立足中國，放眼未來
沈陽越士達(dá)汽車無級(jí)變速器有限公司 程越 程乃士
2009年對(duì)中國汽車行業(yè)而言，是一個(gè)充滿了矛盾的年份。
這一年，中國已經(jīng)穩(wěn)拿世界汽車產(chǎn)銷量的冠軍;但在這個(gè)輝煌的背后，我們汽車產(chǎn)業(yè)的命脈卻仍然牢牢掌握在他人手中。
這一年，各地的新能源汽車研發(fā)如火如荼;但熱情淡去，是我們?cè)谥辽?0年內(nèi)依然無法擺脫對(duì)石油及天然氣作為汽車主要能源的依賴性的無奈。
這一年，已經(jīng)是貫徹國家建立創(chuàng)新型社會(huì)政策的第三年，但在汽車產(chǎn)業(yè)一片拔苗助長的熱浪中，是我們真正自主創(chuàng)新知識(shí)產(chǎn)權(quán)仍然的尷尬與窘迫。
這些矛盾，是中國汽車產(chǎn)業(yè)改革開放30年來的積淀。我們從這30年的歷程中能清晰地看到兩點(diǎn)：
- 一個(gè)民族，只有自立，才能自強(qiáng);
- 自主創(chuàng)新，比資金、市場、技術(shù)和管理更重要的，是骨氣。
1. 自動(dòng)變速箱在各細(xì)分市場應(yīng)用狀況
自動(dòng)變速箱的在汽車行業(yè)中的應(yīng)用，在德國的市場中有一個(gè)相對(duì)比較全面的反映。美國日本由于各自的歷史發(fā)展與業(yè)已建立的產(chǎn)能結(jié)構(gòu)，堅(jiān)持其AT與CVT技術(shù)，對(duì)于國產(chǎn)自動(dòng)變速箱產(chǎn)業(yè)仍為空白的中國沒有太大的借鑒意義。雖然歐洲由于市場慣性其主流依然是手動(dòng)變速箱(MT)，但德國廠商追求技術(shù)進(jìn)步的特點(diǎn)使各類自動(dòng)變速器都有充分的發(fā)展。下表顯示了2009年德國新上市的代表車型中自動(dòng)變速器的應(yīng)用狀況(數(shù)據(jù)來源：各公司官方網(wǎng)站)。
生產(chǎn)廠A級(jí)B級(jí)C級(jí)D級(jí)跑車SUV
奧迪A3A4A6A8TTQ7
6速ATCVTCVT
6速ATCVT
6速AT6速濕式DCT
6速AT6速AT
大眾高爾夫捷達(dá)帕薩特輝騰蘭博基尼途銳
7速干式DCT6速濕式DCT
7速干式DCT6速濕式DCT
7速干式DCT6速AT無自動(dòng)變速6速AT
奔馳ACESSLKM
CVT5速AT
7速AT5速AT
7速AT7速AT7速AT7速AT
寶馬1系/mini3系5系7系MX5
CVT
6速AT6速AT6速AT6速AT6速濕式DCT6速AT
過濾掉對(duì)中國市場借鑒意義不大的D級(jí)車、跑車和SUV后如下表所示：
2009年車型A級(jí)B級(jí)C級(jí)
奧迪ATCVTCVT
AT
大眾干式DCT濕式DCT
干式DCT濕式DCT
干式DCT
奔馳CVT
ATATAT
寶馬CVT
ATATAT
其中大眾公司全線采用了DCT，因?yàn)榇蟊娤Ｍ懿捎靡环N自動(dòng)變速器技術(shù)覆蓋其全線產(chǎn)品。但在應(yīng)用中仍然無法對(duì)效率和傳遞能力取得平衡，所以仍采用干式(LuK公司產(chǎn)品)與濕式(博格華納公司產(chǎn)品)DCT路線并行的策略。這點(diǎn)可以由下表清晰地看出。
發(fā)動(dòng)機(jī)變速器百公里油耗(NEDC)
77kw 250Nm 柴油7速干式DCT5.3升
77kw 250Nm 柴油5速手動(dòng)5.2升
125kw 350Nm 柴油6速濕式DCT5.7升
125kw 350Nm 柴油5速手動(dòng)5.4升
奧迪公司由于母公司大眾公司的原因逐漸引入DCT，但依然堅(jiān)持自己和LuK公司共同研發(fā)多年的CVT技術(shù)，但在成本壓力下，將不可避免地更多地與大眾公司與保時(shí)捷公司共用開發(fā)平臺(tái)，可預(yù)見的是DCT將越來越多地出現(xiàn)在奧迪的產(chǎn)品線中。
由于主要的變速器供應(yīng)商ZF公司仍沒有全面接受DCT技術(shù)以及對(duì)DCT的成本仍存有疑慮，寶馬公司只在其高端跑車M系列中應(yīng)用了DCT技術(shù)，在其主要產(chǎn)品系列中仍然采用了改進(jìn)過的傳統(tǒng)AT技術(shù)。在小型車MINI系列中，尤其是在日本市場，采用了CVT技術(shù)。
