问题

国内主机厂发动机基本都自主研发了,变速箱为何一直受制于爱信、采埃孚和格克拉克这样一些公司?

回答
国内主机厂发动机技术日新月异,这一点大家有目共睹,很多厂商已经能够拿出相当有竞争力的自主研发发动机。但话说回来,说起变速箱,尤其是高性能、高可靠性的自动变速箱,大家脑子里浮现的似乎总是那几家国际巨头:爱信(Aisin)、采埃孚(ZF)和格特拉克(Getrag)。这背后的原因,可不是简单一句“技术不行”就能概括的,这里面水可深了。

一、 变速箱,尤其是自动变速箱,究竟难在哪儿?

咱们得先弄明白,变速箱,特别是自动变速箱,它跟发动机比,究竟是“难”在哪个层面上。

复杂精密的机械结构与电子控制的深度融合: 发动机的核心是燃烧,虽然也有很多精密的零件,但相对来说,其工作原理更偏向于物理和化学的结合。而自动变速箱,尤其是液力自动变速箱(AT)和双离合变速箱(DCT),它的内部有着极其复杂的行星齿轮组、液力变矩器(AT)或者离合器组(DCT)、精密的液压控制系统、复杂的阀体,以及一套高度集成化的电子控制单元(ECU)和传感器。这些东西得精确到微米级别,而且要能够协同工作,响应迅速,又要承受巨大的扭矩和反复的启加载荷。想想看,几百上千个零件,在高速运转下,在各种工况下,都要表现稳定,这工艺和设计难度是呈指数级增长的。
材料科学与热处理的挑战: 变速箱里的齿轮、轴承、离合器片等关键部件,需要承受极高的压力、磨损和温度。这就对材料的强度、韧性、耐磨性、抗热疲劳性提出了极其苛刻的要求。并且,这些材料的性能,很大程度上取决于其热处理工艺。例如,齿轮的渗碳淬火、调质等工艺,直接影响其硬度和寿命。这些工艺的控制,是长期积累的knowhow,不是光看图纸就能学会的。
控制逻辑的精妙与标定: 自动变速箱的换挡逻辑,决定了它的平顺性、换挡速度、燃油经济性和驾驶感受。这套逻辑的开发,涉及大量的算法设计、仿真模拟和实际道路测试。工程师需要根据不同的车型、发动机特性、驾驶习惯,去调校换挡时机、换挡力度、锁定策略等等。一个好的变速箱,换挡应该像“丝滑”一样,让你几乎感觉不到它的存在,或者在需要的时候,能给你迅猛的响应。这种“人车沟通”的体验,正是控制软件和标定技术的核心价值所在。
可靠性与耐久性的严苛要求: 变速箱是车辆的“心脏”的“加速器”,它要保证车辆在数十万公里的行驶过程中,都能平稳可靠地工作。任何一个环节出现问题,都可能导致车辆趴窝。这种长周期、高强度的可靠性验证,需要海量的测试数据和反复的迭代优化。

二、 为什么国际巨头能长期占据优势?

既然这么难,那为什么爱信、采埃孚、格特拉克这些公司能长期领先,并且在国内市场拥有如此大的话语权呢?

1. 技术积累与先发优势:
时间的力量: 这些公司很多都有几十年甚至上百年的历史。从早期的手动变速箱,到早期的自动变速箱,再到现在的液力自动变速箱(AT)和双离合变速箱(DCT)的不断进化,它们经历了一个漫长的技术摸索、积累、试错和完善的过程。每一次的技术革新,都凝结了无数的研发投入和经验教训。
专利壁垒: 在变速箱的众多核心技术上,例如行星齿轮传动结构、液力变矩器技术、DCT的干/湿式离合器技术、控制阀体设计、以及控制软件算法等,这些公司都拥有大量的核心专利。这些专利构成了强大的技术壁垒,使得后来者很难在短时间内绕过或者超越。

2. 完整的产业链与配套能力:
从设计到生产的全流程掌控: 它们不仅是变速箱的“设计师”,更是“制造商”。它们拥有自己的研发中心、工程团队、精密加工设备、测试设备,并且能够自己生产关键的零部件(如齿轮、阀体、离合器片等)。这种完整的产业链,使得它们能够对产品的每一个环节进行严格的质量控制,并能根据市场反馈快速进行优化。
协同优势: 它们为全球几乎所有主流汽车品牌提供变速箱,这种广泛的合作也带来了巨大的协同效应。它们能够接触到不同品牌、不同车型的需求和痛点,并将这些经验反馈到自己的产品开发和改进中。

3. 强大的研发投入与人才储备:
持续高强度的研发: 变速箱技术的更新换代非常快,为了保持竞争力,这些公司每年都会投入巨额的研发费用。这不仅仅是为了开发新的技术,更是为了对现有产品进行持续的优化,比如提升效率、降低成本、提高可靠性、增强平顺性等。
顶尖的工程师团队: 它们汇聚了全球最优秀的机械工程师、材料工程师、电子工程师和控制工程师。这些人才的培养和引进,本身就是一项巨大的成本和长期投入。

