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达芬奇不为人知的秘密 聊CVT无级变速箱

时间:2024-01-14 11:15 来源:未知 作者:admin 点击:

  你能想到吗?只有一条钢带把世界捆绑在一起,无级变速器的概念被世界使用了近四个世纪)。看到今天配备CVT的汽车,我想15世纪)的意大利画家达芬奇一定会开心地笑,也许就像他画笔下的蒙娜丽莎一样。什么事?CVT也和达芬奇有关?在今天的文章中,我们将谈谈CVT的前世今生和技术特点。

  最近达芬奇的所作所为引起了我们编辑部的一些讨论。记得小学语文老师告诉我们,达芬奇是一位著名的画家。但是,翻看上CVT无级变速器的历史,意外发现了达芬奇的名字。达芬奇也和CVT有关?

  要了解CVT无级变速器的人生经历,要追溯到15世纪末。达芬奇不仅是画《蒙娜丽莎》的著名画家,还提出了CVT无级变速器的概念。除了这些,达芬奇还是一位雕塑家、建筑师、音乐家、数学家、工程师、发明家、解剖学家、地质学家、植物学家和作家。但直到1958年,荷兰Hub van Doorne才设计出现代意义上的CVT无级变速器。

  虽然荷兰人的发明很有创意,在欧洲并没有引起多大的麻烦,但在日本却逐渐变得很受欢迎。上世纪八九十年代,日本企业开始研发CVT技术,如Jatco、爱信、本田等。

  相比之下,德国汽车零部件巨头博世则颇具远见。1995年获得DAF公司CVT变速箱压力钢带专利,专注于CVT变速箱这一核心零部件的研发和生产,成为全球大多数车企CVT变速箱钢带的供应商。那为什么CVT变速箱这么让车企着迷呢?请继续往下看。

  众所周知,手动、双离合或普通AT自动变速器都是通过不同尺寸的齿轮实现不同的挡位。CVT无级变速器是如何实现无数挡位的?有没有更复杂的结构?

  博世公司为什么有远见?为什么要获得这个看似简单的压力钢带专利?背后的“大干坤”是什么?让我们把这条钢带拿出来单独研究一下。

  就是这条压力钢带在锥盘组之间传递动力。它能有什么样的结构来保证受压时不打滑?

  虽然我们前面提到博世持有CVT压力钢带的专利,但总有一些厂商不愿意被博世约束。为了突破博世对CVT核心技术的封锁,他们只能另辟蹊径。比如奥迪和舍弗勒就想过用链条式钢带作为锥体之间的传动装置。

  对于CVT变速箱,可以在其传动比范围内无级线性调节传动比。也就是说,如果将发动机转速控制在最佳转速范围内,CVT控制单元可以将最合适的传动比值与输出扭矩相匹配。这是手动变速箱、at自动变速箱、双离合自动变速箱等固定传动比值的变速箱所不具备的提高燃油经济性的优势。

  此外,与其他变速箱相比,配备CVT变速箱的车型在换挡时可以不间断地连续输出扭矩,因此从这个角度来看,CVT变速箱也更省油。

  虽然传动比范围越大,对提高燃油经济性越有利,但任何变速箱都不能因为体积和重量的限制而盲目拓宽传动比范围。目前量产的CVT变速箱最大的传动比是舍弗勒和奥迪合作开发的链式CVT变速箱,最大传动比为7.7。

  与普通AT自动变速器一样,装有CVT的车辆的发动机和变速器之间没有离合器机构,但通常通过液力变矩器连接,液力变矩器不仅可以传递扭矩,还可以在发动机和自动变速器之间形成灵活的连接。此外,即使在必要时,内部锁止离合器也可用于刚性连接。

  由于液力变矩器通过油传递扭矩,可以缓解发动机扭矩的波动,而液体传递的扭矩允许有一定的速度差,因此可以承担类似于手动变速器中离合器半联动的工作。但其存在动力延迟、传动效率低的缺点,因此通常在变矩器上加装锁止离合器。

  当然,锁止离合器的组合时间也一定要合适,过早组合会引起振动,影响乘坐舒适性。后期组合会影响传动效率,加速响应慢。此外,锁止离合器中还集成了扭转减震器。当离合器接合时,扭转阻尼器可以吸收一部分振动,以提高乘坐舒适性。

