cvt无级变速箱(CVT无级变速器有什么优点)
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CVT【Continuously Variable Transmission】无级变速器,CVT与有级变速器的区别在于,它的变速比不是间断的点,而是一系列连续的值,从而实现了良好的经济性、动力性和驾驶平顺性,而且降低了排放和成本。目前已经越来越普遍了,不仅很多低端车型开始大量配备,甚至日产乃至奥迪的个别豪华车型也采用了CVT变速箱。人们对CVT变速箱的印象基本相似「平顺」「节油」。由于CVT没有档位的先天特征,很多消费者也认为CVT比起那些低档位的自动变速箱,诸如4AT之类的要高级。不管怎样,CVT在双离合和传统AT强大的竞争力面前,生存了下来。存在就有它存在的理由,即是合理的。
1CVT靠一根钢带
我百度了一下CVT的资料,很多文章都会提到最先提出CVT概念的是西方古代有名的大才子达芬奇。谁发明了它,并不重要,重要的是它能带给我们什么不一样的感受,是否能比其他几款变速箱更加优秀,是不是未来变速箱发展的终点?
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如果从无档位这一点上开,CVT的确应该像自动变速箱发展的终点。即便在武侠小说里,武功的最高境界也是「无招胜有招」,更何况现在自动变速箱越来越多的档位为的不就是追求换挡更加平顺、档位分配更加密集的效果吗?
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事实告诉我们,或许并不是这样。没有档位或者是自动变速箱发展的重点,不代表CVT就是。CVT变速箱采用的是锥轮和链带方式,与传统AT和双离合变速箱执行方式有本质不同,但换挡原理一样。
你可以简单的把CVT无级变速箱的内部结构想象成两个锥轮组,钢带链带连接着它们。如同齿轮换挡一样,低档位小直径主动轮带动大直径从动轮,随着档位的不断攀升,主动轮不断增大,从动轮不断变小。CVT的实现方式是两个锥轮组通过靠近和分离的方式实现「类齿轮」式直径大小变化。当低档位时主动锥轮组分离,此时链带的工作园最小,而随着档位的提升,两个锥轮不断靠近,链带的工作园也就不断变大,最终达到换挡的目的。
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CVT主动变速箱一经推出就收到欢迎,原因是与其他变速箱工作原理完全一样,而在换挡时可以形成无数个档位,根据动力需求选定在任意档位上,档位与档位之间的切换也没有换挡冲击,尤其平顺。
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不过CVT变速箱依然需要和AT结构一样的液力变矩器、调节动力传递方向的单排行星齿轮以及离合器。由于结构上的原因,CVT变速箱具有比AT变速箱结构更小的优势。
2CVT变速箱优势变小
目前生产CVT变速箱的企业主要集中在奥迪、日产以及个别国产品牌上。事实上,使用哪款变速箱有很多方面的影响,比如奥迪一直坚持CVT,不过最后他们慢慢发现,CVT变速箱与奥迪自身稍显运动的品牌基因不符,也就决定放弃转投双离合变速箱或者传统AT变速箱。
日产一直坚持CVT变速箱的原因则主要是因为它背后存在一家完全控股的JATCO公司,这家公司主要生产的就是CVT变速箱。这种关系就好比丰田控股爱信精机一样,你不会选择放弃使用自家产品,而去购买竞争对手的产品。至于自主品牌为何大范围使用CVT变速箱则主要是源于另外一家CVT变速箱企业——邦奇动力。它是ZF采埃孚旗下的CVT公司。如果说JATCO公司是手机处理器里的「高通」,那么ZF采埃孚旗下的CVT变速箱就像是「联发科」,为那些缺乏技术实力又在意价格的企业提供中低端CVT变速箱。
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即便如此,很多消费者仍然认可CVT变速箱,原因在于他们认为所有的CVT变速箱都是一样的。低端车型搭载CVT或许就是良心,而搭载4AT就是落后。实际上,面对小排量发动机,4AT的油耗以及性能发挥均不弱于自动变速箱。
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厂商之所以喜欢选择CVT变速箱,除了它体积小之外,更重要的是它的生产制造成本低,而传统自动变速箱无疑是几种类型自动变速箱里最高的。
3换挡不激烈限制CVT发展
如果挑一个CVT变速箱的缺点,我想很多人都会说「不运动」。这种「不运动」其实就是CVT变速箱「打滑」造成的。
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如果了解CVT变速箱的结构就不难理解,CVT变速箱为何会存在「打滑」的致命伤。由于钢带和锥轮之间接触面积并不大,而且锥轮带动链带主要依靠摩擦力,因此当驾驶者需要急加速时,主动锥轮的快速转动会超出钢带的摩擦力,造成打滑现象。于是,CVT面临着加速感不强的致命伤。
针对「打滑」现象,很多企业做出过改善,比如增加锥轮对链带的挤压程度,增大摩擦力,但这种情况治标不治本,而且会经常出现变速箱过热的情况。
不过,任何类型的自动变速箱都有不同的优缺点。虽然CVT变速箱链带与锥轮的链接牢固程度不能与自动变速箱的行星齿轮组相提并论,但经过日产等厂商的努力和优化,包括控制系统的智能化,目前CVT变速箱打滑几率已经很小了。尤其是那些主打家用的车型,这方面的担心几乎不存在了。
那么,不打滑的变速箱是不是就没有缺点了?如果没有缺点,奥迪就不会放弃CVT变速箱转投双离合或者AT了。与奥迪竞争的奔驰、宝马都采用了传统的7速自动变速箱和8苏自动变速箱,新型AT变速箱的换挡速度不断优化,已经开始逐渐超过了双离合变速箱,在运动操控和换挡速度上都更有优势。
奥迪放弃CVT变速箱的原因就在于「加速感不强」,换挡不快甚至不能满足「跳档」的需要。对于奥迪这种品牌的车型而言,当发动机转速迅速攀升,在最短时间内将动力迸发出来所营造的架势感受尤其重要,但CVT无法做到,无论是钢带还是链条,它在锥形轮上只会慢慢爬升。
4CVT变速箱将在中低端持续发力
受限CVT变速箱先天劣势,高端市场CVT唯一的支持者奥迪 Multitronic易帜意味着CVT高端形象轰然倒塌。不过,让人感觉到意外的是本田和丰田却在低端CVT阵营持续发力,让丰田和本田未来的小型车都将大规模搭载CVT变速箱,这是否意味着CVT终于找到了自己的定位?
