前段時(shí)間,Jatco廣州分公司迎來(lái)了自己的十周年,邀請(qǐng)我參觀Jatco廣州工廠,我自己是騏達(dá)車(chē)主,騏達(dá)用的就是Jatco提供的CVT變速箱,Jatco也算是我的半個(gè)“娘家”吧,所以就欣然應(yīng)允了。 現(xiàn)在變速箱技術(shù)發(fā)展飛快,雙離合變速箱、多擋位變速箱的趨勢(shì)越發(fā)明顯,然而我依然認(rèn)為1.0~2.5這個(gè)排量區(qū)間(更準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)應(yīng)該是100~250Nm扭矩區(qū)間),最適用的變速箱形態(tài)是CVT。
評(píng)價(jià)變速箱性能常用兩個(gè)指標(biāo),傳動(dòng)比范圍和擋位細(xì)膩度。在這兩個(gè)環(huán)節(jié),有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),甚至是作弊一般的存在。更不用說(shuō)CVT變速箱根本就不需要討論換擋平順性這個(gè)事實(shí)了。
要擴(kuò)大變速箱的變速比范圍的做法有兩個(gè),要么就拉寬相鄰擋位的傳動(dòng)比率,要么增加擋位數(shù)。這就像設(shè)計(jì)一道通往更高處的樓梯,要么增加階梯的步進(jìn)高度,要么增加階梯數(shù)。但前一種做法爬起來(lái)很吃力,相鄰擋位落差太大,換擋平順性也很難照顧得到,例如愛(ài)信4AT就是吃了擋位數(shù)量有限的虧;后一種做法爬起來(lái)比較輕松,但制造樓梯的復(fù)雜度就增加了,多擋位變速箱,增加零件數(shù)的同時(shí)又要控制體積,設(shè)計(jì)難度大,成本必然上升。 但對(duì)于CVT變速箱來(lái)說(shuō),寬傳動(dòng)比就比較容易實(shí)現(xiàn)了。而且CVT的原理就決定了CVT根本不存在擋位落差的問(wèn)題,這樣就算傳動(dòng)范圍加大了,“換擋”品質(zhì)(其實(shí)CVT并沒(méi)有換擋的概念)也不會(huì)受到影響。 傳動(dòng)比范圍,以Jatco的CVT7 W/R(Wide Range=寬速比)為例,是拉大了副變速箱(就像變速自行車(chē)的牙盤(pán)也能變速)的兩個(gè)傳動(dòng)比,于是將變速比放大到8.7,一個(gè)傳統(tǒng)AT變速箱用9個(gè)擋位都不容易實(shí)現(xiàn)的超大齒比范圍。與此同時(shí),CVT7 W/R還能夠控制好變速箱的總體積。 擁有寬齒比,最大的好處就是,低速時(shí)可以有更強(qiáng)的減速增扭效果,提速輕快;勻速行駛工況可以盡可能壓低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,降低勻速巡航油耗。不過(guò)降低傳動(dòng)比也有邊際效應(yīng),在6.0到8.5之間對(duì)油耗的改善效果非常明顯,超過(guò)8.5之后,傳動(dòng)比對(duì)高速巡航燃油經(jīng)濟(jì)性的貢獻(xiàn)就沒(méi)那么大了。 理論分析歸理論分析,接下來(lái)我們上更多干貨,科學(xué)地論證CVT怎么迎合消費(fèi)者的需求,吹也要吹得有理有據(jù)。 首先,小排量發(fā)動(dòng)機(jī)用家,對(duì)油耗和動(dòng)力響應(yīng)性是最敏感的。油耗比較好理解,使用這種小排量低動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)型,本身定位就是經(jīng)濟(jì)適用型小車(chē),車(chē)主對(duì)用車(chē)成本相對(duì)比較敏感,油耗自然是越低越好。需要提速的時(shí)候,對(duì)于大功率發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),就算油門(mén)反應(yīng)慢半拍,足夠的動(dòng)力儲(chǔ)備還是能把該干的事情干完,是快船就不怕慢開(kāi);但對(duì)于小功率發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),動(dòng)力響應(yīng)及時(shí)更重要,所謂的笨鳥(niǎo)必須先飛嘛。
那么CVT是怎么做到低油耗和快響應(yīng)呢?
