[汽車之家 變速箱技術(shù)] 你能想到嗎,?僅僅一根鋼帶便將世界捆綁在一起,無級變速箱的理念甚至穿越了近四個世紀(jì)才被世人所運用,,看到如今搭載CVT無級變速箱的汽車,,想必十五世紀(jì)的意大利畫家達芬奇一定會欣慰地微笑,,或許正如其畫筆下的蒙娜麗莎那樣,。什么,?CVT還與達芬奇有關(guān)?今天這篇文章,,我們就來聊聊CVT的前世今生和技術(shù)特點,。
● CVT變速箱的誕生:“孩子”到底是誰的?
最近關(guān)于達芬奇是干什么的引發(fā)了我們編輯部的一番討論,。記得小學(xué)語文老師告訴我們,,達芬奇是一名著名的畫家。然而在維基上翻看CVT無級變速箱的歷史時,,我無意中也發(fā)現(xiàn)了達芬奇的名字,。達芬奇還與CVT有關(guān)?
要了解CVT無級變速箱的身世,,就要追溯到十五世紀(jì)末期,,萊昂納多·達芬奇不僅是畫出蒙娜麗莎的著名畫家,他還提出了CVT無級變速箱的概念,。除了這些,,全才的達芬奇還是一名雕刻家,、建筑師,、音樂家、數(shù)學(xué)家,、工程師,、發(fā)明家、解剖學(xué)家,、地質(zhì)學(xué)家,、植物學(xué)家和作家。但一直到了1958年,,荷蘭人Hub van Doorne才設(shè)計出了現(xiàn)代意義上的CVT無級變速箱,。
雖然荷蘭人的這項發(fā)明很有創(chuàng)造性,,但在歐洲并沒有興起太大的風(fēng)浪,反而在日本逐漸變得炙手可熱,,八九十年代的日系企業(yè)紛紛開始研發(fā)CVT技術(shù),,如加特可(Jatco)、愛信(Aisin),、本田等等,。
相比之下,德國的汽車零配件巨頭博世(BOSCH)更富遠見,,在1995年收購了DAF公司的CVT變速箱壓力鋼帶專利,,并專注研發(fā)生產(chǎn)CVT變速箱的這一核心部件,成為全球大多數(shù)車企采購CVT變速箱鋼帶的供應(yīng)商,。那CVT變速箱為什么如此讓車企們著迷呢,?請您繼續(xù)往下看。
● CVT到底是怎么回事,?
◆ 為什么CVT變速箱被稱為無級變速箱,?
眾所周知,手動,、雙離合或者普通的AT自動變速箱都是通過不同尺寸的齒輪來實現(xiàn)不同的擋位,,那CVT無級變速箱是怎么實現(xiàn)無數(shù)個擋位的呢?是不是有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu),?
◆ 一條鋼帶背后的秘密?
為什么說博世公司富有遠見,,它為什么要收購這條看似簡單的壓力鋼帶專利,,背后到底有什么“大乾坤”?讓我們單獨把這條鋼帶拿出來研究研究,。
在錐盤組之間傳遞動力的就是這條壓力鋼帶,,倍受“壓迫”的它擁有怎樣的結(jié)構(gòu)才能保證工作時不打滑呢?
◆ 除了博世,,還有其他廠商具備生產(chǎn)鋼帶的能力嗎,?
雖然前面我們提到的博世手握CVT壓力鋼帶的專利,但總有一些廠商不甘心被博世牽制,,為了突破博世對CVT核心技術(shù)的封鎖,,他們只能另辟蹊徑。例如奧迪聯(lián)合舍弗勒公司就想到用鏈條式的鋼帶作為錐盤間的傳動裝置,。
◆ 為什么說CVT車型燃油經(jīng)濟性好,?