以本田为例,目前本田旗下的很多车型诸如思域(国内未更新)、凌派、XR-V、缤智、飞度都先后搭载了CVT变速箱。这无疑是综合考虑下的结果,小排量对动力的需求不大,而且运动特性不足,CVT性能完全可以覆盖。其次,CVT变速箱制造成本更低、经济性也更好控制,没必要像发展传统AT一样努力提升档位,车企何乐而不为?这似乎为CVT指出了未来的发展道路——更适合小型车。
对于未来,我想形势已经十分明了。本田思域等紧凑级以下注重家用的轿车都将搭载CVT变速箱,而中高端的雅阁以及思铂睿以不同的取向分别选择了CVT和DCT双离合变速箱。在高端市场,丰田控股的爱信精机依然为雷克萨斯提供着6AT传统变速箱以及8AT传统变速箱。
5总结
CVT变速箱对于购车重点在家用的中国有很大的市场和潜力,未来我们也将见到越来越多搭载CVT变速箱的车型。不过,这种CVT变速箱逐渐普及的趋势会让低档位传统AT变速箱退出市场。最终,CVT变速箱会将高端市场拱手想让,而自己专心霸占中低端市场,这块市场是贩售量最多的市场,其规模效应会让消费者逐渐接受CVT变速箱。
e-cvt无级变速箱的意思是集成电机的混动变复速箱,是混合动力汽车的专用变速箱,目前安装的车型有很多,有雅阁锐混动、凯美瑞双擎、别克君越混动等车型。但e-cvt无级变速箱与cvt机构上完成不一样,只是e-cvt可以实现无级变速箱,也可以说e-cvt不是变速箱,是动力分配系统。
e-cvt变速箱使用行星齿轮结构,内部齿轮低磨损,零部件使用寿命长。但是维持档位时候要消耗电能,一直持续的消耗电能。虽然有一个发电机可以通过发动机带动发电,但是能量的转化是要有损耗的。
扩展资料:
注意事项:
正常行驶时,尽量避免换挡,尤其是N挡、P挡和R挡,最好等车辆完全停稳,并且踩住制动踏板的同时再去操作。
其次,即便是S挡,也要尽量在30公里左右的时速下换挡;最后,虽然变速箱有自我保护功能,但是前进挡和后退档的切换也要在停车之后、踩刹车进行,否则就有可能损坏变速箱。
参考资料来源:百度百科-无级变速箱
无级变速器(CVT:Continuously
VariableTransmission)与有级式的区别在于,它的变速比不是间断的点,而是一系列连续的值,譬如可以从3.455一直变化到0.85。CVT结构比传统变速器简单,体积更小,它既没有手动变速器的众多齿轮副,也没有自动变速器复杂的行星齿轮组,它主要靠主、从动轮和金属带来实现速比的无级变化。
其原理不像普通的变速箱一样,由大小不一的几组齿轮在操控下有分有合,形成不同的速比不同。而像自行车的踏板经大小轮盘与链条带动车轮以不同的速度旋转。由于不同的力度对各组齿轮产生的推力大小不一,致使变速箱输出的转速也随之变化,从而实现不分档次的徐缓转动。
CVT采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递,即当棘轮变化槽宽时,相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速,传动带一般用橡胶带、金属带和金属链等。CVT是真正无级化了,它的优点是重量轻,体积小,零件少,与AT比较具有较高的运行效率,油耗较低。但CVT的缺点也是明显的,就是传动带很容易损坏,不能承受较大的载荷,只能限用于在1升排量左右的低功率和低扭矩汽车,因此在自动变速器占有率约4%以下。经过各大汽车公司的大力研究,情况有所改善。CVT将是自动变速箱的发展方向。
到2013年初,国内将CVT技术应用于汽车的品牌及产品日趋增加,如东风日产的阳光、天籁,奥迪、飞度、西耶那(帕力奥),东南V3菱悦,奇瑞旗下旗云及A3、新瑞虎、E5、瑞麒G3、艾瑞泽7,江淮S系列。长城汽车的长城C30,帝豪EC7,比亚迪L3,海马欢动,海马M3,风神A60等。这些产品东风日产的天籁等车型、以及奥迪和旗云等均有巡航定速配置。