低油耗,除了剛才說(shuō)到的寬泛傳動(dòng)比帶來(lái)的低巡航轉(zhuǎn)速之外,在多變工況下,CVT也能發(fā)揮作用。
下面請(qǐng)看一張比畢加索的油畫(huà)還抽象的圖,有點(diǎn)像等高線地圖。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)這是一副發(fā)動(dòng)機(jī)的燃效分布圖。顏色越接近紅色燃效越高,表示在輸出相同功率的情況下需要消耗的燃油越少。豐田和本田的混合動(dòng)力系統(tǒng)之所以省油,就是因?yàn)橄到y(tǒng)可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)一直工作在高燃效區(qū)間(圖中紅色區(qū)域內(nèi))。
然后大家在圖中找一條粉紅色色的線。它的定義,就是“發(fā)動(dòng)機(jī)輸出不同功率的最佳燃效工作點(diǎn)的集合”。用人話來(lái)說(shuō),黑線上的每一個(gè)點(diǎn),都是輸出相應(yīng)功率下最省油的工況。如果有任何一套變速箱,能夠讓發(fā)動(dòng)機(jī)的工況越接近這條黑線,這套變速箱的省油本領(lǐng)越強(qiáng)。
對(duì)于有n個(gè)擋位的變速箱來(lái)說(shuō),車(chē)速和發(fā)動(dòng)機(jī)一共有n組對(duì)應(yīng)關(guān)系。所以大家不難想象,發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際工作情況下,只能與這條黑線做有限次相交,而無(wú)法長(zhǎng)期重合。有限擋位變速箱的多擋位趨勢(shì),除了是為了讓擋位之間銜接更加緊密之外,還有一個(gè)很重要的目的,就是為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)可以更接近分紅色線。
而對(duì)CVT變速箱來(lái)說(shuō),因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和車(chē)速不存在線性關(guān)系,用專(zhuān)業(yè)一點(diǎn)的話來(lái)說(shuō)就是“解耦”了,發(fā)動(dòng)機(jī)終于不受車(chē)速限制,可以放飛自我啦。于是,CVT就可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)一直在粉紅色線邊上蹭來(lái)蹭去,刷油耗。
對(duì)小排量發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),稍微提速也經(jīng)常需要降擋甚至是一次降多個(gè)擋來(lái)獲得更多動(dòng)力。但是如果發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的是有擋位的變速箱,降擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)從某個(gè)工作轉(zhuǎn)速瞬間拉升到某一個(gè)轉(zhuǎn)速,就會(huì)出現(xiàn)由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速突然拉升而導(dǎo)致的頓挫,就算降擋邏輯處理得比較好,也會(huì)有輕微的拉扯感。降擋品質(zhì)和降擋的速度通常無(wú)法同時(shí)兼顧。
對(duì)CVT來(lái)說(shuō),kick down的動(dòng)作并不像有擋位變速箱那樣發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速像上臺(tái)階一般,只能從一個(gè)點(diǎn)“跳躍”到另一個(gè)點(diǎn),而是像走斜坡那樣可以實(shí)現(xiàn)平順變化,所以kick down的過(guò)程也可以更加順滑。這個(gè)先天優(yōu)勢(shì)可以讓CVT變速箱“任性”地實(shí)現(xiàn)快速kick down。不服的各有機(jī)會(huì)可以試試斯巴魯現(xiàn)款的2.5車(chē)型、本田雅閣2.0,動(dòng)力響應(yīng)好到讓人無(wú)從投訴。 當(dāng)然,CVT變速箱雖然這么好,但也有明顯的局限性。能對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出范圍也比較有限,最大不能超過(guò)350Nm,在小排量高扭矩特性的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)大行其道的當(dāng)下,適配的范圍有點(diǎn)窄。就像全新一代的奧迪A4L,就是因?yàn)槠?.0T高功率版本扭矩達(dá)到370Nm而無(wú)法匹配CVT。
此外,CVT變速箱看似結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但是要想做出一副好的CVT并不簡(jiǎn)單,這導(dǎo)致世界上能做出優(yōu)秀CVT變速箱的企業(yè)也就那幾家。 其中,負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速的帶輪,是CVT的核心技術(shù)。摩擦面肩負(fù)著傳遞扭矩、改變傳動(dòng)比這兩個(gè)相互矛盾的職責(zé),前者需要高摩擦力,后者需要一定的潤(rùn)滑性能。
于是:帶輪的壓緊力要恰到好處,鋼帶既要繃得住又不能卡死;帶輪表面加工粗糙度既要快速擠出變速箱油實(shí)現(xiàn)高效傳動(dòng);又要在變速的時(shí)候讓鋼帶可以自由飛奔;靠?jī)蓚€(gè)摩擦面相互接觸而不是齒輪嚙合這種高效結(jié)構(gòu),帶輪既要耐磨,保證幾十萬(wàn)公里的行駛里程,帶輪本身還要有很強(qiáng)的剛性,以Jatco為例,熱處理階段要對(duì)帶輪進(jìn)行真空滲碳…… CVT雖然可以解放發(fā)動(dòng)機(jī),但是發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配難度也隨之而上升,內(nèi)部消化也就是最好的出路了。Jatco的CVT產(chǎn)量就占據(jù)全球37%的份額,供貨給日產(chǎn)、三菱、鈴木和納智捷;豐田(包括愛(ài)信)、本田、斯巴魯,乃至奇瑞,也是自產(chǎn)自銷(xiāo)的節(jié)奏。相對(duì)封閉的開(kāi)發(fā)環(huán)境,才能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的最佳配合。例如Jatco的CVT7 W/R,就是Jatco廣州分公司專(zhuān)門(mén)為中國(guó)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的,用來(lái)匹配日產(chǎn)HR16的1.6發(fā)動(dòng)機(jī),來(lái)進(jìn)一步改善日產(chǎn)1.6車(chē)型的燃油經(jīng)濟(jì)性。
不過(guò)CVT也并非完美,CVT聲音單調(diào)乏味,沒(méi)有韻律感,這也許是我對(duì)CVT唯一不滿的了。但是我自己想得很明白,家用車(chē)是不需要高潮迭起的發(fā)動(dòng)機(jī)咆哮的。 |
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來(lái)自: 求知_時(shí)光 > 《汽車(chē)保養(yǎng)》