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,想必十五世紀的義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。什麼?CVT還與達芬奇有關?今天這篇文章,我們就來聊聊CVT的前世今生。


● CVT變速箱的誕生:“孩子”到底是誰的?

  最近關於達芬奇是乾什麼的引發了我們編輯部的一番討論。記得小學語文老師告訴我們,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,我無意中也發現了達芬奇的名字。達芬奇還與CVT有關?

  要瞭解CVT無級變速箱的身世,就要追溯到十五世紀末期,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、建築師、音樂家、數學家、工程師、發明家、解剖學家、地質學家、植物學家和作家。但一直到了1958年,荷蘭人Hub van Doorne才設計出了現代意義上的CVT無級變速箱。

  雖然荷蘭人的這項發明很有創造性,但在歐洲並沒有興起太大的風浪,反而在日本逐漸變得赤手可熱,八九十年代的日系企業紛紛開始研發CVT技術,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,並專註研發生產CVT變速箱的這一核心部件,成為全球大多數車企採購CVT變速箱鋼帶的供應商。那CVT變速箱為什麼如此讓車企們著迷呢?請您繼續往下看。

● CVT到底是怎麼回事?

◆ 為什麼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不同的擋位,那CVT無級變速箱是怎麼實現無數個擋位的呢?是不是有更複雜的結構?


◆ 一條鋼帶背後的秘密?

  為什麼說博世公司富有遠見,它為什麼要收購這條看似簡單的壓力鋼帶專利,背後到底有什麼“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”的它擁有怎樣的結構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核心技術的封鎖,他們只能另闢蹊徑。例如奧迪聯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。

◆ 為什麼說CVT車型燃油經濟性好?

  對於CVT變速箱來說,它能夠在其傳動比區間內無級、線性地調節傳動比的大小。也就是說將發動機的轉速控制在最佳的轉速區間內,CVT控制單元能匹配出最合適的傳動比數值來輸出扭矩。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值的變速箱不具備的、提高燃油經濟性的優勢。

  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變速箱如何實現更寬廣的傳動比?

  雖然傳動比範圍越大,越有利於提高燃油經濟性,但是任何變速箱由於體積、重量等限制,不能一味地增寬傳動比範圍。目前量產的CVT變速箱中傳動比最大的要說舍弗勒與奧迪研發的鏈條式無級變速箱,其最大傳動比為7.7。

  和普通的AT自動變速箱一樣,搭載CVT無級變速箱的車型,其發動機與變速箱之間沒有傳統手動擋車型上那樣的離合器機構,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,還能使發動機和自動變速箱之間形成柔性連接。並且,利用內部的鎖止離合器在必要時刻也能夠進行剛性結合。

  由於液力變矩器內部是通過油液進行扭矩傳遞,能夠緩解發動機扭矩的波動,並且液體傳遞扭矩允許有一定的轉速差,所以它能承擔類似手動變速箱(MT)中離合器半聯動的工作。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。

  當然,鎖止離合器的結合時間也必須恰當,過早的結合會導致振動,影響了平順性;過晚的結合又會影響傳遞效率和加速響應遲鈍。另外,鎖止離合器中還集成了扭轉減振器,在離合器接合時,扭轉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,利用發動機本身來控制車速,減緩剎車系統的負荷,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。1999年,日產將自己的自動變速箱部門獨立出來,獨立出來的部門併購了一家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。加特可目前所供應過的汽車廠商有日產、三菱、馬自達、鈴木、雷諾、克萊斯勒、寶馬、大眾、福特、斯巴魯等等。

  堅持CVT變速箱的日產無疑是加特可最大的客戶。由於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的小排量車型上。而目前日產3.5L排量的車型也能搭載了CVT無級變速箱。

【愛信派系】

  成立於1969年的日本愛信精機是專門生產變速箱的企業,豐田則是愛信背後的大股東,所以目前豐田旗下的車型所搭載的CVT變速箱均來自於愛信,經歷三代CVT技術的革新,目前最新的能夠模擬8速的S-CVT變速箱已經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,本田一直執迷於獨立開發CVT無級變速箱技術,在上世紀八十年代便開始了研究CVT技術,在1995年將自主研發的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)公司是其背後提供CVT無級變速箱技術的供應商。早期的邦奇僅僅是荷蘭DAF集團的一家工廠,後來經傳動巨頭採埃孚ZF倒手,收購了DAF的CVT業務,開始獨立生產CVT變速箱。諸如吉利、長城、江淮、比亞迪、東風柳汽等生產的CVT車型均來自於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變速箱同樣採用邦奇公司的產品,但後來奇瑞自主研發了CVT無級變速箱技術,併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。但這並不是說CVT變速箱不好,而是對於奧迪來說,在技術層面上,無論CVT變速箱技術優秀,終歸不符合其對運行性追求的定位,並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四驅系統進行匹配。在企業運營的角度來看,雖然CVT變速箱的成本低,但相比零部件大規模通用化的其它變速箱來說,成本上並不占據優勢,而縮減採購變速箱的品種又能夠降低其整體的成本。所以,只能說CVT現階段不合適奧迪的車型。反而,更加註重經濟實用的日系品牌更加偏愛於此。

● 總結

  未來的CVT變速箱技術依然會有提升的空間,例如壓力鋼帶、鏈條的優化設計,一方面減小摩擦損耗的功率,另一方面鋼帶和鏈條小型化後能夠實現更寬廣的傳動比;利用扭矩感測器,進一步優化錐盤壓緊機構的液壓控制系統等等。

  目前,全球車企使用CVT無級變速箱最多的當屬日系品牌,而日系品牌CVT變速箱的壓力鋼帶幾乎都是來自於德國博世,所以,可以說博世才是全球CVT變速箱背後的大佬。另外,雖然舍弗勒和奧迪合作研發的鏈條式CVT變速箱也有一定市場份額,但現在連奧迪自家都棄用了CVT變速箱,舍弗勒的CVT業務該何去何從,一切都是未知數。在國內,中國品牌通過引進比利時邦奇公司的CVT技術,也有CVT車型的出現,但國家支持發展DCT雙離合變速箱的勢頭,已經壓過了企業對其它自動變速箱的。或許,在更加註重實用性和平順性的日本才是CVT的最後歸宿。(文/圖 汽車之家 夏志猛)


views:
继续阅读