CVT 即无极变速器。它与自动变速器和手动变速器的工作原理截然不同。正如其名,CVT所能实现的无级变速功能便是自动变速器和手动变速器梦寐以求但是却永远也不能实现的。CVT无极变速器可以在一定传动比范围内能线性的调节传动比,如果让自动变速器和手动变速器来实现相似的效果那便需要无数个档位才能实现,庞大的齿轮系统在工程上完全不可行的。抛弃齿轮传动结构正是CVT无极变速器突破“小巷思维”的灵感。CVT的传动结构与原理很简单:它由两个锥型盘和一条钢带组成。锥型盘就是由两个圆锥型的盘片组合在一起形成一个带V型槽的驱动盘,在行驶中,CVT变速器会根据车速和路况自动调整两个锥
型盘的工作直径便可以连续的改变变速比,实现无极变速。
CVT最大的优势便在于它可以连续可变传动比,搭载CVT无级变速器的车型在加速时,车速表与转速表同时上升,当转速表达到最大值时即达到最高车速,整个加速过程平缓无任何冲击。
相比自动变速器与手动变速器而言,CVT最大的优势便在于它可以连续可变传动比,而自动变速器与手动变速器作为有级变速器则只能在几个固定的速比上工作。在实际驾驶中,CVT无极变速器所带来的感受是完全不同的。与自动变速器和手动变速器每次换挡后,发动机转速都会有几千转陡降的特性相比,搭载 CVT无级变速器的车型在加速时,车速表与转速表同时上升,当转速表达到最大值时即达到最高车速,整个加速过程平缓无任何冲击。这一加速期间,发动机转速不会发生下降,而CVT无级变速器则在默默无闻的不断改变传动比,从而使传动系统与发动机一直保持最佳匹配。正是因为CVT这一独特特性,在燃油经济性与动力性方面,CVT都超出自动变速器与手动变速器。
自动变速器和手动变速器在每次换挡后,发动机转速都会有几千转陡降的特性(如图黑色线条所示)而匹配CVT无极变速器时,整个加速过程发动机转速都不会发生下降(蓝色线条所示)正是因为CVT这一独特特性,在燃油经济性与动力性方面,CVT都超出自动变速器与手动变速器。
在连续上下坡时,普通自动变速器车型需要进行烦琐的换档操作和制动操作。而第三代Xtronic CVT在较长的爬坡过程中无需进行反复的周期性变速。此外,在下坡过程中还可以通过一定的发动机制动实现稳定日产Xtronic CVT的核心技术在于高抗拉强度的钢带结构,它是由很多高强度薄刚片组成的可以实现终生免更换。
所以由于CVT变速器结构简单,摒弃了自动变速器众多齿轮副啮合造成金属粉末及油质性能衰退的弊端正常使用可以用到整车报废。但在使用中要注意一些方面。
1、前进时虽然变速箱有自我保护功能(高于15码,D进不了P和R),但是低于15码时也不要这样操作,借车给别人时要强调,虽然有专业技术人员做过这样的破坏性试验,没什么事。但感觉那动静对变速箱还是有损害的,换作是我自己的爱车,说什么我都不那么整,心痛啊。
2、重点:油量!首先一定要学会看油尺。 油多了,阻力大、甚至产生箱体内外正压力。 油少了,压力弱,甚至会出现钢带打滑的现象。我说的是较极端的现象,别害怕。
3、退一步来讲,无论什么时候,只要补油或换油,用原厂、原标号。
4、电器故障的间接影响。虽然至今试验中没有发现这样的故障,但还是防患于未然吧。发动机、变速箱,等电器 系统如有故障,不要带病跑,如果相关CVT程序的信号出现不良,是会有影响的。不过ATMT也一样啊。接下来再解说下天籁的CVT变速箱和大众的DSG双离合器变速器相比较各有什么优劣
1、节油方面,CVT变速器占优。
2、加速性,DSG变速器占优。
3、平顺性,CVT变速器占优。
4、使用成本CVT变速器占优,虽然资料说DSG变速器维护成本低,但估计是自家纵向比较,其众多的齿轮怎么也要产生金属粉末吧,那么按常规保养更换润滑油的频率要比CVT高,所以DSG变速器维护成本低这说法在这点上就已经值得怀疑。
5、“国情化”,C变速器占优,C是成熟技术,成熟产品。D变速器照搬F1的多片双离合技术,根据我国的国道”状态与之匹配表示堪忧,再加上结构复杂,刚刚转入国内生产。
还有的天友问新天籁的CVT变速箱跟奥迪A6的变速箱有什么区别?
