说起技术,我们马上会想到混合动力;说起热门技术,我们会马上想到“TSI+G”;说到技术,我想大家都会脱口而出CVT无级变速器。
在讲日产CVT的无级变速器之前,预言家给我们讲了一下无级变速器的常识。已经了解这方面的朋友可以跳过这部分,直接进入下一页阅读。
其实说白了,CVT就是两套斜齿轮加一条钢带。通过改变锥形轮之间的距离,改变钢带两端的直径,从而实现变速功能。原理和手动挡差不多,低档时小齿轮带动小齿轮,高档时小齿轮带动小齿轮。改成无级变速就是“低档”是小半径伞齿轮通过钢带带动大半径伞齿轮,“高档”则相反。
为什么要加双引号?因为无级变速器的“高低挡”,在概念上不能完全等同于手动挡。无论手动挡、AT自动挡还是双离合自动挡,都有“挡”的概念,传动比的改变都需要通过跳挡来实现。但由于锥轮半径的变化是线性的,传动比的变化也是线性的,所以没有传统意义上的“齿轮”概念,“无级”一词由此而来。如果把传动比的变化看成上下楼梯,CVT走的是坡,其他变速箱走的是楼梯。
在介绍完无级变速器的结构之后,就要说说这种结构能带来的优势了。由于传动比的线性变化,CVT从根本上消除了传统变速箱的换挡冲击问题。另外,传动比的线性变化相当于无数个档位。传统变速箱在档位选择上难免会出现“高不成低不就”的情况。典型情况下,当变速箱完全加速时,变速箱经历升档后发动机转速会立即下降,使加速力突然“受挫”。而无级变速器没有这个问题。变速器可以及时连续选择最佳传动比,使发动机长时间保持在高效转速区,不仅带来更好的加速,还可以一举两得,节省燃油。
说完了无级变速器的“共性”,再来说说日产CVT相对于其他CVT品牌的独特之处。
1.带辅助传动机构的CVT7
带辅助传动机构的CVT7变速箱广泛应用于日产量小于2.0L的车型,如阳光、遄达等。传动机构本质上是一个行星齿轮机构,可以看作是两个档位的AT变速箱。附加变矩器的加入,最大的好处就是传动范围的扩大,最小传动比和最大传动比之间的跨度更大,达到7.3。相比之下,一般的6AT变速箱只有6。
要达到这么大的传动范围,就要增加足够多的档位来“塞”住中间空的空档,复杂的8AT甚至9AT也就应运而生了。但是8AT和9AT的结构太复杂,无法在经济型车上推广。变速范围大意味着起步或加速时,有足够的传动比放大扭矩,使车辆加速更轻快。在高速巡航的情况下,传动比小到可以降低发动机转速,从而提高燃油经济性。
除了加速和油耗的好处,辅助传动机构分担了一些原本属于伞齿轮的变扭矩任务,所以伞齿轮的半径可以做得更小。这种改变可以使变速箱更加紧凑,更有利于车辆的机械布局。对于用户来说,更小的锥形轮的直接好处是整个变速箱的响应速度更快,从而带来更快更线性的油门响应。原因是当斜齿轮的半径变小时,斜齿轮的转动惯量也会变小(钢带的长度也可以变短)。调整传动比时,从动盘可以更快地改变到目标速度。另一方面,半径的减小也可以使斜齿轮的重量变轻,控制机构推拉斜齿轮的负担也会减轻。
2.目标一致的CVT8。
【蓝色为CVT8,红色为传统CVT】
目前上述辅助传动机构仅用在日均2.0L以下的车型上。2.0L-3.5L排量的新车,日产采用全新CVT8变速箱。CVT8变速箱的变速范围也可以达到7,但是不依赖于辅助变速箱,而是通过优化传统结构来达到目的。CVT8通过减小皮带轮轴的直径来进一步“挤压”传动比。CVT8变速箱车型的代表包括最新一代(||)车型,其中2.5L版本在100km/h时的巡航速度仅为1,500 rpm,油耗经济。
3.推式钢带
很多人会震惊的说,CVT居然起源于摩托车。当时,锥形轮之间采用皮带传动。CVT装上车后,传动介质由皮带变为钢带,但扭矩承受能力仍然较低。所以以前有一种说法,2.0L发动机是CVT变速箱能匹配的极限。这个魔咒终于被日产打破了。日产CVT的钢带由无数薄钢片连接而成,传动方式由过去的“拉”变成了现在的“推”。换句话说,薄钢板承受的是挤压力,而不是拉力,因此对整个钢带的强度要求大大降低。日产CVT不仅能匹配天籁的2.5L发动机,还能匹配更大的3.5L V6发动机。
4.液压扭矩变换器
目前CVT与发动机的连接有两个“流派”,一个是以Multitronic为代表的多片离合器,一个是以日产等厂为代表的液力变矩器。两种结构各有千秋,多片离合器比较硬,机械连接,所以变速器会比较冲。液力变矩器可以通过相对滑动来消除动力冲击,所以乘坐舒适性会更好。
5.多种驾驶模式