奔馳公司是德國車廠中唯一一家拒絕DCT技術(shù)的公司。雖有消息奔馳也在考察DCT技術(shù)，但現(xiàn)有產(chǎn)品中，除了主打家用的A級(jí)和B級(jí)車部分應(yīng)用CVT技術(shù)外，奔馳全線采用了其自主開發(fā)制造的AT。
單以技術(shù)特性而言，全球市場仍然大致遵循著“小排量車 CVT，大排量車 DCT”的規(guī)律，AT由于其歷史地位及技術(shù)成熟度，在各種車型上都有應(yīng)用。值得注意的是，CVT由于傳動(dòng)鏈的應(yīng)用，以及CVT推式鋼帶(國內(nèi)又稱金屬帶)的進(jìn)一步開優(yōu)化，CVT開始應(yīng)用在大排量車上，如奧迪的A6及日產(chǎn)的天籟。而DCT也通過干式雙離合器向小排量車方向發(fā)展，但成本仍是DCT進(jìn)入中低檔車的巨大障礙。
2. 自動(dòng)變速器技術(shù)前沿動(dòng)態(tài)
自動(dòng)變速器近年來適應(yīng)世界能源緊張的局面，發(fā)展潮流為提高效率、可靠性和更好地適應(yīng)混合動(dòng)力的需要，而這些潮流都漸漸指向了一個(gè)技術(shù)解決方案：機(jī)械電子控制。
LuK公司開發(fā)出機(jī)械電子控制的干式雙離合器，將濕式DCT的效率提高了5-10%。雖然由于散熱問題無法應(yīng)用在大扭矩(普遍認(rèn)為干式DCT在轎車上應(yīng)用的扭矩上限為250Nm)的車型上，但也讓自動(dòng)變速器行業(yè)看到了機(jī)械電子控制的廣闊前景。
已經(jīng)有公司宣稱開發(fā)出機(jī)械電子控制的AT，但由于其執(zhí)行機(jī)構(gòu)繁瑣，相信這項(xiàng)技術(shù)將在成本及可靠性上遇到較多的障礙。
沈陽越士達(dá)公司也已開發(fā)出機(jī)械電子控制的CVT技術(shù)，由于CVT所需執(zhí)行機(jī)構(gòu)是各種自動(dòng)變速器中最簡單的，其成本無論是相比于其他形式的機(jī)械電子控制自動(dòng)變速器還是電子液壓控制的CVT都將大大降低，而整機(jī)效率據(jù)試驗(yàn)測定與電子液壓控制的CVT相比提高了10-15%。而且由于不需要發(fā)動(dòng)后建立液壓系統(tǒng)壓力的時(shí)間，這項(xiàng)技術(shù)將更加適用于輕度混合動(dòng)力Start-Stop-系統(tǒng)。
為了適應(yīng)Start-Stop-系統(tǒng)，國外也為AT開發(fā)出了壓力存儲(chǔ)系統(tǒng)(據(jù)ZF消息)，以便在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)液壓系統(tǒng)能夠更快地建立系統(tǒng)壓力;或采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵方案(LuK)，但這兩個(gè)方案更加重了AT的成本壓力。
3. 創(chuàng)新能力的兩個(gè)軟因素：戰(zhàn)略性技術(shù)冗余，市場的寬容
創(chuàng)新性技術(shù)由于各種條件的限制，真正的突破會(huì)經(jīng)歷較長和反復(fù)的過程。下圖以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)在轎車上的應(yīng)用簡要說明了其核心技術(shù)的發(fā)展過程：
1893
•
1897
•
1977
第一份專利
樣機(jī)試制成功
•
1905
發(fā)明渦輪增壓
1933
•
標(biāo)致試制失敗
1937
•
奔馳柴油車量產(chǎn)
1976
提出高壓共軌
•
高壓共軌系統(tǒng)量產(chǎn)
•
1995
轎車渦輪增壓系統(tǒng)量產(chǎn)
圖1：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在轎車上應(yīng)用的過程簡介
DCT技術(shù)的發(fā)展過程也經(jīng)歷了比較長的時(shí)間：
1939
1969
第一份專利
保時(shí)捷開始PDK(DCT)項(xiàng)目
