资讯详情

CVT无级变速那么顺滑,为什么只有日系品牌喜欢用?

SUV车友会 2019-10-07 11:04:29
15

公元1452年4月23日,一个千古难遇的奇才在意大利佛罗伦萨出生了,他的名字我们都不陌生,列奥纳多·达·芬奇。



除了《蒙娜丽莎》等一堆名画之外,他还留下了很多机械设计稿,从直升飞船到滑翔翼;从音乐盒到坦克车,每张都是脑洞大开。



在众多华丽丽的设计中,有张毫不起眼、意义不明、作用未知的草稿,看起来就是一大坨齿轮的组合,貌似达·芬奇试图让这些齿轮实现无缝切换,要不是因为出自名家之手,估计早被扔垃圾堆里去了。


还好没有被扔,不然,无级变速箱(CVT)这个改变汽车行业的发明,或者说改变世界的发明,就找不到它的老祖宗了。


现在的汽车的主流变速箱,无非就几种,像液力自动变速箱、双离合变速箱、手动变速箱。名字听起来很玄乎很复杂的,本质却很简单,就是通过大大小小的齿轮来回切换,改变传动比,达到变速的目的,你有多少组齿轮,就等于有多少个档位。



使用这种工作方式的变速箱,都面临两个难题:


1、每个齿轮的大小是有差距的,当你从一个切换到另一个时,齿轮间尺寸差距越大,产生的顿挫感和冲击感就越强,驾驶起来就越不平顺。


2、为了避免顿挫,就要不停给变速箱加档位,缩小齿轮的尺寸差距,从十几年前的4AT,加到现在的10AT,但车内空间总归是有限的,不可能无限往上增加档位。


虽然达·芬奇那年代没汽车,不知道他的设计稿是准备给什么机械用的,但可以肯定的是,他试图搞出不占地方、又能无缝切换的齿轮组。也许是受了达芬奇的启发,在汽车刚诞生不久的时候,包括奔驰在内的好几家汽车公司,都开始捣鼓CVT变速箱。


CVT的用来变速的核心部件是,两组锥形轮和连接带。


两组锥形轮都可以夹紧,把连接带“挤”到比较边缘的位置,相当于连接带挂在一个大齿轮上旋转,两组锥形轮也都可以松开,让连接带“掉”到接近中心的位置,此时连接带相当于挂在一个小齿轮上。


 


听不明白也没关系,可以随便找部自行车看看,跟CVT的变速原理是基本一样的。



只是自行车还依赖着一级一级的齿轮,链条只能停留在固定的几个档位,而CVT中的锥形轮表面是平滑过渡的,连接带可以停留在它的任意位置,所以理论上CVT能模拟无数个档位,所以它能让发动机始终处于最合适的档位,用最经济的状态工作,非常省油。


而且CVT也没有所谓的换挡动作,只是随着车速和发动机转速的改变,锥形轮逐渐夹紧、松开,再夹紧、再松开,是个渐变的过程。


其他变速箱从低档换到高档,就像不停走台阶,每上一阶都给你顿一下;而CVT从低档到高档,就像是爬个斜坡,就这么一路慢慢爬上去了,非常连贯和顺滑。


(CVT的锥形盘结构)


CVT的锥形盘设计确实非常巧妙,但最大的难题出在了连接带上,最开始各大厂商都是采用橡胶制的连接带,强度和寿命都不太够,所以跟动力很强的发动机合不来。


这个难题用了几十年都没能解决,所以CVT当时只能应用在摩托车或者小农机上面,跟汽车基本上无缘,很多汽车厂商都直接弃疗了,转投液力自动变速箱。


对CVT比较执着的,不是今天德国、日本、美国这些汽车强国,而是不起眼的荷兰,那有家汽车公司叫DAF,他们对CVT有种迷之好感,绞尽了脑汁去改进。


他们有一种改进方案是,分摊。


再多加俩锥形盘和一根橡胶带,一起承受发动机的疯狂输出,生存压力就会小很多。他们给这款CVT取名为Variomatic,很快装备在公司旗下的家轿上面,所以Variomatic也成为了第一台大规模量产的CVT。


(Variomatic与DAF 600轿车 )


但DAF后来又自己推翻了这种设计,因为他们决定用强度更高的金属,来替代原本的橡胶作为连接带,就不用像Variomatic那样费力多加俩锥形盘了,可以节约空间。


嗅觉敏锐的汽车业人士们,感觉这才是CVT的正确发展方向,本着研发费事、收购省事的原则,大家都盯上了DAF的技术和专利,在几次转让之后,最终在90年代到了德国博世公司的手里。


博世何许人也?全球第一大汽车技术供应商,百年老字号大品牌,世界500强企业之一。它得到DAF的研究成果之后,很快搞出了一种特殊结构的压力钢带,强度高于之前所有连接带,扫清了CVT普及的最后一个障碍。


(博世的CVT压力钢带结构)


有博世的钢带撑腰,各家汽车品牌开始放心大胆地搞起了自己的CVT,不仅有我们今天熟知的日系,丰田、本田、日产……;美系车也喜欢用,比如Jeep的指南者、自由客,德系车也很喜欢用,比如奔驰的A级/B级,奥迪A4/A6,甚至还有Mini,它们都装配过CVT变速箱。



但众所周知,现在日系车遍地都是CVT,几乎已经成了代言人,但美系车、德系车却已经很少装备CVT了,这又是为什么呢?


原因很简单,CVT的特性,对于欧洲和美国来说,并不是那么合适。


欧洲多山路、弯路,所以那边的司机非常注重车的运动性,CVT虽然平顺,但缺少换挡的感觉,开起来平淡如水,想要运动感,双离合和液力自动变速箱都能给你,又想激情又想省油,那还可以选择手动挡。


美国人从来不心疼油,满脑子都是大马力大马力,CVT虽然通过钢带得到了加强,但承受能力依然不如齿轮组,要驾驭三、四百马力以上的性能野兽,还是相当困难的。



然后21世纪初的CVT,多多少少也存在一些缺陷,比如说钢带容易在锥形盘上打滑,比如说故障率高,总之就是好处没享受多少,还得面对一堆问题,大家觉得欧美人会买账吗?所以美系、德系相继弃疗。


但日本人就离不开CVT了,因为日本又缺油、国土又小,城市里常年挤满了车走走停停,很考验平顺性,所以CVT绝对是最适合日本人平常使用的变速箱,所以日系始终坚守CVT的阵地,不断改进,推陈出新。


十几年过去,大家都产生了一种错觉,认为CVT就代表着日系,日系车就代表着CVT,他们已经把CVT从一种结构,玩成了一种信仰。



收藏

发表评论

请发表评论...
表情
TA的文章

当前没有数据