私家车自动挡省油还是手动挡省油啊?
在乘用车领域,现如今的自动挡车要比手动挡车更省油。
当然这要建立在同样的车型之上,比如飞度手动版本、自动版本,比如日产轩逸手动版本、自动版本。
但凡一款车同时拥有自动、手动版本,那么我们就能发现自动版本总是比手动版本的油耗低。
自动挡车油耗高已经成为过去式。
现如今手动变速箱的唯一优势在于拥有较高的传动效率,这个优势从几十年前到现如今从未改变过。
在传动效率方面手动变速箱依然强势压制AT、CVT,但近些年来逐渐普及的双离合变速箱则一改自动变速箱传动效率低的颓势,因为双离合是用齿轮传动、摩擦片(离合器)作为动力耦合装置。
所以双离合变速箱在传动原理、机械结构上更接近手动变速器,所以一些干式双离合的传动效率要比手动变速器更高。
AT变速箱由于液力传动的原因,注定了液力鼓非锁止状态下传动效率很低。
而CVT同时应用了液力传动(液力鼓)、摩擦传动(钢带),所以传动效率最低,即便液力变矩器锁止时CVT传动效率也不高。
对于一台变速箱而言,传动效率的高低是非常重要的维度,但并不是全部。
很多朋友判断哪种变速箱更省油的方式很简单,就是通过比对传动效率来判断谁更省油。
如此一来手动变速箱在很多朋友眼里就一直是最省油的变速箱没有之一、也没有对手。
可决定一台变速箱是否省油的关键并不是只依靠传动效率。
变速箱影响油耗的其它因素实际上误区就出在这个传动效率上,很多车友认为只要传动效率高就一定省油。
按照这种逻辑去分析,传动效率普遍在70%出头的CVT变速箱怎么会最省油呢?
要知道它的传动效率可是比手动变速箱足足低了20%以上甚至更高(手动变速箱传动效率普遍在90%以上)。
那么还有哪些因素在影响汽车的油耗呢?
除了传动效率之外,影响汽车油耗的因素还有变速器的传动比范围、发动机自损耗、变速箱换挡逻辑所直接导致对换挡时机的精确掌握。
为什么良好的驾驶习惯可以让手动变速箱发挥得更好?
原因就在于对换挡时机的掌控,换挡时机不合理会导致手动变速器的油耗更高。
在这当面过去的自动变速器表现得很愚蠢,说到底自动变速箱的换挡逻辑其实就是在模拟手动变速箱。
为什么现如今的自动变速箱更省油实际上自动变速箱费油的观念从几十年前就已经被形成,这种观念没错、至少在很多年前没错。
评价一款变速箱是否省油主要看四点,其一传动比范围、其二传动效率、其三换挡逻辑、其四对发动机效率的维持。
很多年前的自动变速器在这四个层面都处于绝对的劣势。
传动效率低,因为挡位少所以传动比范围低,换挡逻辑不智能导致没办法做到精确换挡,档位少导致很难让发动机保持最高效区间运行。
所以昔日的自动变速器是高油耗、不耐用的代名词。
这种说法是正确的,因为过去的自动变速箱的确费油。
但重点是随着技术的不断提升,今时今日的自动变速器对比过去已大幅度提高,比如档位数、液力鼓锁止范围的提高,比如控制逻辑越发精准等等,这些优势使得如今的自动变速器获得了比手动变速器更理想的燃油经济性,而手动变速器这么多年来也有进步,但燃油经济性的提高仅为3%-5%,而自动变速器燃油经济性的提高已达到25%-28%。
自动变速箱传动比范围的不断放大什么叫变速箱的传动比范围?
实际上传动比范围=最低挡位齿轮比/最高挡位齿轮比,这个数值越大,越能保证车子在高速巡航时获得更低的发动机转速。
很多朋友总问高速巡航时发动机转速越低是否代表发动机的性能更好?
严谨的说时速、转速的对应更多是变速箱在发挥作用。
比如本田思域用的是1.5L发动机,120km时CVT版本2300转,而手动版本则3800转。
我们可以进行下对比,上图是一款6速手动变速箱,它的传动比范围=4.3/0.7=6.1。
而下图采埃孚9AT传动比范围=4.7/0.48=9.8,可以看到采埃孚9速在传动比范围方面比6速手动高了接近40%。
好处就在于保持车辆巡航时发动机转速会压得更低,为什么现如今的自动变速器都在不断增加挡位?
是为了增大传动比范围。
而另一方面则是在不断的模拟CVT变速器的“无级传动”。
自动变速器拥有更多挡位的优势,使得低速挡位可以获得更大的传动比,使得起步、提速、爬坡的工况变得更加轻松。
而在高档位区间又可以实现更低的传动比,使得高速巡航时获得更低的发动机转速,从而减少摩擦功损耗获得较高的燃油经济性。
这里面所牵扯的知识点就是各挡位之间的落差,一款变速箱挡与挡之间的落差如果过大,那么换挡后所产生的转速差必然过大,无论是降挡还是升挡,过大的齿轮比落差都会造成很难受的感觉(后坠或前窜)。
所以挡位个数少自然没办法将最高、最低挡位的落差做得太大。
而从另一个角度去思考则是手动变速器采用定轴(平行轴)齿轮机构,导致零部件的重复利用率太低,如果手动变速器(或双离合)做到10个挡位,那占用的空间太大,其次人工操作多个挡位难度也是一个方面。
所以手动变速器或将止步于6速,一些运动品牌如保时捷倒是提供7速手动变速箱但需要定制。
而双离合变速器则或将止步于8速。
换挡逻辑的不断提高什么是换挡逻辑?
