CVT(Continuously variable transmission连续可变变速器),这种看起来很简单的变速技术,出现的很早,但多用于摩托车等小功率机动车,因为难以克服的技术困难,传动效率提升比较困难,而且难以承受过大的荷载,所以大排量、大动力、高价格的车型上基本都弃用CVT变速箱。
CVT的变速原理并不复杂,非要追溯大致可以归功于莱昂纳多·达凡奇在1490年画的设计图,而在最早应用于水力锯床后,在1896年就曾安装在早期的汽车上,包括戴姆勒奔驰在20世纪初也曾使用过CVT变速器。
丰田Super CVT-i变速器
CVT原理上简单,但运用到汽车上就并不简单了,因为采用的是摩擦力,拉太松了动力传递上会打滑,拉太紧了材料上不容易做到,且过分的紧仍然会损耗动力,所以防止打滑、防止过热失效、提升传递销量是CVT尚需努力的方面,而且CVT还有加速过于平滑,只能提供无趣的驾驶感受,所以需要汽车厂家在设计CVT变速箱的变速逻辑时,人为的破坏其平滑性,模拟出一定的换挡效果,增强驾驶的动态感受。
日产的Extroid CVT
现在还在生产、使用CVT的汽车厂家有斯巴鲁、日产雷诺、丰田、本田、三菱、大众奥迪和奔驰,人们印象中日系爱用CVT是正确的,几乎所有日系汽车品牌都有使用CVT变速箱的车型。
但随着技术的进步,CVT能承受的力量越来越大,也能使用在比较偏向运动的车型上。比如斯巴鲁的多款车型采用的CVT变速箱。
日产等品牌采用的CVT变速器,使用的是钢带结构,钢带多由大家熟知的汽车零件供应商博世来提供,现在的技术理论可以承受的最大传动力量为380N·m。
博世最新的钢带,公布的可承受扭矩最大可达到450N·m,大多数2.0T的主流涡轮增压发动机,扭矩都不超过这个限额。
但是采用钢带的CVT,其传动结构是主动轮推动钢带,钢带将推力传递到从动轮,让从动轮转动。而摩擦力来自钢带之间的摩擦力和轮间的距离产生的拉力,在主动轮施加力量时,极限到来就会出现滑动,这对突然的急加速、大阻力做功等工作状态下是否能承受的住,都造成了较大的压力。
而奥迪与斯巴鲁多款车型上采用的CVT,没有采用钢带传动结构,而是通过主动轮和从动轮之间增加湿式多片离合器、传感器、钢链等机构进行传动。
钢链结合会通过离合器,有一个半连动到锁死的过程,这样就缓解了扭矩突然变化造成的滑动现象,并减少摩擦力被破坏,造成动力流失的现象发生。而钢链由超过400片强度超过2000mpa的高强度钢片组成,可承受的扭矩可以达到420N·m,甚至更大些的扭矩,由于湿式离合器的存在,理论上也可以使用。而且钢链传动是主动轮拉动链条来带动从动轮,扭力加大的情况下,链条被拉动,会有些自锁力,更不容易发生滑动。
斯巴鲁的运动轿车Levorg GT的2.0T车型,百公里加速在能达到接近5秒,最大扭矩400N·m,使用斯巴鲁的Lineartronic CVT变速器,还是全时四驱,仍然是堪用的。
而斯巴鲁的CVT变速器,理论上的热失效,是6000转工作4小时,这需要用180km/h以上的速度,连续跑4个小时,才可能引起热失效。在实际使用中,应该不会存在这种使用状态。
但无论是CVT,还是双离合,在稳定性和成熟度上,都还是比不上AT变速器,而且从驾驶乐趣和适宜的换挡冲击角度,AT变速器都最符合大众的使用习惯,所以豪华品牌的中型以上车型,绝大多数都还是使用着AT变速箱。而在制造成本上,通常AT变速箱会比较高。
除了双离合变速箱的一个不计成本的特殊产品,保时捷PDK双离合变速箱。换挡超级快,还非常平顺,比AT变速箱能达到的极限似乎更优秀。
缺点就是超级贵,保时捷与ZF合作研制的PDK变速箱在911上换挡时间仅需0.02秒,但因为成本原因,在Panamera、在卡宴、在Macan上虽然都是PDK,但性能并不一样。
2018款保时捷Panamera 4S 2.9T四驱版,4座轿跑151万元起,0-100km/h加速只要4.4秒,搭载的PDK变速箱功不可没。
无论是CVT、双离合还是AT,随着技术发展,会让原先只用于高级车型的技术下放到大众车型,最终我们都能用更少的付出就享受到更好的汽车技术。
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