立足中國，放眼未來
沈陽越士達汽車無級變速器有限公司 程越 程乃士
2009年對中國汽車行業(yè)而言，是一個充滿了矛盾的年份。
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，是我們在至少20年內(nèi)依然無法擺脫對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：
- 一個民族，只有自立，才能自強;
- 自主創(chuàng)新，比資金、市場、技術(shù)和管理更重要的，是骨氣。
1. 自動變速箱在各細分市場應(yīng)用狀況
自動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相對比較全面的反映。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)，堅持其AT與CVT技術(shù)，對于國產(chǎn)自動變速箱產(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變速箱(MT)，但德國廠商追求技術(shù)進步的特點使各類自動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B級C級D級跑車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
過濾掉對中國市場借鑒意義不大的D級車、跑車和SUV后如下表所示：
2009年車型A級B級C級
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，因為大眾希望能采用一種自動變速器技術(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。這點可以由下表清晰地看出。
發(fā)動機變速器百公里油耗(NEDC)
77kw 250Nm 柴油7速干式DCT5.3升
77kw 250Nm 柴油5速手動5.2升
125kw 350Nm 柴油6速濕式DCT5.7升
125kw 350Nm 柴油5速手動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捷公司共用開發(fā)平臺，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級和B級車部分應(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由于傳動鏈的應(yīng)用，以及CVT推式鋼帶(國內(nèi)又稱金屬帶)的進一步開優(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進入中低檔車的巨大障礙。
2. 自動變速器技術(shù)前沿動態(tài)
自動變速器近年來適應(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)混合動力的需要，而這些潮流都漸漸指向了一個技術(shù)解決方案：機械電子控制。
LuK公司開發(fā)出機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，但也讓自動變速器行業(yè)看到了機械電子控制的廣闊前景。
已經(jīng)有公司宣稱開發(fā)出機械電子控制的AT，但由于其執(zhí)行機構(gòu)繁瑣，相信這項技術(shù)將在成本及可靠性上遇到較多的障礙。
沈陽越士達公司也已開發(fā)出機械電子控制的CVT技術(shù)，由于CVT所需執(zhí)行機構(gòu)是各種自動變速器中最簡單的，其成本無論是相比于其他形式的機械電子控制自動變速器還是電子液壓控制的CVT都將大大降低，而整機效率據(jù)試驗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)動后建立液壓系統(tǒng)壓力的時間，這項技術(shù)將更加適用于輕度混合動力Start-Stop-系統(tǒng)。
為了適應(yīng)Start-Stop-系統(tǒng)，國外也為AT開發(fā)出了壓力存儲系統(tǒng)(據(jù)ZF消息)，以便在發(fā)動機停機時液壓系統(tǒng)能夠更快地建立系統(tǒng)壓力;或采用電機驅(qū)動液壓泵方案(LuK)，但這兩個方案更加重了AT的成本壓力。
3. 創(chuàng)新能力的兩個軟因素：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，真正的突破會經(jīng)歷較長和反復(fù)的過程。下圖以柴油發(fā)動機技術(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)動機在轎車上應(yīng)用的過程簡介
DCT技術(shù)的發(fā)展過程也經(jīng)歷了比較長的時間：
1939
1969
第一份專利
保時捷開始PDK(DCT)項目
80年代
保時捷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)計不過關(guān)
制造/設(shè)計技術(shù)突破
市場還未成熟
市場成熟
競爭性產(chǎn)品進入
技術(shù)改進
替代性技術(shù)進入
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，一個產(chǎn)品以及一項技術(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。根據(jù)某個時間點的狀況去判斷一項技術(shù)處于生命周期中哪個階段極為困難。作為一個成熟的企業(yè)、行業(yè)以及國家的科技戰(zhàn)略，應(yīng)該對一些暫時不成熟的，或是已經(jīng)非常成熟的技術(shù)做一些戰(zhàn)略性的技術(shù)儲備，但具體的機制需要作全面的考慮。
在一項技術(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。但市場和社會對新技術(shù)的寬容和接納，也對技術(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)，我有如下幾點看法：
- 在客觀、深入和全面分析的基礎(chǔ)上，一個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)形成一個能促進良性競爭和合作的有效機制
- 制訂產(chǎn)業(yè)政策時，要同時注意研發(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)和交流機制的建立
- 對新技術(shù)研發(fā)的扶持應(yīng)考慮市場接納階段，通過政策、金融以及保險制度加速技術(shù)的成熟期與市場的接納期
4. 電動汽車的自動變速器技術(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，自動變速箱仍然是全尺寸電動車上不可或缺的動力傳遞系統(tǒng)。
由于電動機的起步性能較好，所以在動力傳遞中無需離合器，這樣DCT和AMT在電動車中的應(yīng)用就有較大的成本劣勢。技術(shù)上可行的是AT與CVT。此兩項技術(shù)的對比：
- 整機效率：由于行星輪系的效率較低，CVT將占一定的優(yōu)勢，尤其是機械電子控制CVT避免了液壓系統(tǒng)損耗，將進一步擴大CVT的優(yōu)勢;
- 成本：雖然AT有其歷史形成的規(guī)模成本優(yōu)勢，但其維護成本較CVT高，而且由于機械電子控制的CVT技術(shù)的推出，將在成本上對AT形成較大沖擊;而且對于不同車型的匹配，以CVT最為靈活(AT各速比固定，CVT與驅(qū)動電動機的匹配由軟件完成);
- 可靠性應(yīng)以結(jié)構(gòu)簡單的CVT為高;
- 電動機較好的起步性能導(dǎo)致液壓系統(tǒng)需要一套獨立于輸入軸轉(zhuǎn)速的驅(qū)動系統(tǒng)，比如由獨立電機驅(qū)動的液壓泵，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，機械電子控制的CVT技術(shù)將成為電動車用自動變速器的較優(yōu)的技術(shù)方案。
5.適于中國市場的自動變速總成方案簡析
自動變速箱產(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)展趨勢出發(fā)，保證整個產(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)長的一段時間內(nèi)的主要市場將是發(fā)展中國家的經(jīng)濟型轎車和商用車市場。中國國內(nèi)市場的未來增長點將是二三線城市及農(nóng)村市場。
這些市場對變速器的主要要求仍然是經(jīng)濟性，包括一次購置成本、使用成本(節(jié)能性)和維護成本(可靠性、易維護性及維護成本)。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力性要求。
- 技術(shù)長期發(fā)展趨勢
石油資源雖然比較緊張，但不斷新發(fā)現(xiàn)的石油儲量還可以支持世界石油消費較長時間。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被大規(guī)模地推廣。氫動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。
混合動力汽車在城市交通稠密的地區(qū)有著較好的經(jīng)濟性與節(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)濟性，我認(rèn)為適合中國國情的是輕度和中度混合動力技術(shù)，重度混動將直接面臨電動汽車的競爭，尤其在人口稠密及城間交通較發(fā)達的市場。
電動汽車由于其技術(shù)明顯的優(yōu)勢，在關(guān)鍵技術(shù)突破和成熟后，將迅速增長。但對其安全性(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)成評估)以及對鋰儲量的考慮，都將影響電動汽車的推廣。
燃料電池技術(shù)普遍認(rèn)為在15年內(nèi)不會產(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)動機技術(shù)的發(fā)展必將是以汽油、柴油、天然氣及電力驅(qū)動并存的局面，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，中國未來自動變速器的發(fā)展方向應(yīng)以機械電子控制的CVT和AMT為主，分別針對經(jīng)濟性轎車、電動汽車(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。
以上為對自動變速器發(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。