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科普:开了8年的CVT ,换车以后才明白,日系坚持用的CVT缺点很明显

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首发·众口说车

自己有一辆日系的斯巴鲁森林人,2.5L水平对置发动机,CVT变速箱。这辆车我开了8年跑了25万公里,后来换了一辆林肯飞行家。因此对于CVT还是有亲身感受的。

作为三大自动变速箱之一,CVT是一个从问世就一直被质疑的自动变速箱,尽管吐槽不断,但是日系的中小排量车型,仍然坚持使用CVT,这里面除了成本因素以外,还是有一些优缺点的。下面从原理角度跟各位小伙伴分享一下。

CVT变速箱的原理和结构

CVT变速箱一共有两种结构:

  • 液力变矩器+锥轮+钢带(链条)
  • 多片离合器+锥轮+钢带(链条)

CVT从结构上可以看成由两段组成,在变速箱前段,早期的CVT变速箱采用的大都是多片离合器结构,比如奥迪的Mulitronic CVT,前段采用的就是一组湿式多片离合器,利用离合器片的半联动和结合、分离实现缓冲和传递动力。

而现代的CVT在变速箱前段大都采用了液力变矩器结构,比如日产的Xtronic CVT、斯巴鲁的lineartronic CVT,万里扬的CVT,采用的就是液力变矩器,相对而言,采用液力变矩器结构进行缓冲和传递有很大的优点。动力传递更稳定,磨损小。液力变矩器采用变速箱油传递动力,除了在起步瞬间液力变矩器内部的锁止离合器处于分离以外,在CVT整个变速速域区间,液力变矩器始终处于结合状态,动力传递效率比较高。

在CVT变速箱的后段,采用的都是锥轮压紧钢带、链条的方式传递动力,锥轮在液压系统的控制下,改变锥轮的轴向内径,达到改变传动比的目的。此外,CVT还会在末端集成一个小型行星齿轮组,用于改变动力传递方向,实现倒档。

钢带和链条的区别

目前,日产、爱信、万里扬、本田的CVT采用了钢带模式,钢带由博世授权生产,由一个个小的钢片组成,这种结构的钢带和锥轮的接触面比较大,接触面比较平滑,对锥轮的损伤比较小。目前自然吸气2.5L以及以下、涡轮增压1.5T及以下涡轮增压发动机匹配的基本上都是钢带。通常最大可承受扭矩不超过350牛米。

而奥迪、斯巴鲁等车企采用的是链条模式,由舍弗勒授权生产的,链条由多组钢片纵向排列,并由多个柱状连接销串联而成组成,链条是通过拉的方式传递动力,连接销和椎轮接触,链条本身并不和椎盘接触。相对来说,链条的可承受扭矩大的多,目前可以完全承受2.0T发动机最大 500牛米的扭矩。

通过8年的驾驶CVT车型的感受,我总结出CVT有以下优缺点,跟大家分享一下。

CVT变速箱的优点

  • 结构简单,成本低

CVT的零部件数量较少,比6AT要少10%,结构上也比较简单,两个锥轮、一根钢带、液压控制系统、行星齿轮装置、液力变矩器、电控单元,这些都已模块化。

  • 平顺性好,油耗低

CVT没有物理档位,没有换挡顿挫感,加速平滑,所以又称为无级变速,变速箱的模拟挡位不会限制发动机转速,允许发动机运转在最佳功率输出转速,用最简单的机构实现最佳油耗表现,这也许就是日系坚持使用CVT的重要原因。而如果要实现差不多的油耗表现,AT挡位要最少8个,双离合也要7个。

  • 无需变速箱标定匹配,自动适配

带有物理档位的AT和DCT变速箱设计定型以后,还要和车企进行挡位标定和匹配,根据匹配的发动机转速、扭矩参数,标定什么转速、速度时升档和降档。这种标定需要很长时间的反复测试,而且,由于每个人的驾驶习惯不同,无法照顾到大多数人的驾驶感受。