首先说明下我也不是什么专业人士,见识有限,只知道奥迪的是multitronic无级变速箱,也能通
过电子系统模拟手动变速功能。
新一代奥迪的Multitronic变速箱,在手动模式下已经划分出7个挡位,每一挡之间的落差很小,用
手动加减挡,可以带来更接近于手动挡的驾驶乐趣。这跟新天籁的X-Tronic CTV有点相同之处,不同的是
新天籁的CTV手动模式设置6个挡位。
新天籁的X-Tronic CVT无级变速箱是专门为VQ35DE发动机特别开发的,能够承受高达318Nm的扭矩
。金属传动带由两束金属环和上百个金属片构成,这样的结构不仅强度高而且调节容易。
总结下两者之间的差别不大,技术原理基本是一样的,只不过奥迪的multitronic无级变速箱传动链条是
由V型钢片与高强度轴芯组成,也简称为多片式链带;而新天籁的X-Tronic CTV由两束金属环和上百个金
作者:读车百变
1、导言
众所周知传统车辆动力总成有2大核心部件:发动机和变速箱。从历史发展来看,发动机作为动力输出源,代表技术的高度,长期占据舞台C位,无论是厂家对发动机的研发投入,还是消费者对发动机的关注都非常高。相比而言,变速箱一直处于配角地位。但近年变速箱特别是自动变速箱的份量越来越重,渐有和发动机组成舞台双C之势。
为什么会有这个变化?我们把发动机/变速箱放到整车环境里,发动机是动力源,变速箱把动力传输到轮端的同时,根据需求实现换挡。发动机是整车最关键零件,动力和油耗主要由它决定,是工程开发的重点,经过多年发展,目前主流发动机的热效率为36-40%,如果要提升发动机效率(下一个5年目标44%),技术难度和投入都非常高,这和我们熟知的80-20法则类似。为了进一步提升效率,变速箱是一个主要技术方向。另外一个重要因素是,目前客户越来越注重驾驶感受,如动力响应,换挡平顺性,这些主要由变速箱决定。对于普通消费者,主观感受决定产品口碑的第一要素。因此,为提高效率,提升客户驾驶感受,厂家对变速箱的开发持续加大。
2、AT/CVT/DCT的区别
传统变速箱分为手动变速箱和自动变速箱,其中自动变速箱又分为传统Step?AT(后面简称AT),CVT,DCT和AMT。基于市场的主流需求和后续技术发展,接下来只对自动变速箱里的AT,CVT和DCT进行分析。
AT/CVT/DCT这3款自动变速箱的变速机构区别非常大,如下图1,AT以行星齿轮机构作为变速机构,CVT是钢带/钢链无级变速机构,而DCT是基于手动变速箱的平行轴齿轮结构。
这3种变速机构各有特点,同一类型变速箱,不同厂家的产品也相差较大。图2基于主流产品对这3类变速箱的特点进行对比,供参考。
从技术发展角度,AT主要是增多挡位,提升舒适性和效率。从4AT,?6AT发展到8AT,9AT和?10AT。CVT主要是加快动力响应性,提升扭矩能力和自身效率。采用无级+有级换挡兼顾驾驶舒适性和动力性,钢链式CVT增加了扭矩和效率。而DCT是提高苛刻工况下的耐久能力,提升舒适性,如增加干式DCT在频繁换挡下的耐久能力,改进换挡顿挫。总体上大家都是发挥长处,补齐短板。
目前AT的市场保有量最高。基于后续应用预测,CVT的应用有一定增加,主要原因有:1.?CVT有最好的匹配性,能使动力总成的总体效率较大提升?2.消费者越来越注重驾驶感受,CVT能很好满足客户需求?3.?钢链式CVT拓宽了CVT的扭矩范围,使CVT覆盖了A/B级车这个最大的销量区间
3、CVT变速箱结构和换挡原理
接下来本文重点讲解CVT变速箱。图3说明了CVT变速箱的各主要结构,以及对应的功能,所有这些功能都是将发动机的动力,通过恰当管理,再输出到轮端。
图4是以通用钢链式CVT为例的主要结构图,其中最独特的结构是无级变速系统,这是CVT和AT/DCT相比最大的特点,也是钢链式和钢带式CVT之间最大的区别。
下面视频介绍了钢链式CVT的变速过程和链条结构。这是一款由LuK提供的不等长随机静音链条,由1440子零件组成,在圆周方向由90组传动销通过长/短两个节距自由串联,在宽度方向30层4种链片随机排列,同时链销采用纯滚动设计,实现效率/扭矩能力/噪音/耐久的最佳平衡。
CVT变速箱内的各个复杂结构,是怎么有机配合实现自动换挡的呢?我将结合图5里的动力流和控制流来讲解。
一.动力流:
如图5橙色的动力流显示,发动机动力通过液力变扭器,传递到前进挡/倒挡离合器总成,然后到锥轮无级变速系统,再通过主减/差速器总成,最终输出到轮端。