实际上就是最精确的换挡时机,比如家用代步车1700-2200转之间能做到理想的燃油经济性及比较充足的动力确保提速。
过去自动变速箱在这方面的控制非常不理想,升挡时升不上去,这样一来就会导致升挡转速被拉高,频繁的高转速升挡自然会导致油耗上升。
而另一方面降挡时又降不下来,迫使提速过程以较高的挡位去完成最终导致发动机扭矩负荷过高,频繁进行燃油加浓。
所以这两个方面对自动变速器油耗的影响非常之大,而现如今则是另外一番景象,电控逻辑越来越精准,当然这也是油耗、排放规则所迫,所以现如今的自动变速器在换挡逻辑方面比人工换挡更精确,即便驾驶者是位经验丰富的老司机,但人脑、肌肉记忆、本能终究比不过电脑。
人工智能、自动化在很多领域都超过了人工,真没有要区分高低的意思,只是实话实说、大势所趋。
更多的挡位更容易保持发动机在高效区间运行在很多车友的认知中,往往会把变速箱作为单独个体去分析,比如盯着变速箱的传动效率不放,用传动效率的高低去判定汽车油耗的高低。
实际上这是一种误区,传动系统对油耗的影响占比很低(传动系统泛指变速机构)。
如上图所示汽车发动机所造成的能量损耗占大头、高达81%(理想工况下损耗降低至74%),而变速箱所造成的能量损耗非常低,仅为5%-6%之间。
所以变速箱对油耗的影响与发动机自损耗所造成的油耗影响相对比,变速器所能起到的作用太低、太低。
所以如今变速器的开发理念已经逐渐脱离于一个单纯的调速装置,而逐渐衍变成一个维持发动机保持高效区间运行的辅助工具,只要把发动机自损耗降低一定比例,那么说获得的收益远不是增大传动效率所能比拟的。
所以对于当今的动力总成而言,更高的传动效率对油耗的影响其实并不多。
在更大范围内保证内燃机能以较高效率运行所获的的收益远比高传动效率带来的收益高得多。
在这方面CVT变速器具有先天的绝对优势,这就涉及到“无级传动”的理念,任何变速器都应以无级传动作为最终目标。
所以现在的AT变速器不断增加挡位,除了不断放大传动比范围之外,最主要的就是为了更加接近无级传动,这实际上也是AT向CVT的理念靠拢,只是困难重重,无级传动看着简单可实现起来却难于登天。
如上图所示发动机与变速箱最优燃油经济性匹配图,这幅图实际上已经将发动机与传动系统视作一个整体。
所谓最优燃油经济性工况,可以看作是等燃料线(实线)与等功率线(虚线)的切点,也就是图中黑点所标记的位置。
但这些最优燃油经济性点,对于有挡位变速器而言很难实现,这就是无级传动的难点。
挡位少根本找不到最佳匹配点,而且会离得很远。
举一个简单的例子,某车以100千米时速匀速行驶,变速器保持6挡此时转速2000转左右,发动机负荷35%,如果同样的车速用5挡跑,机器转速2400转左右、负荷30%。
但最优燃油经济性工况为转速2200、发动机负荷33%,这时候怎么办,这时该怎么办?
所谓发动机最佳燃油经济性工况实际上就是在不同车速下发动机负荷与转速之间达到理想的平衡状态。
6挡:2000转、负荷35%5挡: 2400转、负荷30%理想状态:2200转、负荷33%实际上对于上面例子中的6速箱子而言,永远都达不到理想状态。
但CVT变速器却可以精确的get到各个时速下的最佳转速/负荷平衡点,所以CVT不用传动效率去实现省油的结果,而是利用拉高内燃机的效率来实现省油的结果。
那么对于AT、DCT变速器在面对这种问题时该如何解决?
唯一的方式就是在5挡与6挡再添加一个挡,这个挡位很可能精确get到100千米时速下的最优燃油经济性工况点。
那么此时这个6速变速箱就变成了7速,而在我们日常用车中会使用到的时速、工况、路况等等参数是不确定的,所以从理论上看最佳燃油经济性点也是无穷无尽的,所以所需要增加的挡位(传动比)也是无尽的。
但这并不符合客观,所以当今自动变速器挡位达到10个(很可能是乘用车的终点),实际上就是在不断的接近无级传动(实际上还差得很远),尽可能的让更多的挡位来找到不同车速下的最优燃油经济性工况。
变速箱的挡位越多,理论上就越容易实现无级传动,所以现如今的AT变速器挡位越来越多,虽然距离真正的无级传动还很远,但却让发动机保持最优工况运行的范围被大幅度拉大。
而CVT变速器则本身就利用了无级传动(结构),虽然它的传动效率很低,但上文有所提到传动效率高低对变速器的油耗造成的影响很小,因为传动系统对油耗的影响占比本身就很低。
所以说过去的手动变速器更省油没问题,绝对严谨,因为那时5MT、6MT的对手是4AT或更少的挡位。
对辅助发动机保持高效运行的作用都微乎其微,这时手动变速器的高传动效率、驾驶者的经验起到主导作用。
而如今的变速器不仅仅是起到调速作用,更是在扮演一个帮助发动机尽可能维持高效运行的辅助角色,想扮演好这个角色就离不开更多挡位的支撑,变速器传动效率对比发动机自损耗的体量完全是不值一提。
所以变速箱挡位少是绝对的短板,而手动变速器很难再继续增加挡位。
所以现如今对于同一款车型而言,AT或CVT版本均比手动版本更省油。
当然不同车型比较毫无意义,因为不同车型之间存在的差异太大,没办法通过变速箱差异去判断油耗差异。