在汽车圈里,流传着一个有趣的现象,那就是关于变速箱的“鄙视链”。
手自一体的AT变速箱和换挡飞快的双离合DCT变速箱常常互相看不顺眼,但在一个问题上却能达成惊人的一致:那就是共同把CVT无级变速箱放在“鄙视链”的最末端。
在很多追求驾驶乐趣的人看来,CVT似乎就是“动力软”、“反应慢”、“没激情”的代名词。
然而,现实却给出了截然相反的答案。
环顾我们身边的汽车市场,从常年霸占销量榜的日产轩逸、丰田卡罗拉,到主流的中型轿车本田雅阁、丰田凯美瑞,它们的自动挡车型中,CVT占据了绝对的主流地位。
这就形成了一个巨大的反差和疑问:为什么一个在技术上被部分人“嫌弃”的变速箱,却能在市场上如此大受欢迎,成为无数家庭用车的首选?
这背后究竟藏着怎样的秘密,它到底是如何做到让人又爱又恨的?
要解开这个谜团,我们必须深入其内部,看看它的工作原理和天生特性。
首先,我们得明白CVT变速箱的构造到底和其它变速箱有什么根本不同。
我们常见的AT自动变速箱或者DCT双离合变速箱,其内部结构都非常复杂,核心是依靠一组组大小不一的金属齿轮来传递动力和改变速比。
换挡的过程,本质上就是让不同的齿轮组介入工作,这个切换过程就像我们骑变速自行车时,链条在前后齿盘之间“咔哒”一下跳动换挡。
只要是齿轮切换,就必然会有一个瞬间的动力中断和接合,这就产生了我们常说的“顿挫感”,即便再高级的变速箱也只能是无限减小这种感觉,而无法彻底消除。
但CVT变速箱走了一条完全不同的技术路线,可以说是一种返璞归真的设计。
它的核心传动机构里,你找不到任何传统意义上的齿轮。
取而代之的,是两个可以改变直径的锥形轮盘,和一个夹在它们中间的特制高强度钢带。
连接发动机的那个锥轮叫主动轮,连接车轮的叫从动轮。
它的变速原理非常巧妙,我们可以想象一下,当我们需要车辆加速、需要更大扭矩时,行车电脑会控制液压系统,让主动轮的两个锥面分得更开,钢带就会落到直径更小的位置;同时,从动轮的两个锥面会靠得更拢,把钢带挤到直径更大的位置。
这就形成了一个低速、大扭矩的传动比,好比自行车上前面用最小的牙盘,后面用最大的牙盘,起步和爬坡都很有力。
反之,当车辆高速巡航时,主动轮锥面夹紧,从动轮锥面分开,就形成了一个高速传动比。
这个设计的精髓在于,两个锥轮盘直径的变化是连续、线性的,没有任何固定的档位。
理论上,它可以实现无数个传动比的无缝切换。
这就从根本上杜绝了换挡顿挫的可能性。
驾驶一台CVT的汽车,尤其是在城市里走走停停,你会发现整个加速过程如丝般顺滑,动力输出像拉一根橡皮筋一样,是完全线性的,发动机转速可以很平稳地攀升,而车速则在不知不觉中提高。
这种极致的平顺性,对于追求舒适、讨厌车辆闯动感的家庭用户来说,是具有无与伦比吸引力的。
特别是对于车上的老人和小孩,这种平稳的乘坐体验远比所谓的“推背感”来得重要。
CVT的第二个巨大优势,就是它出色的燃油经济性。
正是因为它没有固定档位,所以它可以非常“聪明”地让发动机始终工作在最高效的转速区间。
举个例子,假设一台发动机在2000转/分时燃油效率最高,那么CVT变速箱就会通过不断微调传动比,努力让发动机转速就稳定在2000转附近,来应对从起步到时速80公里的各种车速需求。
发动机不用费力地嘶吼,总是在最舒服的状态下工作,自然就省油了。
根据行业内的普遍测试数据,在城市拥堵工况下,匹配优良的CVT车型通常比同排量的AT车型能节省5%到10%的燃油。
在油价日益高涨的今天,对于每天都要通勤的普通家庭来说,日积月累下来,这是一笔非常可观的开销。
这也是为什么在我国严格的“双积分”油耗法规下,众多汽车厂家都愿意采用CVT技术来降低企业平均油耗,这既是技术选择,也是市场策略。
然而,凡事都有两面性。
CVT的优点有多突出,它的缺点就有多鲜明,而这个缺点恰恰就是它不适合激烈驾驶的根本原因。
它的核心原理是依靠“摩擦力”来传递动力。
那根钢带是被两个锥轮用巨大的压力从两侧夹住的,动力就是靠钢带侧面与锥轮斜面之间的静摩擦力来传递。
我们可以做一个简单的想象,用两根手指捏住一张纸,如果你慢慢地、平稳地拉动,纸张会跟着你的手走;但如果你猛地一拽,纸张很可能就会从你指尖滑脱。
CVT的钢带和锥轮也是这个道理。
当你一脚油门到底,发动机的扭矩瞬间爆发,这个强大的力量要求钢带立刻带动从动轮旋转,如果这个力量超过了摩擦力的极限,钢带就会在锥轮上发生瞬间的滑动,这就是“打滑”。
这种打滑反映在驾驶感受上,就是你听到发动机转速“嗡”的一声飙升得很高,但车速却好像慢了半拍才跟上来,感觉动力传递有些脱节和迟滞,这就是被车友们戏称的“橡胶带效应”。
对于追求人车合一、指令清晰的驾驶爱好者来说,这种模糊的动力响应是难以接受的。
更重要的是,长期、频繁地进行地板油起步、急加速等激烈驾驶行为,就是在反复挑战摩擦极限。
每一次打滑,都会对钢带和锥轮的接触面造成微观层面的磨损,让它们变得越来越光滑,从而降低摩擦系数,形成一种恶性循环。
虽然现代CVT的钢带由数百片高强度钢片精密堆叠而成,并且有复杂的电控保护程序,所谓“一脚油门把钢带踩断”的情况在现实中极为罕见,更多是一种夸张的说法,但长期以往,确实可能导致变速箱传动效率下降、产生异响甚至出现故障。
所以,当我们在路上看到一些日系车主起步和超车都比较“佛系”,并非他们舍不得油,很可能他们是真正懂车的用户,正在用最温柔的方式来保护这套精密的传动系统。
当然,技术总是在不断进步的。
为了弥补CVT的先天不足,各大厂商也在不断进行技术革新。
比如丰田就研发了带有起步齿轮的Direct Shift-CVT,在车辆从静止起步时,使用一组齿轮进行硬连接传动,动力直接,效率高,完美避开了CVT在低速大扭矩下最容易打滑的工况,等速度起来后再无缝切换回钢带传动,兼顾了起步的爽快和平顺省油。
而我们中国的汽车工业也在这方面取得了长足的进步,例如由奇瑞汽车和供应商万里扬联合开发的CVT25变速箱,其可承受的最大扭矩达到了250牛·米,已经完全能够匹配主流的1.5T涡轮增压发动机,并且已经广泛搭载在多款国产热销车型上,其可靠性和平顺性都经受住了数百万用户的检验。
这不仅仅是一款产品的成功,更代表了我国在汽车核心零部件领域打破了过去由日本捷太格特、爱信等国外巨头的技术垄断,实现了自主可控,是中国制造向中国创造迈进的有力证明。
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