原創(chuàng)丨變速箱技術(shù)自主化與產(chǎn)業(yè)崛起的逆襲之路
張彤|中國汽車工程學(xué)會先進(jìn)驅(qū)動系統(tǒng)分會秘書長
在21世紀(jì)全球汽車工業(yè)的版圖上,中國自主品牌的崛起堪稱一場史詩級的產(chǎn)業(yè)革命。從1994年《汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策》頒布到2024年新能源汽車滲透率突破50%,中國車企用三十年時間完成了從技術(shù)模仿到創(chuàng)新引領(lǐng)的歷史跨越。在這場波瀾壯闊的變革中,變速箱技術(shù)的突破猶如一面棱鏡,折射出中國汽車工業(yè)從"市場換技術(shù)"的被動追隨者,到構(gòu)建完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的全球競爭者的蛻變軌跡。
當(dāng)1994年桑塔納國產(chǎn)化率突破85%時,中國汽車人卻面臨著一個尷尬現(xiàn)實:作為"汽車三大件"之一的變速箱,其核心零部件依然依賴進(jìn)口。彼時的自主品牌如同蹣跚學(xué)步的孩童,在技術(shù)封鎖與市場夾縫中開啟艱難探索。
中國的第一代自主車企,通過模仿國外成熟產(chǎn)品,逐步掌握同步器、齒輪嚙合等基礎(chǔ)技術(shù)。雖然還存在換擋生澀、噪音偏大等問題,但標(biāo)志著中國車企首次實現(xiàn)手動變速箱的自主生產(chǎn)。這種"拆解-測繪-仿制"的模式,在知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)相對薄弱的早期階段,為技術(shù)積累提供了原始土壤。
而在浙江、江蘇等地的汽車零部件供應(yīng)商,在齒輪加工、殼體鑄造領(lǐng)域形成特色產(chǎn)業(yè)集群。這些草根企業(yè)的崛起,不僅降低了采購成本,更培育出一批掌握核心工藝的"隱形冠軍"。但同時出現(xiàn)的質(zhì)量問題引起了車企的高度重視,這促使企業(yè)引入TS16949質(zhì)量管理體系,建立了一整套完善的臺架試驗、道路試驗的驗證標(biāo)準(zhǔn)。正是這些早期教訓(xùn),讓中國工程師深刻認(rèn)識到:仿制可以解決"有無"問題,但可靠性需要系統(tǒng)化的工程能力支撐。
中國汽車市場在2009年以1364萬輛銷量躍居全球第一時,一個殘酷的事實擺在面前:自動變速箱市場被愛信、采埃孚等外資企業(yè)壟斷,自主品牌在自動擋車型領(lǐng)域幾無立錐之地。這場關(guān)乎產(chǎn)業(yè)升級存亡的技術(shù)攻堅戰(zhàn)就此打響。
盛瑞傳動在2008年啟動8AT研發(fā),通過獨創(chuàng)的"行星齒輪+定軸齒輪"復(fù)合傳動方案,突破結(jié)構(gòu)上的的專利壁壘。2016年搭載于陸風(fēng)X7的8AT變速箱,實現(xiàn)了中國AT自動變速箱標(biāo)志性的突破。
2008年"中發(fā)聯(lián)"的成立,集十大車企之力聯(lián)合研發(fā)雙離合技術(shù)。雖然聯(lián)合研發(fā)未能實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo),但催生了多家自主品牌車企的雙離合器變速箱(DCT)的自主方案,才有之后的DCT的研發(fā)生產(chǎn)制造全方位的突破。
當(dāng)全球汽車產(chǎn)業(yè)向電動化轉(zhuǎn)型時,中國車企在混合動力領(lǐng)域展現(xiàn)出驚人的技術(shù)爆發(fā)力。變速箱技術(shù)在此過程中完成華麗蛻變,成為驅(qū)動產(chǎn)業(yè)升級的核心支點。
比亞迪DM-i電混系統(tǒng),創(chuàng)新性地將雙電機(jī)與單擋減速器集成,通過發(fā)動機(jī)直驅(qū)離合器實現(xiàn)串并聯(lián)模式智能切換,使用該構(gòu)型的插電混動成為中國市場混合動力的主流構(gòu)型。該結(jié)構(gòu)結(jié)合高效發(fā)動機(jī)在虧電狀態(tài)下仍能保持4L/100km的超低油耗。2024年比亞迪混動車型全球銷量突破200萬輛,印證了自主混動技術(shù)的市場統(tǒng)治力。