī)熄滅時對變速箱內(nèi)部進(jìn)行冷卻，同時儲液罐可更快啟動車輛。為了延長變速箱壽命，10R80內(nèi)部布置了兩級高效濾清器，過濾變速箱油的雜質(zhì)。這樣一來更換變速箱油的費用將會大幅度提升。

　　除了采用可變排量油泵和低粘度變速箱油外，采用滾針軸承代替平止推墊圈，甚至采用微小彈簧來分開多片離合器，以減少離合器之間的阻力。

　　與此同時液力變矩器設(shè)計的更加薄，直徑更大，其直徑達(dá)到260mm，并具有鎖止離合器。它還使用電子控制容量離合器（ECCC）技術(shù)，在換檔期間可調(diào)節(jié)滑動量來抑制發(fā)動機(jī)振動，以用于更平穩(wěn)的運行傳遞動力。

　　通過如此眾多措施，福特估計10R80變速箱相比福特6擋自動變速箱可降低3-4%的油耗。整體推測較為保守。實際上，2017款的F-150相比2016款燃油經(jīng)濟(jì)性有著不少了提升，油耗降低了5%-11%。

● 總結(jié)

　　福特和通用聯(lián)合開發(fā)10AT無疑給美系車打了一支強(qiáng)心針，今后通用乃至福特旗下的車型不在被人詬病。10AT的確很先進(jìn)，齒比也是相當(dāng)密集，同時最高檔的傳動比也較低，整體有效提升燃油經(jīng)濟(jì)性。兩家的10AT硬件一致，內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有過于復(fù)雜，同時可根據(jù)不同車型調(diào)性，通過軟件程序的設(shè)定調(diào)校換擋邏輯，以滿足絕大多數(shù)車型。至于可靠耐用性上，只能交給時間去解答。青山就知道前端時間福特F-150就因10AT變速箱故障問題而停產(chǎn)一段時間。（圖/文/攝：太平洋汽車網(wǎng) 賴達(dá)聰 青山三劍客）

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