而CVT变速箱则简单多了,只需要根据扭矩和功率曲线,给定一个最高的有效输出范围,剩下的事情,CVT可以自己控制,无需复杂标定,还可以无缝匹配更多的变速箱。

  • 体积小,重量轻

CVT变速箱的体积是所有变速箱里最小的,无论是横置还是纵置,都易于布置和安放。在重量方面,CVT也只有几十公斤,而AT和双离合由于有大量的机械齿轮,因此重量要大的多。更轻的重量,也有利于汽车轻量化处理,更有利于降低油耗。

CVT变速箱缺点

  • 运动性不强,加速感差

由于结构上限制,Cvt的动力传递主要靠锥轮和钢带或者链条之间的静摩擦实现,为了避免打滑,CVT变速箱在急加速时需要液压控制锥轮变径,这需要一定时间,因此,CVT变速箱的运动感并不强,并没有带有物理档位的at或者是dct那样有强烈的降档顿挫感。这种感觉没有什么驾驶乐趣,就是异常的平顺。

  • 低温冷保护,加速感差,变速箱不升档

CVT还有一个比较明显的缺点,就是在低温环境下,为了使变速箱油温尽快达到工作温度,CVT的液力变矩器是不锁定的,这样做的目的是使变速箱油在泵轮和涡轮之间的搅动下迅速升温。但是带来的后果就是加速感差,另外,在这个状态下,CVT会控制变速箱在低档位下运转,表现为发动机转速偏高。这种情况在极低温度下一般会持续七八公里才能够解除。

网上谣传的关于CVT的几个误区

  • CVT钢带打滑

明确的说,CVT是不允许打滑的,因为CVT设计时就要求以静摩擦力去传递动力,一旦打滑CVT就会由静摩擦转变为滑动摩擦,就会导致锥轮和钢带产生损耗,也就是说,打滑一定是有故障了。

为了避免打滑,在急加速瞬间,变速箱不会首先控制锥轮,TCU会控制液压系统首先施加一个足够大的压力,避免打滑,然后控制锥轮进行变径,等到变速箱达到目标传动比以后,TCU会逐渐降低施加的压力,以减少动力损耗。最终在匀速行驶时,达到不打滑允许的最小压力。也就是说,只要油门开度有变化,CVT就会控制锥轮压力,根本不存在打滑的可能。当然,

  • CVT脆弱,耐久性差,30万公里就报废

其实CVT脆弱和耐久性差本身就是个谣言,CVT虽然运动性差,但是不等于耐久性差,只不过CVT变速箱一旦出现故障,钢带大概率会散,锥轮也会划伤。表现出很严重的样子,但是,其实际的维修价格并不高。从实际的维修概率看,CVT并没有表现出比AT或者DCT更高的维修率。很多商用车比如奥德赛、艾力绅等跑几十万公里很正常!而很多用日产跑网约车的,跑个60-70万公里也大有人在。

CVT日常使用注意事项

  • 1、冷保护期间不要大脚油门急加速,更不要通过熄火重启或者技术手段解除冷保护
  • 2、急加速超车时要先试探性给一脚,然后缓一秒再加速。
  • 3、尽量避免急加速瞬间又急刹车工况
  • 4、变速箱油到底是否需要更换?反正我的森林人24万公里没有更换,不过CVT油压很重要,定期检查油压很重要

CVT在不断的进化

CVT变速箱的弱项是低扭,低速起步、瞬间急加速响应,而丰田最新的CVT加入了低速运动档,在急加速和起步工况,直接采用齿轮传递动力,等到速度稳定时再切换到钢带传递,这样就有效解决了CVT不能瞬间承受大扭矩的问题。目前这款CVT甚至用到了硬派越野车普拉多上。

写在最后:

CVT并不完美,有着诸多缺点,日系坚持用CVT更多的因素是处于技术传承、车辆定位以及成本考虑。本文只是客观分析技术,不喜勿喷,欢迎评论区留言探讨!

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