長城檸檬混動DHT首創(chuàng)兩擋變速機(jī)構(gòu),以及之后的諸多變形,適用于SUV的四驅(qū)驅(qū)動,為細(xì)分市場提供了很好的解決方案,相比國外的串并聯(lián)系統(tǒng)增加高速直驅(qū)擋位,使發(fā)動機(jī)高效區(qū)間利用率得以提升。吉利雷神動力開發(fā)的3擋DHT Pro,通過行星齒輪組與雙離合器的創(chuàng)新組合,實現(xiàn)全速域動力無感切換,在整車的經(jīng)濟(jì)性合動力性之間做了很好的平衡。東方的馬赫動力,創(chuàng)造性地結(jié)合了功率分流與串并聯(lián)的優(yōu)點,改善了發(fā)動機(jī)的工作效率,同時又避免了一些各自的缺點。這些技術(shù)突破證明,在電動化時代,變速箱不再是簡單的傳動裝置,而是成為了能量管理系統(tǒng)的智能中樞。
而電機(jī)技術(shù)的突破,使扁線油冷電機(jī)效率達(dá)到97.5%,齒輪供應(yīng)商則研制出大扭矩、低噪聲的混動專用齒輪組,以及以寧德時代為代表的電池技術(shù)的領(lǐng)先,為混動變速箱布局創(chuàng)造更多可能。這種全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同創(chuàng)新,構(gòu)建起難以復(fù)制的技術(shù)護(hù)城河。
變速箱技術(shù)的自主化進(jìn)程,本質(zhì)上是整個汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)的系統(tǒng)性升級。這個過程中形成的四大能力體系,正在重塑全球汽車產(chǎn)業(yè)競爭格局。長安汽車建立的"五國九地"研發(fā)網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)了24小時不間斷的協(xié)同開發(fā)。一汽打造的130億元研發(fā)基地,配備上百臺變速箱專用試驗設(shè)備,可將開發(fā)周期縮短40%。這種體系化創(chuàng)新能力,使中國車企能夠快速迭代推進(jìn)技術(shù)進(jìn)化。變速器制造的數(shù)字化工廠,通過工業(yè)機(jī)器人+5G視覺檢測系統(tǒng),將裝配線精度控制在0.02mm以內(nèi)。同時引入數(shù)字孿生技術(shù),使變速箱試驗驗證效率大幅提升 。
2023年中國汽車工程學(xué)會發(fā)布的《混動變速箱技術(shù)規(guī)范》,首次將高效區(qū)間占比、模式切換時間等62項指標(biāo)納入標(biāo)準(zhǔn)體系。在ISO/TC22國際標(biāo)準(zhǔn)化會議上,中國專家提出的DCT潤滑標(biāo)準(zhǔn)修訂提案獲得通過。這種從"遵守規(guī)則"到"制定規(guī)則"的轉(zhuǎn)變,標(biāo)志著中國汽車工業(yè)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展新階段。
中國汽車工業(yè)的自主品牌變速箱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,從手動變速箱時期的"需求拉動",到混動時代的"技術(shù)推動",始終保持著市場敏感度與技術(shù)前瞻性的精準(zhǔn)匹配。在DCT研發(fā)中引入博格華納,在混動系統(tǒng)開發(fā)中自建專利池,這種"站在巨人肩膀上攀登"的策略,既避免了重復(fù)研發(fā)的浪費,又確保了核心技術(shù)的自主掌控。
變速箱技術(shù)的進(jìn)步,帶動了齒輪加工裝備(秦川機(jī)床)、熱處理技術(shù)(天潤工業(yè))、傳感器芯片(賽卓電子)等20余個關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級。這種鏈?zhǔn)絼?chuàng)新效應(yīng),使中國汽車工業(yè)的抗風(fēng)險能力顯著增強(qiáng)。
當(dāng)滿載中國生產(chǎn)的整車的遠(yuǎn)洋巨輪駛向全球,世界終于意識到:中國汽車工業(yè)的崛起不是偶然,而是一場持續(xù)三十年的技術(shù)創(chuàng)新長征結(jié)出的必然果實。變速箱技術(shù)的進(jìn)化史,既是民族工業(yè)打破技術(shù)封鎖的奮斗史,更是中國智慧重構(gòu)全球產(chǎn)業(yè)秩序的宣言書。面向智能電動新時代,這場始于齒輪嚙合的技術(shù)革命,正在驅(qū)動中國汽車向著更廣闊的星辰大海破浪前行。