對于CVT變速箱來說,它能夠在其傳動比區(qū)間內(nèi)無級,、線性地調(diào)節(jié)傳動比的大小,。也就是說將發(fā)動機的轉(zhuǎn)速控制在最佳的轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi),CVT控制單元能匹配出最合適的傳動比數(shù)值來輸出扭矩,。這一點是手動變速箱,、AT自動變速箱及雙離合器自動變速箱等這些有固定傳動比數(shù)值的變速箱不具備的、提高燃油經(jīng)濟性的優(yōu)勢,。
另外,,相對其它變速箱來說,搭載CVT變速箱的車型在換擋的時刻,,動力不會中斷,,能持續(xù)地輸出扭矩,所以從這一角度來看,,CVT變速箱也更加省油,。
◆ CVT變速箱如何實現(xiàn)更寬廣的傳動比?
雖然傳動比范圍越大,,越有利于提高燃油經(jīng)濟性,,但是任何變速箱由于體積,、重量等限制,,不能一味地增寬傳動比范圍,。目前量產(chǎn)的CVT變速箱中傳動比最大的要說舍弗勒與奧迪研發(fā)的鏈條式無級變速箱,,其最大傳動比為7.7,。
◆ CVT變速箱中的液力變矩器
和普通的AT自動變速箱一樣,,搭載CVT無級變速箱的車型,,其發(fā)動機與變速箱之間沒有傳統(tǒng)手動擋車型上那樣的離合器機構(gòu),而一般是靠液力變矩器來連接的,,液力變矩器不僅能傳遞扭矩,,還能使發(fā)動機和自動變速箱之間形成柔性連接。并且,,利用內(nèi)部的鎖止離合器在必要時刻也能夠進行剛性結(jié)合,。
由于液力變矩器內(nèi)部是通過油液進行扭矩傳遞,,能夠緩解發(fā)動機扭矩的波動,,并且液體傳遞扭矩允許有一定的轉(zhuǎn)速差,,所以它能承擔(dān)類似手動變速箱(MT)中離合器半聯(lián)動的工作,。但是它帶來的缺點是動力的延遲和傳動效率的低下,,所以液力變矩器中一般會加入鎖止離合器。
當(dāng)然,,鎖止離合器的結(jié)合時間也必須恰當(dāng),,過早的結(jié)合會導(dǎo)致振動,影響了平順性,;過晚的結(jié)合又會影響傳遞效率和加速響應(yīng)遲鈍,。另外,鎖止離合器中還集成了扭轉(zhuǎn)減振器,,在離合器接合時,,扭轉(zhuǎn)減振器可以吸收一部分振動來提高平順性。
◆ 不喜歡太平順,?
然而太平順了有時候也不是人們想要的,,所以有些廠家為了增加人們駕駛CVT車型時的駕駛樂趣,為CVT變速箱設(shè)置了模擬擋位,,模擬出一定的頓挫感,。例如豐田卡羅拉所搭載的CVT變速箱可以模擬8個擋位。其實,,理論上CVT可以模擬出無數(shù)個擋位,。
帶手動換擋功能意味著駕駛員可以自己控制換擋時的轉(zhuǎn)速,這樣一方面提供更好的駕駛樂趣,,另一方面是使駕駛變得更加便利,。例如在下坡路段,將車輛手動控制在低擋位,,利用發(fā)動機本身來控制車速,,減緩剎車系統(tǒng)的負(fù)荷,保持較低的安全速度行駛,。另外,,手動模式下利用輸出扭矩較低的二擋起步,一定程度上避免了在雪地駕駛時起步打滑的現(xiàn)象,。
● 哪些品牌上能見到CVT變速箱,?