二.控制流:
1)以前进挡(D挡)为例,驾驶者拨动换挡杆到D挡,把变速箱液压阀体总成内的手阀,拉到D挡位置,机械地接通D挡油路,这是一个机械信号;同时挡位位置传感器发出一个电控信号给变速箱控制器(TCM),告诉整车换到了D挡。
2)TCM根据内部传感器信息(油压/油温/转速/挡位共7个信息),和通过CAN总线交互从发动机/整车控制器得到的外部信息(如油门开度,车速,发动机/整车是否报故障码等信息),基于内置在TCM里的工作逻辑(控制软件)和标定参数(shift?map),确定对应的换挡操作,从而向变速箱的6个电磁阀发出电控指令。
3)收到电流信号的电磁阀,根据电磁阀的液压/电流特性(PI?curve),将电流转换为控制油压,控制油压输出到液压阀体总成推动各阀芯,打开/关闭/增大/减小各油路。
4)机械油泵输出的高压油,通过不同油路输出到各执行零件。如输出油压到液力变扭器离合器(TCC),控制动力输入模式是液力输入还是机械直连输入;输出油压到前进挡离合器腔体,使离合器片组结合,实现前进功能。以及输出到无级变速系统里的主动和从动油腔,推动活塞移动,改变钢链的工作半径,改变链条速比,实现挡位变化。此外,在启停工况下,发动机控制器直接输出指令给变速箱电子辅助油泵,在启停工况下由电子油泵提供一定油压,起停后实现快速起步。
通过动力流/控制流复杂多维的交互作用,确保在各复杂工况下,CVT能够传递动力和自动换挡,完美实现驾驶者的意图。
4、钢带式和钢链式CVT的对比
讲完CVT的结构和换挡原理,我们来看CVT的类型。市场上量产的CVT变速箱分为钢带式和钢链式。在主流合资品牌车型里,分别以JATCO/丰田CVT变速箱,和奥迪/通用CVT变速箱为代表。这2个不同的流派,实现无级变速的核心零部件分别是博世的推力钢带和LuK的拉力钢链。
但无论是钢带还是钢链无级变速,变速原理并无区别,都是通过油压推动锥轮的活塞缸,改变钢带或钢链的工作半径,实现速比连续变化。从整个传动架构上,也没有本质区别。图6为一款典型的钢带式CVT(Jataco?CVT7)和一款典型钢链式CVT(通用CVT250)的架构对比。可以看出CVT7的输出端有一个副变速机构,分为高/低挡位;而通用CVT250的传动传动结构非常精简。为什么会这个差异,我们通过钢带和钢链的区别来讲解。
从结构角度,钢带和钢链完全不一样,如图6和图7。钢带是由金属片和金属环相互叠加而成,通过金属片的依次推动,实现动力传递。
如图8所示,钢链是由链片,传动销和限位销组成。动力通过由链片串联的的传动链销的拉力作用,实现动力传递。
从结构角度,钢带和钢链各有特点。从技术指标的角度,钢链的优势相对较明显。
1)效率:钢链传动效率更高,在高速/起步阶段高1.5%-3.5%。这是由于钢链在小工作半径时,内应力相比钢带弯曲应力小,功率损失较小。传动销彼此配合的侧面,以及传动销和锥轮接触的端面,都是圆弧结构,分别实现纯滚动传动和点接触摩擦,这都提升了传动效率。
2)扭矩:钢链传递扭矩更大。主流钢带式CVT的扭矩180NM,钢链式CVT的扭矩250NM以上。
3)速比范围:钢链速比范围更大。速比范围=最大速比/最小速比,代表一款钢带或钢链的综合能力。最大速比越大,起步加速性越好;最小速比越小,燃油经济性越好。通常最大速比是最小速的倒数,意味着改变钢带或钢链的速比范围,最大速比/最小速比是对称地变化。通用CVT钢链的速比范围达到同级最大的7.01,就钢链本身而言,能同时实现最好的起步加速性和最优的燃油经济性。
4)扭矩密度:钢链的扭矩密度高,在同等扭矩情况下,重量和空间更小。
5)噪音:钢带的噪音表现更好。由于钢带的钢片与钢片之间的距离更小,也就是节距小,传动过程中的多边形效应小,因此更静音。目前越来越多的技术在不断提升钢链的NVH表现,已接近钢带的NVH水平。消费者在驾驶时,完全无法分辨这到底是钢带式还是钢链式CVT。
6)夹紧油压:同样扭矩和整车应用情况下,在起步加速工况,钢链的油压需求比钢链高。这是由于钢带的片组和锥面是面配合,而钢链的传动销端面是一个弧面,理论上是一个点配合。根据大速比起步时的夹紧力策略,为防止打滑,钢链需要相对较大的夹紧力。