80年代
保時(shí)捷PDK技術(shù)應(yīng)用在賽車上，但雙離合器存在技術(shù)缺陷，無法量產(chǎn)
90年代
博格華納開發(fā)出雙離合器技術(shù)
2003
大眾DSG量產(chǎn)
圖2：DCT技術(shù)的發(fā)展簡介
典型技術(shù)生命周期
制造/設(shè)計(jì)不過關(guān)
制造/設(shè)計(jì)技術(shù)突破
市場還未成熟
市場成熟
競爭性產(chǎn)品進(jìn)入
技術(shù)改進(jìn)
替代性技術(shù)進(jìn)入
市場要求變化
圖3：技術(shù)產(chǎn)品的典型生命周期
從圖3可以看出，一個(gè)產(chǎn)品以及一項(xiàng)技術(shù)，它的發(fā)展多半是根據(jù)外部市場的變化以及技術(shù)自身發(fā)展的成熟度而呈波浪式地前進(jìn)。根據(jù)某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的狀況去判斷一項(xiàng)技術(shù)處于生命周期中哪個(gè)階段極為困難。作為一個(gè)成熟的企業(yè)、行業(yè)以及國家的科技戰(zhàn)略，應(yīng)該對(duì)一些暫時(shí)不成熟的，或是已經(jīng)非常成熟的技術(shù)做一些戰(zhàn)略性的技術(shù)儲(chǔ)備，但具體的機(jī)制需要作全面的考慮。
在一項(xiàng)技術(shù)成熟的過程中，企業(yè)、行業(yè)和國家的投入起著關(guān)鍵性的作用。但市場和社會(huì)對(duì)新技術(shù)的寬容和接納，也對(duì)技術(shù)乃至產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力和持續(xù)發(fā)展能力起決定性的影響。
具體到創(chuàng)新能力建設(shè)，我有如下幾點(diǎn)看法：
- 在客觀、深入和全面分析的基礎(chǔ)上，一個(gè)百花齊放百家爭鳴的局面是創(chuàng)新性技術(shù)成長的最好的搖籃，但應(yīng)形成一個(gè)能促進(jìn)良性競爭和合作的有效機(jī)制
- 制訂產(chǎn)業(yè)政策時(shí)，要同時(shí)注意研發(fā)、生產(chǎn)、管理與金融體系的配套，否則無法形成一個(gè)有生命力和持續(xù)發(fā)展能力的行業(yè)
- 應(yīng)注意行業(yè)研發(fā)能力及人才的培養(yǎng)和交流機(jī)制的建立
- 對(duì)新技術(shù)研發(fā)的扶持應(yīng)考慮市場接納階段，通過政策、金融以及保險(xiǎn)制度加速技術(shù)的成熟期與市場的接納期
4. 電動(dòng)汽車的自動(dòng)變速器技術(shù)路線
為了保證電池的安全性和壽命、整車的加速性能、降低電池成本以及延長續(xù)航里程，自動(dòng)變速箱仍然是全尺寸電動(dòng)車上不可或缺的動(dòng)力傳遞系統(tǒng)。
由于電動(dòng)機(jī)的起步性能較好，所以在動(dòng)力傳遞中無需離合器，這樣DCT和AMT在電動(dòng)車中的應(yīng)用就有較大的成本劣勢(shì)。技術(shù)上可行的是AT與CVT。此兩項(xiàng)技術(shù)的對(duì)比：
- 整機(jī)效率：由于行星輪系的效率較低，CVT將占一定的優(yōu)勢(shì)，尤其是機(jī)械電子控制CVT避免了液壓系統(tǒng)損耗，將進(jìn)一步擴(kuò)大CVT的優(yōu)勢(shì);
- 成本：雖然AT有其歷史形成的規(guī)模成本優(yōu)勢(shì)，但其維護(hù)成本較CVT高，而且由于機(jī)械電子控制的CVT技術(shù)的推出，將在成本上對(duì)AT形成較大沖擊;而且對(duì)于不同車型的匹配，以CVT最為靈活(AT各速比固定，CVT與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的匹配由軟件完成);
- 可靠性應(yīng)以結(jié)構(gòu)簡單的CVT為高;
