CVT那麼順滑,為什麼只有日系品牌喜歡用?

2019-07-19     更懂車

公元1452年4月23日,一個千古難遇的奇才在義大利佛羅倫斯出生了,他的名字我們都不陌生,李奧納多·達·文西。

除了《蒙娜麗莎》等一堆名畫之外,他還留下了很多機械設計稿,從直升飛船到滑翔翼;從音樂盒到坦克車,每張都是腦洞大開。

在眾多華麗麗的設計中,有張毫不起眼、意義不明、作用未知的草稿,看起來就是一大坨齒輪的組合,貌似達·文西試圖讓這些齒輪實現無縫切換,要不是因為出自名家之手,估計早被扔垃圾堆里去了。

還好沒有被扔,不然,無級變速箱(CVT)這個改變汽車行業的發明,或者說改變世界的發明,就找不到它的老祖宗了。

現在的汽車的主流變速箱,無非就幾種,像液力自動變速箱、雙離合變速箱、手動變速箱。名字聽起來很玄乎很複雜的,本質卻很簡單,就是通過大大小小的齒輪來回切換,改變傳動比,達到變速的目的,你有多少組齒輪,就等於有多少個檔位。

使用這種工作方式的變速箱,都面臨兩個難題:

1、每個齒輪的大小是有差距的,當你從一個切換到另一個時,齒輪間尺寸差距越大,產生的頓挫感和衝擊感就越強,駕駛起來就越不平順。

2、為了避免頓挫,就要不停給變速箱加檔位,縮小齒輪的尺寸差距,從十幾年前的4AT,加到現在的10AT,但車內空間總歸是有限的,不可能無限往上增加檔位。

雖然達·文西那年代沒汽車,不知道他的設計稿是準備給什麼機械用的,但可以肯定的是,他試圖搞出不占地方、又能無縫切換的齒輪組。也許是受了達文西的啟發,在汽車剛誕生不久的時候,包括奔馳在內的好幾家汽車公司,都開始搗鼓CVT變速箱。

CVT的用來變速的核心部件是,兩組錐形輪和連接帶。

兩組錐形輪都可以夾緊,把連接帶「擠」到比較邊緣的位置,相當於連接帶掛在一個大齒輪上旋轉,兩組錐形輪也都可以鬆開,讓連接帶「掉」到接近中心的位置,此時連接帶相當於掛在一個小齒輪上。

聽不明白也沒關係,可以隨便找部自行車看看,跟CVT的變速原理是基本一樣的。

只是自行車還依賴著一級一級的齒輪,鏈條只能停留在固定的幾個檔位,而CVT中的錐形輪表面是平滑過渡的,連接帶可以停留在它的任意位置,所以理論上CVT能模擬無數個檔位,所以它能讓發動機始終處於最合適的檔位,用最經濟的狀態工作,非常省油。

而且CVT也沒有所謂的換擋動作,只是隨著車速和發動機轉速的改變,錐形輪逐漸夾緊、鬆開,再夾緊、再鬆開,是個漸變的過程。

其他變速箱從低檔換到高檔,就像不停走台階,每上一階都給你頓一下;而CVT從低檔到高檔,就像是爬個斜坡,就這麼一路慢慢爬上去了,非常連貫和順滑。

(CVT的錐形盤結構)

CVT的錐形盤設計確實非常巧妙,但最大的難題出在了連接帶上,最開始各大廠商都是採用橡膠制的連接帶,強度和壽命都不太夠,所以跟動力很強的發動機合不來。

這個難題用了幾十年都沒能解決,所以CVT當時只能應用在摩托車或者小農機上面,跟汽車基本上無緣,很多汽車廠商都直接棄療了,轉投液力自動變速箱。

對CVT比較執著的,不是今天德國、日本、美國這些汽車強國,而是不起眼的荷蘭,那有家汽車公司叫DAF,他們對CVT有種迷之好感,絞盡了腦汁去改進。

他們有一種改進方案是,分攤。

再多加倆錐形盤和一根橡膠帶,一起承受發動機的瘋狂輸出,生存壓力就會小很多。他們給這款CVT取名為Variomatic,很快裝備在公司旗下的家轎上面,所以Variomatic也成為了第一台大規模量產的CVT。

(Variomatic與DAF 600轎車 )

但DAF後來又自己推翻了這種設計,因為他們決定用強度更高的金屬,來替代原本的橡膠作為連接帶,就不用像Variomatic那樣費力多加倆錐形盤了,可以節約空間。

嗅覺敏銳的汽車業人士們,感覺這才是CVT的正確發展方向,本著研發費事、收購省事的原則,大家都盯上了DAF的技術和專利,在幾次轉讓之後,最終在90年代到了德國博世公司的手裡。

博世何許人也?全球第一大汽車技術供應商,百年老字號大品牌,世界500強企業之一。它得到DAF的研究成果之後,很快搞出了一種特殊結構的壓力鋼帶,強度高於之前所有連接帶,掃清了CVT普及的最後一個障礙。

(博世的CVT壓力鋼帶結構)

有博世的鋼帶撐腰,各家汽車品牌開始放心大膽地搞起了自己的CVT,不僅有我們今天熟知的日系,豐田、本田、日產……;美系車也喜歡用,比如Jeep的指南者、自由客,德系車也很喜歡用,比如奔馳的A級/B級,奧迪A4/A6,甚至還有Mini,它們都裝配過CVT變速箱。

但眾所周知,現在日系車遍地都是CVT,幾乎已經成了代言人,但美系車、德系車卻已經很少裝備CVT了,這又是為什麼呢?

原因很簡單,CVT的特性,對於歐洲和美國來說,並不是那麼合適。

歐洲多山路、彎路,所以那邊的司機非常注重車的運動性,CVT雖然平順,但缺少換擋的感覺,開起來平淡如水,想要運動感,雙離合和液力自動變速箱都能給你,又想激情又想省油,那還可以選擇手動擋。

美國人從來不心疼油,滿腦子都是大馬力大馬力,CVT雖然通過鋼帶得到了加強,但承受能力依然不如齒輪組,要駕馭三、四百馬力以上的性能野獸,還是相當困難的。

然後21世紀初的CVT,多多少少也存在一些缺陷,比如說鋼帶容易在錐形盤上打滑,比如說故障率高,總之就是好處沒享受多少,還得面對一堆問題,大家覺得歐美人會買帳嗎?所以美系、德系相繼棄療。

但日本人就離不開CVT了,因為日本又缺油、國土又小,城市裡常年擠滿了車走走停停,很考驗平順性,所以CVT絕對是最適合日本人平常使用的變速箱,所以日系始終堅守CVT的陣地,不斷改進,推陳出新。

十幾年過去,大家都產生了一種錯覺,認為CVT就代表著日系,日系車就代表著CVT,他們已經把CVT從一種結構,玩成了一種信仰。

文章來源: https://twgreatdaily.com/auc22WwBJleJMoPMxo0A.html