回到图6里?CVT7和通用CVT250的传动架构对比,?CVT7增加了一个副变速机构实现高低挡位的原因是:钢带在起步/高速的传动效率较低,为提高效率,增大了钢带工作时小端的曲率半径,使钢带运行在高效率区间,为此牺牲掉的速比范围,通过增加一个副变速机构找回来,在起步时副变速机构采用高挡位提高主减速比,增加动力性;在高速时采用低挡位,降低主减速比,提升经济性。这是一个很好的思路,唯一的问题是结构和控制系统变复杂了,增加的离合器会带来部分效率损失,成本增加。而通用钢链式CVT,由于在起步/高速阶段效率优势明显,速比范围大,因此可以采用最精简的传动架构,进一步提升变速箱的传动效率。
从应用角度,钢带式CVT体量更大。目前市场上CVT钢链式和钢带式的比例约为1:4。这是由于钢带/钢链不同的发展轨迹决定的,博世钢带的扭矩小,而LuK钢链扭矩大。日系选用博世的钢带,应用CVT在主流A级车上,销量远比奥迪大(搭载钢链式CVT)。同时无论是钢带还是钢链,都是最核心产品,需要在变速箱开发的最早期阶段来确定方案,一经确定一般不再更改。随着钢链的扭矩范围下探到250NM甚至180NM这一主流区间,钢链式CVT的应用在逐年增加,代表产品有通用CVT250,?JATCO?CVT8高功版,以及现代钢链CVT。到2025年,预计CVT钢链式:钢带式将上升为1:2。
5、CVT的效率
如前文提到,发动机效率提升已到了一定瓶颈,越来越多厂家关注变速箱的效率提升。我们常说CVT车油耗低效率高,但图2里又显示CVT和AT/DCT相比,效率较低。这似乎彼此矛盾,在这里我们重点澄清一下。我们常说的CVT效率高,是发动机匹配CVT后,发动机+变速箱这个动力总成的效率高。而CVT变速箱本身,由于钢带/钢链传动的结构特点,效率比DCT/AT低。
我们先探讨CVT自身效率较低的原因。组成CVT效率损失有几个部分:1.液力变扭器损失(起步机构)?2.钢带或钢链传动效率(变速机构)3.油泵效率4.主减齿轮效率5.离合器损失6.搅油/空转等其他损失。图10是AT/CVT/DCT的传动效率对比。和AT/DCT相比,?CVT在变速机构和油泵效率上有差距。具体表现为:1.钢带/钢链的效率区间94-98%,且只短时间工作在最高效率下,而DCT平行轴式齿轮的效率最高,AT行星齿轮的效率次之。2.CVT变速箱钢带/钢链传动,需要高油压夹紧,并时刻保证足够的后备油压,防止某些瞬态苛刻工况下的钢带/钢链打滑,这就导致CVT的油泵损失比AT/DCT要大。另外,作为DCT起步机构的离合器,比AT/CVT的液力变扭器损失小。
既然CVT的效率不占优势,那么CVT车低油耗高效率是怎么实现的呢?这是因为CVT无级变速的特性,对应任何一个工况,都能在CVT速比范围内,调配到最佳速比点,使发动机工作或更靠近此工况下的最佳效率区间。而AT/DCT都只有几个固定速比,发动机受到固定速比限制,不能调配到最佳工作区间。图11是匹配AT/CVT/DCT的发动机的工作区间对比图,其中绿线是发动机最优功率线,理论上发动机沿着该线工作,效率最高。可以看出,匹配CVT能让发动机长时间工作在最佳效率区间,且该转速区间1000-3000rpm是客户最常使用的区间(占比》90%)。
图12是通用CVT的实际控制工况点,这和图11中的CVT工作区间完全匹配。红色线为实际最优油耗转速,这和理论最优功率线稍有区别,这是因为在靠近怠速区域(700-1000rpm),实际需求的发动机扭矩较低,本身就不贴合理论最优功率线,同时考虑到舒适性,低扭工况发动机提升了转速,对这条理论线做了适当的工程修正。
讲到这里大家可能会有一个疑问,对发动机+CVT和发动机+DCT这2个配置,前者CVT效率低而发动机效率高,后者DCT效率高而发动机效率低,那么这2个动力总成,到底哪个燃油经济性更有优势?要回答该问题,得先看整车的效率损失分布。据《汽车理论》一书关于影响汽车燃油经济性的因素,在城市工况下,发动机的能量损耗(包括热损耗/怠速/附件损耗)约为81%,传动系损耗为5.6%;而郊区工况下发动机约为74%,传动系为5.4%。可以估算出在城市工况,发动机效率提升1%,变速箱效率要提升4%才得到相同的节油效果。在郊区工况,发动机1%对应变速箱3%。显然,发动机对油耗提升起绝对主导作用。回到之前的问题,假定CVT能提升发动机效率3%(各发动机特性不一样),且DCT比CVT的平均效率高约10%,那么DCT配置有优势;如果发动机效率提升大于3%,或DCT效率比CVT平均效率低约10%,则CVT配置有优势。基于产品不同,这2种情况在不同车上都存在。
