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經濟平順 解讀自主品牌主流CVT變速箱

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CVT的歷史、結構和原理

   [汽車之家 技術]  變速箱的未來會怎樣發展?不同的廠家會給出不同的答案。當傳統的行星齒輪結構變速箱將要到達技術上的瓶頸時,德國人開始熱衷于搞雙離合(DCT),而日本人更喜歡研究CVT(無級變速箱),國內的自主品牌在變速箱的選擇上似乎仍處于“百花齊放”的狀態,其中有很多廠家便選擇了主打經濟平順的CVT,但由于市場、成本等綜合原因所限,很少有機會跟像愛信(AISIN)、加特可(JATCO)這樣的變速箱廠商合作。不過,有需要就會有商機,有商機就會有解決方案,我們今天要聊的就是目前國內自主品牌選擇最多的CVT變速箱。

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CVT變速箱的簡史

   在話題開始之初,還是讓我們先來回顧一下CVT的前世今生。要了解CVT的身世,還要追溯到幾個世紀前的意大利,那時的世界大概還不知道汽車是什么。偉大的天才藝術家、同時也是發明家的萊昂納多·達芬奇就提出了一種無級變速的概念。直到1886年,戴姆勒和本茨發明的世界上第一臺汽車就搭載了一臺無級變速箱。這臺無級變速箱同時也擁有了歐洲第一個依靠皮帶摩擦傳動的CVT變速箱專利。1958年,荷蘭DAF公司推出了裝備了雙V型橡膠帶式CVT的轎車DAF600,并取得了不錯的銷量。

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   如今我們看到的大多數的CVT都使用了鋼帶作為傳遞動力的介質,而鋼帶的專利最早是由荷蘭VDT公司掌握,并在1995年被零備件巨頭德國博世(想了解產業巨人博世背后的故事?請點擊這里)收購。如今,世界上大部分的CVT鋼帶依然由博世提供。當然,并非所有的CVT都會使用鋼帶,例如奧迪的Multitronic就是用了舍弗勒提供的鋼質鏈條。

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CVT的原理和優勢

   相比于復雜的傳統行星齒輪組AT變速箱,CVT的結構相對更加簡單。以最常見的鋼帶式CVT為例,其最為核心的、實現可變傳動比的部件就是兩個錐輪和一條鋼帶。CVT的低擋位為小直徑的主動輪帶動大直徑從動輪,隨擋位提升,主動輪直徑變大,從動輪變小。在實際工作狀態下,根據扭矩和輸出功率的變化,錐輪組按照預定的模式在電腦及其液壓油缸的控制下相對變化:當車輛需要較大扭矩時(如車輛啟動加速),需要大的減速比,主動錐輪組向兩邊分開,形成較小的工作圓,從動輪向中間擠壓,工作圓較大;而在車輛需要扭矩降低時(如高速勻速行駛),則反之。并以其中的鏈帶作為動力傳遞。這樣的運動形式,和其他變速器的變速原理完全一樣,只是殊途同歸而已。而根據動力需求制造出任意齒比的“擋位”,在速比變化時,沒有了換擋的沖擊,這便是無級變速的原理和意義。

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更多精彩視頻,盡在汽車之家視頻頻道
『CVT變速箱結構及原理視頻』

   除了沒有擋位沖擊帶來的舒適性方面的優勢以外,由于駕駛者在駕駛中可以通過控制油門踏板,令發動機轉速保持在一個比較經濟的范圍內,只依靠CVT內部變速比的變化而提升車速,以達到經濟行駛的目的,這也是CVT的最佳運行方式。

   另外,CVT的變速箱油除了具有傳統變速箱油潤滑、控制的作用之外,還決定了CVT鋼帶的摩擦系數,因此所有的CVT變速箱油都是特制的。消費者在購買了使用CVT變速箱的車輛后,一定不能貪圖便宜隨意更換變速箱油,特別是不能換用AT變速箱油,否則會導致CVT鋼帶打滑或者損壞的嚴重后果。

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自主品牌CVT從哪里來

自主品牌的選擇

   盡管有些自主品牌通過自身研發或收購已經具備了生產自動變速箱的能力,但僅就CVT而言,除奇瑞、北汽已經或即將具備生產能力,大多數自主品牌還需要采購成熟的產品。說到這里問題來了:自主品牌們通常會選擇誰的產品呢?比利時邦奇,這是一個對大多數消費者都十分陌生的名字,但它卻與國內目前主流的自主品牌如吉利、奇瑞、長安(新產品已經與愛信進行合作)、江淮、比亞迪、東風柳汽等都有著密切的合作關系。確切的說,這些品牌曾經或正在使用的CVT變速箱,都來自于邦奇。