目前,全球使用CVT變速箱的車企大概分為以下幾個派系:
【加特可派系】
加特可(Jatco)可以說是目前世界上最大的CVT變速箱的企業(yè),。1999年,,日產(chǎn)將自己的自動變速箱部門獨立出來,獨立出來的部門并購了一家1970年便開始做自動變速箱的加特可(Jatco)公司,,新公司依舊稱為的加特可公司,。加特可目前所供應(yīng)過的汽車廠商有日產(chǎn)、三菱,、馬自達,、鈴木,、雷諾、克萊斯勒,、寶馬,、大眾、福特,、斯巴魯?shù)鹊取?/p>
堅持CVT變速箱的日產(chǎn)無疑是加特可最大的客戶,。由于起初的壓力鋼帶不能承受過大的扭矩,早期的CVT變速箱僅用在了日產(chǎn)的小排量車型上,。而目前日產(chǎn)3.5L排量的車型也能搭載了CVT無級變速箱,。
【愛信派系】
成立于1969年的日本愛信精機是專門生產(chǎn)變速箱的企業(yè),豐田則是愛信背后的大股東,,所以目前豐田旗下的車型所搭載的CVT變速箱均來自于愛信,,經(jīng)歷三代CVT技術(shù)的革新,目前最新的能夠模擬8速的S-CVT變速箱已經(jīng)搭載在了雷凌和卡羅拉等車型上,。
【本田派系】
與其他廠家都不同的是,,本田一直執(zhí)迷于獨立開發(fā)CVT無級變速箱技術(shù),在上世紀(jì)八十年代便開始了研究CVT技術(shù),,在1995年將自主研發(fā)的CVT變速箱首次用在了第六代本田思域上,。
【邦奇派系】
在中國品牌的CVT車型中,比利時邦奇(Punch Powertrain)公司是其背后提供CVT無級變速箱技術(shù)的供應(yīng)商,。早期的邦奇僅僅是荷蘭DAF集團的一家工廠,,后來經(jīng)傳動巨頭采埃孚ZF倒手,收購了DAF的CVT業(yè)務(wù),,開始獨立生產(chǎn)CVT變速箱,。諸如吉利、長城,、江淮,、比亞迪、東風(fēng)柳汽等生產(chǎn)的CVT車型均來自于南京邦奇自動變速箱有限公司,。
【奇瑞派系】
另外,,奇瑞早期的CVT變速箱同樣采用邦奇公司的產(chǎn)品,但后來奇瑞自主研發(fā)了CVT無級變速箱技術(shù),,并成功擺脫了對邦奇的依賴,。
● 奧迪新車不再搭載CVT
值得一提的是,最新的奧迪車型中我們已看不到Multitronic CVT變速箱的配置了,,例如新一代的奧迪A4剔除了CVT,,改用了7速S-tronic雙離合變速箱。但這并不是說CVT變速箱不好,而是對于奧迪來說,,在技術(shù)層面上,,無論CVT變速箱技術(shù)優(yōu)秀,,終歸不符合其對運行性追求的定位,,并且消費者也對奧迪有更多的運動性要求。另外,,奧迪無法將CVT與其引以為傲的quattro四驅(qū)系統(tǒng)進行匹配,。在企業(yè)運營的角度來看,雖然CVT變速箱的成本低,,但相比零部件大規(guī)模通用化的其它變速箱來說,,成本上并不占據(jù)優(yōu)勢,而縮減采購變速箱的品種又能夠降低其整體的成本,。所以,,只能說CVT現(xiàn)階段不合適奧迪的車型。反而,,更加注重經(jīng)濟實用的日系品牌更加偏愛于此,。
● 總結(jié)
未來的CVT變速箱技術(shù)依然會有提升的空間,例如壓力鋼帶,、鏈條的優(yōu)化設(shè)計,,一方面減小摩擦損耗的功率,另一方面鋼帶和鏈條小型化后能夠?qū)崿F(xiàn)更寬廣的傳動比,;利用扭矩傳感器,,進一步優(yōu)化錐盤壓緊機構(gòu)的液壓控制系統(tǒng)等等。
目前,,全球車企使用CVT無級變速箱最多的當(dāng)屬日系品牌,,而日系品牌CVT變速箱的壓力鋼帶幾乎都是來自于德國博世,所以,,可以說博世才是全球CVT變速箱背后的大佬,。另外,雖然舍弗勒和奧迪合作研發(fā)的鏈條式CVT變速箱也有一定市場份額,,但現(xiàn)在連奧迪自家都棄用了CVT變速箱,,舍弗勒的CVT業(yè)務(wù)該何去何從,一切都是未知數(shù),。在國內(nèi),,中國品牌通過引進比利時邦奇公司的CVT技術(shù),也有CVT車型的出現(xiàn),,但國家支持發(fā)展DCT雙離合變速箱的勢頭,,已經(jīng)壓過了企業(yè)對其它自動變速箱的關(guān)注。或許,,在更加注重實用性和平順性的日本才是CVT的最后歸宿,。(文/圖 汽車之家 夏志猛)
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