通过上述分析,CVT在提升发动机效率的同时,进一步提升自身效率是当前的主要趋势。图13简要列举了通用CVT提升效率的技术方案。其中针对链条无级变速,上文从钢带VS钢链的角度已做详细讲解。高效减振TC,智能油泵和变速箱油自动加热,其他日系主流CVT上也有配置,区别是实现该功能的具体结构各有不同,本文不作详细介绍。
这里特别讲一个精细技术--自动油位控制。变速箱内约有8.4L油,主腔里的主减齿轮部分浸在油内,工作时会导致搅油损失。如图14所示,自动油位控制阀安装在副腔内,在低温时打开,主腔高油位。此时油粘度高,齿轮/轴承工作阻力和钢链摩擦损失都较高,远大于搅油损失。搅油损失的益处更多,其热量能帮助油温尽快上升。当油温上升到工作温度时,就要尽量降低搅油损失。此时自动油位控制阀关闭,副腔油位升高,多存储了一部分油,从而降低主腔油位高度,降低搅油损失。
通过一系列的效率提升技术,通用CVT的台架实测最高效率达92%,主要工况下效率约为82-85%。
6、CVT变速箱的控制
CVT变速箱的控制(包括软件和标定)是实现舒适性,动力性和耐久性的核心。我们都知道CVT舒适性好,换挡平顺无顿挫。这是钢带或钢链能连续改变工作半径来实现的。通过油压控制,CVT能切到速比范围内的任意速比。这是CVT和AT/DCT传动结构相比的最大特点和优点,CVT无级变速箱的名字正是由此而来。
但是无级变速并不总是优点,在需要动力的大油门工况下,如果还是无级变速,会导致加速相应慢,动力性不好。怎样解决这个问题呢?通过改进CVT的控制策略,在大油门下通过油压控制,迅速将速比切到某些特定的速比点上,从而模拟有级换挡,提高动力性。并且CVT能自动调节这些特定的有级速比点,在不同工况下,都实现最佳的动力性,满足客户的驾驶需求。所以这个模拟有级换挡,不像AT/DCT是固定的速比,而是弹性有级速比。
CVT无级变速的特点,需要油压夹紧钢带/钢链来传递。硬件的关键是这个无级变速系统,而控制的关键是怎样确保动力平稳传递和速比变换,防止在任何工况下钢带/钢链打滑。对CVT而言,全油门加速,轮胎打滑,急刹车,坑洼路面,超低温等工况,从打滑控制的角度都是苛刻工况。通用CVT专门针对17个苛刻工况,建立苛刻工况的控制程序。根据图5示意图,变速箱内部有7个传感器时刻监控变速箱的状态,同时还和整车通讯,收集到整车工况。一旦识别整车进入了苛刻工况,就会立即激发苛刻工况控制程序,通过增大夹紧油压,加快油压响应,控制离合器有序打滑等措施,来控制钢链避免打滑,实现动力平稳传递。图16显示在低附着路面上,突然全油门加速,此时油压迅速响应,在监测到车轮打滑的同时,油压瞬间提升,夹紧钢链,从而防止了钢链打滑(图示Pulley打滑量为0)。接下来从低附着路面进入高附着路面后,车辆受到冲击,车速很快降低,此时油压同样瞬间提升,稳定控制钢链,实现动力平稳传递。
7、CVT的使用/保养/维修
CVT相比AT/DCT车型,是否有需要关注的工况或注意事项呢?在超低温工况下如零下20度,需要充分热车,否则不建议做激烈驾驶(大油门,急加速急减速),因为此时油的粘度高,不能快速响应激烈工况下的大油压需求,易造成钢带/钢链磨损。另外避免频繁全油门起步和急刹车,尽管在这些工况下的油压控制能确保动力的稳定传递和速比切换,但此时系统夹紧力大,降低了CVT效率,增加了油耗。在坡道停车时,确保要挂P挡,防止溜车;避免空挡滑行;不能前轮着地拖车,这些工况都可能对CVT造成损伤。
在做车辆保养时,一个常见场景技师倒出小杯变速箱油,看到油黑了,向车主建议换油,不然会损害变速箱。这时候车主往往会很纠结到底要不要换油。CVT变速箱油是高压低粘度合成油,售后保养手册上通常要求在一定里程换油。以通用CVT为例,售后手册上80000公里要求换一次油。从工程开发角度,在模拟苛刻工况整车寿命24W公里的变速箱台架或整车耐久试验里,整个试验过程中不换变速箱油,意味着变速箱油自身的物理化学稳定性已充分得到验证。实际上试验过程中,由于摩擦片微粒,齿轮磨合以及正常磨损,变速箱油就会从新油的浅绿色或红褐色,变成黑色,但功能依然OK能继续跑到试验结束,所以变速箱油变黑不作为换油的依据。
在客户日常温和的使用工况下,如果没有其他异常,终身不需要更换变速箱油。如果常感受到冲击/抖动,动力相应慢,噪音增大,曾深度涉水等情况,建议检查变速箱油,如目视能看到大杂质,有泡沫,或者有严重焦味,建议换油或者开箱检查零件。很多客户换油的目的是做一个预防性保护,特别对经常大油门,或频繁加减速的客户,内部零件磨损量加大,换油确实能降低电磁阀卡滞/零件磨损的风险,建议按照手册8-10W公里后更换变速箱油。