- 電動(dòng)機(jī)較好的起步性能導(dǎo)致液壓系統(tǒng)需要一套獨(dú)立于輸入軸轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，比如由獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵，這樣引起的能量損耗和成本上升都是此類系統(tǒng)應(yīng)用的巨大障礙。
據(jù)此分析，機(jī)械電子控制的CVT技術(shù)將成為電動(dòng)車用自動(dòng)變速器的較優(yōu)的技術(shù)方案。
5.適于中國市場的自動(dòng)變速總成方案簡析
自動(dòng)變速箱產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的分析應(yīng)該從中國市場中期要求和技術(shù)長期發(fā)展趨勢(shì)出發(fā)，保證整個(gè)產(chǎn)業(yè)快速、穩(wěn)定、持續(xù)地發(fā)展。
- 市場中期要求：
中國汽車產(chǎn)業(yè)在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)的主要市場將是發(fā)展中國家的經(jīng)濟(jì)型轎車和商用車市場。中國國內(nèi)市場的未來增長點(diǎn)將是二三線城市及農(nóng)村市場。
這些市場對(duì)變速器的主要要求仍然是經(jīng)濟(jì)性，包括一次購置成本、使用成本(節(jié)能性)和維護(hù)成本(可靠性、易維護(hù)性及維護(hù)成本)。舒適性要求雖然是次要要求，但在市場中期發(fā)展而言，也是不容忽視的競爭力因素。
從主要市場的中期要求看，不需要考慮的是回收成本及過高的動(dòng)力性要求。
- 技術(shù)長期發(fā)展趨勢(shì)
石油資源雖然比較緊張，但不斷新發(fā)現(xiàn)的石油儲(chǔ)量還可以支持世界石油消費(fèi)較長時(shí)間。天然氣由于其資源的豐富和技術(shù)的簡易性將成為汽車重要的替代能源。其他形式的生物燃料由于資源的限制不會(huì)被大規(guī)模地推廣。氫動(dòng)力由于其燃燒及存貯技術(shù)的復(fù)雜性、安全性以及管網(wǎng)的成本也較難推廣。
混合動(dòng)力汽車在城市交通稠密的地區(qū)有著較好的經(jīng)濟(jì)性與節(jié)能效果。但由于電池技術(shù)的限制、技術(shù)的復(fù)雜性以及經(jīng)濟(jì)性，我認(rèn)為適合中國國情的是輕度和中度混合動(dòng)力技術(shù)，重度混動(dòng)將直接面臨電動(dòng)汽車的競爭，尤其在人口稠密及城間交通較發(fā)達(dá)的市場。
電動(dòng)汽車由于其技術(shù)明顯的優(yōu)勢(shì)，在關(guān)鍵技術(shù)突破和成熟后，將迅速增長。但對(duì)其安全性(過熱及爆炸的可能性、失火后滅火的困難及碰撞安全性等)、經(jīng)濟(jì)性(電池一次性成本、電池組壽命、回收成本等)、環(huán)保性(二氧化碳排放量要按區(qū)域電網(wǎng)的能源構(gòu)成評(píng)估)以及對(duì)鋰儲(chǔ)量的考慮，都將影響電動(dòng)汽車的推廣。
燃料電池技術(shù)普遍認(rèn)為在15年內(nèi)不會(huì)產(chǎn)業(yè)化。但不能排除其技術(shù)突破的可能性。
綜上所述，未來汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展必將是以汽油、柴油、天然氣及電力驅(qū)動(dòng)并存的局面，具體市場份額將由區(qū)域資源配置決定。
變速器發(fā)展戰(zhàn)略應(yīng)該涵蓋這幾大領(lǐng)域。
- 分析
以市場而言，中國未來自動(dòng)變速器的發(fā)展方向應(yīng)以機(jī)械電子控制的CVT和AMT為主，分別針對(duì)經(jīng)濟(jì)性轎車、電動(dòng)汽車(CVT)以及商用車(AMT)，以DCT及AT為輔，如果市場能接納DCT的成本和AT的效率的話。
中國短期內(nèi)能真正形成自主核心技術(shù)，中期能形成規(guī)模產(chǎn)能的將是CVT及AMT。
以上為對(duì)自動(dòng)變速器發(fā)展方向的一些看法，一家之言，不免偏頗。不當(dāng)之處，望各位同仁指正。