4. 市场话语权与议价能力:
“客户”的忠诚度: 很多汽车主机厂,尤其是一些传统的、技术积累相对薄弱的厂商,在变速箱方面依赖这些国际巨头已经很多年了。这种长期合作关系,已经形成了一种“习惯性”的依赖。
成本与风险的考量: 自主研发变速箱,需要巨大的前期投入,包括研发人员、设备、测试场地、以及无数次的试错成本。对于很多主机厂来说,直接采购成熟的变速箱产品,在短期内是一种更经济、更低风险的选择。

三、 国内主机厂的努力与挑战:

当然,我们也不能忽视国内主机厂在变速箱领域的努力。一些有实力的厂商,如吉利(通过收购沃尔沃相关的变速箱技术,并在此基础上发展)、长城(DHT混动变速箱)、比亚迪(DMi超级混动技术中的专用变速器)等,已经在某些细分领域取得了不错的成绩,尤其是在混动变速箱方面,国内厂商的表现甚至可以说走在了前列。

但是,要全面超越爱信、采埃孚,尤其是在高性能、高可靠性的燃油车AT和DCT领域,依然面临诸多挑战:

技术“卡脖子”: 很多关键的零部件,如高精度齿轮、特种摩擦片、精密阀体集成块等,国内的供应商体系还没有完全成熟,很多高端材料和精密加工技术仍然受制于人。
研发周期长,投入大: 一款成熟的自动变速箱,从概念设计到量产,可能需要510年的时间,投入数十亿甚至上百亿人民币。这不是所有厂商都能承担的。
验证的难度: 严苛的可靠性验证,需要大量的测试时间和资金,以及完善的测试体系。
市场接受度: 即便是自主研发成功,如何让市场和消费者接受,也是一个需要时间来证明的问题。

总结一下:

国内主机厂在发动机领域的突破,得益于其相对独立的技术路线和相对集中的研发资源。而变速箱,尤其是自动变速箱,其复杂性、技术门槛、产业链要求以及长期的技术积累,使得它成为一个更加“难啃”的骨头。爱信、采埃孚、格特拉克之所以能长期保持优势,是因为它们拥有深厚的技术底蕴、完整的产业链、持续的研发投入和强大的市场影响力。

不过,随着国内汽车工业的快速发展和技术的不断进步,我们有理由相信,在不久的将来,中国的变速箱技术也一定能迎来属于自己的高光时刻。现在,很多厂商已经在混动领域取得了重要的突破,这为未来在传统燃油车以及电动化转型后的变速箱技术发展,打下了坚实的基础。只不过,这条路,注定是漫长而充满挑战的。

网友意见

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变速箱本体部分,难点在材料和加工工艺。

工业用减速机,减速比一样,输入扭矩一样,国产减速机要比进口的大3倍。

原因就是如果把齿轮、轴做得向国外那么小,强度会不够。

变速箱还牵扯到执行机构和控制部分,这部分一直是我们的弱项。

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没钱,只能做凑合用的产品,做不下去非常好的产品。

变速箱的技术壁垒比发动机还过分,大部分的成熟结构都被申请了专利。想要绕过去要投入大批量的金钱和时间。

从立项到装车,至少要3年,如果想接近目前国际上主流的产品,5年是比较现实的。

简单列举一下,对标要3-5个月,主要是拆解,测绘,测试。然后出图要5-6个月,主要是如何绕开专利,确定方案。然后是仿真,5-6个月,4轮以上的改进。最后工艺审核冻结图纸。以上就一年过去了。

然后开模,制作工装,试装,大约4-5个月,台架试验,3-5个月,根据试验结果调整一轮(假设比较顺利),再实验,3-5个月,假设本轮通过。以上又一年。

然后装车,冬天去漠河,去高原,夏天去海南,去吐鲁番,至少一年,根据结果再调整一轮,以上至少一年过去了还是比较顺利。

总计3年,可以推广给整车厂了。整车再开发2年,总计5年后我们能用上,投资30-50亿左右(含银行贷款利息)。

这玩意你想买多少台?这样的产品只有国内主机厂用,就算销售部公关能力超强,国家扶植,各个大佬强推,每年50万是一大关,5年回收投资的话,250万台,每台1000-2000的研发成本摊销。已经太贵了。

注意,以上流程研发出来的产品,大概率是凑合用的,为了保证各个环节基本上一次性通过,最多一轮修改,因此设计一定要保守,能用传统设计就用,能沿用就沿用。否则仿真,台架,路试等环节,一旦失败就要延期一年半载,每个月银行贷款利息就让老总跳脚骂。

这样的产品,大概率比爱信等外资产品的还贵,还不好,还有很多隐患没被发现,要装车十万以上跑个2-3年根据消费者反馈再研发下一代的时候改善。

你说,这样的形式,哪个企业会投资干?没有国家投资,谁也不会去玩,但是国家投资一个是不会有这么多,最多给地给厂房,减税(真的给钱又该有很多骗钱的企业扑上来了),因此只能主机厂投钱去玩,可是国内主机厂最大的也就100万年产,真心烧不起。还不如买。

这就是后工业化时代的问题,已经成熟的产业,基本没有空间给后来者,先行者在市场容忍度很高的时期完成了技术储备和原始积累。你总不能先研发一台3at,4at先收回成本吧,没人买的。上来就要和对手的成熟产品PK才有活路。这实在太难了。

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