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   盡管在國內不那么有名,但邦奇也絕對算得上大有來頭,如果要追溯它的歷史,恐怕要回到1972年的荷蘭。那時候,首創雙V型橡膠帶式CVT的DAF公司已經擁有了自己的CVT變速箱工廠,而這間工廠在1999年被著名的德國ZF(采埃孚)收購,專門生產CVT變速箱。這一時期的MINI、沃爾沃和MG等車型的CVT都來自ZF。2006年,比利時邦奇(Punch)集團將ZF公司的CVT事業部收購,成立了邦奇傳動系統公司(Punch Powertrain),從此開始了獨立研發CVT變速箱的歷史。

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   目前,邦奇CVT的研發工作依然交給位于比利時圣特雷登的總部研發機構進行,而在中國江蘇南京,邦奇也成立了工廠和研發部門,在這里,邦奇主要生產VT2、VT3兩款成熟產品供給國內的自主品牌車企,同時也可以進行一些本地研發、標定和售后服務。

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   除了邦奇以外,國內還有一些獨立CVT生產廠家,比如位于湖南的江麓容大車輛傳動股份有限公司和重慶青山工業有限責任公司。其中江麓容大通過與博世技術合作,將于2015年推出全新的變速箱產品RDC16,一些自主品牌如眾泰、力帆和昌河鈴木等或將匹配該公司的CVT產品。

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● 自主品牌選用最多的CVT變速箱

   目前,邦奇南京工廠生產的VT2及其改進型號CVT變速箱可以說是國內自主品牌選用最多的CVT變速箱。它的特點是燃油經濟性較好、傳動效率較高,同時成本控制較為出色。因為最大輸入扭矩的關系,因此VT2更適合于搭載了1.6L及以下的緊湊型車或小型車。

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   VT2的特點之一就是使用濕式多片離合器代替了傳統的液力變矩器。這樣做的好處是可以降低重量、控制成本,同時多片離合器的響應也更加直接。不過,這樣的結構也會帶來一些不足:由于沒有了液力變矩器液力緩沖,而采用了多片離合器的硬性連接,因此理論上在選擇倒擋、空擋、前進擋時會產生少許的沖擊感,舒適性稍有欠缺。

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   此外,針對扭矩更高的自主品牌小排量渦輪增壓發動機,邦奇也與廠家一起推出了VT2的改進版本,通過對一些結構上的加強以及夾緊力的調整,CVT就可以承受更大的扭矩。

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CVT變速箱的標定

   一臺變速箱從無到有,按照產品開發體系從最初的市場調研、信息收集直到最后的量產上市需要經歷多個階段,而變速箱的標定和耐久性測試則貫穿于整個開發體系的后期階段。對于CVT變速箱來說,錐輪對鋼帶的夾緊力、變速箱的換擋策略都是需要標定的內容。

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   變速箱的標定是非常重要的,優秀的標定才能真正發揮出變速箱和發動機各自的優勢。同時,標定是一個復雜而重復性的工作,期間需要對每一個設定進行不斷的修正,才能最終獲得最佳的方案。

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首次揭秘CVT生產過程

● CVT變速箱是如何生產的?

   我們已經介紹過很多生產整車的工廠和生產線,而CVT變速箱的生產過程卻從來沒有被披露過。為此我們來到邦奇南京工廠的車間內,帶您一起簡單了解一下CVT變速箱是如何生產出來的。

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總結:

   談到CVT變速箱,很多人都會認為它“簡單、原始、無聊和缺乏激情”,但經過對CVT變速箱的歷史、原理以及標定和生產的了解,我們會發現CVT其實并不像它結構上看起來那么簡單。相比起現在被追捧的雙離合(DCT)以及8AT、9AT甚至是10AT變速箱,CVT盡管確實在行駛感官刺激方面有一定差距,但它在保持了優秀經濟性的特點之外,成本更低,也更容易實現優秀的行駛品質,因此眾多自主品牌將其作為旗下產品的首選變速箱是有道理的。

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   此外,CVT和DCT一起,成為了國際汽車巨頭們對自動變速箱未來預判的兩大分支,以日本品牌為代表的“CVT派系”廠家正在不斷探索開發著CVT的潛能,CVT也將在未來實現更為多樣化的駕駛感受。CVT能否依靠自身的優勢在未來大顯身手呢?以上是我們收集的來自編輯部內部的一些觀點,也歡迎您在留言區表達出自己的想法和見解!


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