针对故障问题,一般变速箱故障分为有报码和没有报码两类。由于变速箱处于整车前舱左前方,其布置决定要开箱检查往往很困难,要先拆整车一大堆零件,才能把变速箱拆下来,就算只换一个小零件,其工时费用也非常高。因此对于车辆仪表盘上出现报码的情况,先找4S店读码,对于不影响驾驶/感受的报码,4S店往往会做清码处理。客户继续用车看后续是否报码复现。对于影响驾驶的码,如加速无力,顿挫等,4S店往往能通过码的含义,针对性地知道是什么问题,从而给出维修策略,比如刷新软件,更换某些零件甚至整机更换。由于变速箱控制模块(TCM)往往是外置式,在更换变速箱后,需要对TCM刷电磁阀特性曲线(PI?curve)并进行自学习。就算2台车是完全同型号,同生产时间,我们也不能简单互换TCM,因为在互换后需要重刷PI?curve。如果同型号不同生产时间,可能要刷新标定甚至软件版本。所以涉及到变速箱维修特别是控制系统维修,是一个非常专业的事情,建议去4S店做维修。
8、总?结
最后,我们来回顾一下本文内容。我们分析了变速箱为何越来越重要;横向对比了各主流自动变速箱的结构和优缺点,从整车油耗和客户感受角度指出CVT会进一步拓宽应用。以通用CVT为例,讲解了CVT结构,基于动力流/控制流阐述了CVT的变速原理;然后从结构/性能/应用3个维度详细对比了CVT钢带和钢链各自的优势;接着深度分析了CVT自身效率和以及如何和发动机匹配实现动力总成的高效率;进而探讨了CVT兼顾舒适性和动力性的控制策略;最后普及了CVT车型在驾驶/保养/维修上的注意事项和相关知识。通过这篇系统性的文章,希望帮助大家更好的了解CVT,更深的了解车,更多的通过汽车探索世界。
e-cvt无级变速箱的意思是集成电机的混动变复速箱,是混合动力汽车的专用变速箱。
e-cvt无级变速箱与cvt机构上完成不一样,只是e-cvt可以实现无级变速箱,也可以说e-cvt不是变速箱,是动力分配系统。e-cvt变速箱简化了传统变速箱的结构,可以很好的利用燃油效率,对e-cvt变速箱的充电电机进行充电,简单说就是省油,e-cvt变速箱使用行星齿轮结构,内部齿轮低磨损,零部件使用寿命长。
扩展资料:
注意事项:
CVT自动变速箱保护设计功能比较多,比如防打滑程序设计、油温过高保护、报故障保护。
ATF油温过高保护超过138度,车辆跑不起来了,停下来休息一下又可以,上面讲到长时间激烈驾驶就有这种情况,此外发动机散热不良、空调散热不良都会引起CVT自动变速箱过热保护。
参考资料来源:百度百科-无级变速箱
cvt无级变速挺好的。
CVT通常指一种汽车变速器,也叫无级变速器。CVT与有级变速器的区别在于,它的变速比不是间断的点,而是一系列连续的值,从而实现了良好的经济性、动力性和驾驶平顺性,而且降低了排放和成本。
自动档只是把手动挡的换档方向改成了直列运动,从运动方向上能实现自动运动,但仍然是由低速到高度一级级的加减档。
无级变速箱:
不适合一些激烈的驾驶,他的承受扭矩比较小,所以大多都会运用在轿车上,越野上几乎是看不到无极变速箱的,但是这几年一直在不停的研发无级变速箱,使无极变速箱也有一个很大的提升,好多SUV也利用了这款变速箱,例如日产、三菱等厂家都是无级变速箱应用大户。
1、变速箱传动链的不同。
七档的CVT变速箱的传动链方式为齿轮组的形式来变速,而无级变速箱的传动链方式为钢制材料的。
2、噪音程度不同。
七档的CVT无级变速箱的由于是齿轮组的构成,所以在日常的行驶中换挡时会感觉到变速箱的顿挫感受。CVT无级变速箱在变速箱切换档位时候的噪音控制得很好,所以噪音优化方面好过七档CVT无极变速箱。
3、模式不同。
七档CVT无级变速箱装置拥有手动挡切换的模式,而CVT变速箱装置是没有手动模式的驾驶方式的。
8挡手自一体和cvt无级变速解释说明:
1、8挡手自一体按照挡位从上到下的顺序为:P驻车挡、R倒车挡、N空挡、D前进挡、S加速挡,加、减切换到手动模拟加减挡位;第8挡减少了高速行驶时的发动机转速,在降低油耗和排放的同时显著提高了舒适性。
2、cvt无级变速由于没有了一般自动挡变速箱的传动齿轮,也就没有了自动挡变速箱的换挡过程,由此带来的换挡顿挫感也随之消失,因此CVT变速箱的动力输出是线性的,在实际驾驶中非常平顺。
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