  但是,过于平顺有时候并不是人们想要的,所以一些厂家为了增加人们在驾驶CVT车型时的驾驶乐趣,就为CVT变速箱设置了模拟档位来模拟一定的顿挫感。比如)的CVT变速箱可以模拟8个档位。其实理论上CVT可以模拟无数个档位。

  有了手动换挡的功能,驾驶员可以自己控制换挡的速度,一方面提供了更好的驾驶乐趣,另一方面也让驾驶更加方便。比如在下坡路段,手动控制车辆在低档位,利用发动机本身来控制车速,从而降动系统的负荷,保持车辆以较低的安全速度行驶。另外,在手动模式下,采用输出扭矩较低的二挡起步,一定程度上避免了雪地行驶时打滑的现象。

  Jatco可以说是目前全球最大的CVT变速箱企业。2021年,日产将自动变速箱部门进行了拆分,拆分后的部门收购了一家1970年开始制造自动变速箱的Jatco公司。新公司还是叫JATCO公司。目前,GATT供应的汽车厂商包括日产、三菱、马自达、铃木、雷诺、克莱斯勒、宝马、大众、福特、斯巴鲁等。

  坚持CVT变速箱的日产,无疑是加特科最大的客户。起初,由于压力钢带无法承受过大的扭矩,早期的CVT变速箱只用于日产的小排量汽车上。目前日产量3.5L的车型还可以配备CVT无级变速器。

  成立于1969年的日本爱信精机股份有限公司是一家专门从事变速箱生产的公司,丰田是爱信背后的大股东。所以丰田车型的CVT变速箱都是来自爱信,经历了三代CVT技术的革新。目前,可以模拟8速的最新S-CVT变速箱已经安装在Ralink、卡罗拉等车型上。

  与其他厂商不同,本田一直执着于自主研发CVT技术。80年代开始研究CVT技术。1995年,自主研发的CVT变速箱首次用于第六代本田思域)。

  在中国品牌的CVT车型中,比利时邦奇是其背后CVT无级变速技术的供应商。早期,邦奇只是荷兰DAF集团的一个工厂。后来,传动巨头ZF易手,收购了DAF的CVT业务,开始独立生产CVT变速箱。吉利、长城、江淮、比亚迪、东风刘琦等CVT车型均来自南京邦奇自动变速器有限公司

  此外,奇瑞早期的CVT变速箱也采用了邦奇的产品,但后来奇瑞自主研发了CVT技术,成功摆脱了对邦奇的依赖。

  值得一提的是,在最新的奥迪车型中,我们看不到Multitronic CVT变速箱的配置。比如新一代奥迪A4取消了CVT,改用7速S-tronic双离合变速箱。但这并不是说CVT变速箱不好,而是对于奥迪来说,从技术上来说,无论CVT变速箱技术如何优秀,都不符合其对跑步追求的取向,消费者对奥迪也有更多的运动要求。此外,奥迪无法将CVT与其引以为傲的quattro四轮驱动系统相匹配。从企业运营的角度来看,虽然CVT变速箱的成本较低,但与其他零部件大规模通用化的变速箱相比,成本并不占优势,减少采购变速箱的品种可以降低其整体成本。所以只能说现阶段CVT不适合奥迪车型。相反,更注重经济性和实用性的日本品牌更喜欢这样。

  未来,CVT变速箱技术仍将改进空,如压力钢带和链条的优化设计。一方面可以减少动力的摩擦损失;另一方面,在钢带和链条小型化后,可以实现更宽的传动比。利用扭矩传感器,进一步优化锥盘压紧机构的液压控制系统等。

  目前,日本品牌是全球车企使用最多的CVT无级变速器,日本品牌CVT变速器的压力钢带几乎都来自德国博世。因此,可以说博世是世界上CVT变速器背后最大的玩家。此外,虽然舍弗勒与奥迪联合开发的链条式CVT变速箱也有一定的市场份额,但现在就连奥迪在国内也已经放弃了CVT变速箱,舍弗勒的CVT业务将何去何从也不得而知。在国内,中国品牌从比利时邦奇公司引进了CVT技术,CVT车型也出现了。然而,国家对DCT双离合变速箱发展的支持压倒了企业对其他自动变速箱的关注。或许,更注重实用性和平顺性的日本才是CVT的最终归宿。