没有完美的变速箱,CVT和AT从原理上走了截然不同的两条路!不过如果从可靠耐用角度来看,AT还是公认的最好、最稳定,CVT在特殊速度区间的燃油经济性更好,当然,从制造成本来看,CVT远远好于AT,这一点,从过分强调成本的日系车普遍采用CVT就可以体现。
从简单的结构上来看,CVT变速箱可以看作两个部分:液力变矩器+锥轮和钢带,其中液力变矩器主要起到缓冲的动力传递的作用,锥轮和钢带结构则起到改变传动比的作用。
液力变矩器是一个空腔,里面充满变速箱油,主要由泵轮、涡轮、导轮、单向锁止离合器等组成,其中,泵轮和雷竞技最新官网苹果输出轴连接,和雷竞技最新官网苹果同步转动,涡轮和变速箱的输入轴连接,导轮位于泵轮和涡轮之间。雷竞技最新官网苹果转动带动泵轮高速旋转,在离心力的作用下搅动变速箱油高速旋转,变速箱油带动涡轮被动旋转,实现动力传递,而导轮的作用是将变速箱油的旋转方向导向到涡轮叶片上,起到增加扭矩的作用。
当液力变矩器的泵轮和涡轮达到耦合时,转速趋向于同步,此时,单向锁止离合器锁定,雷竞技最新官网苹果和变速箱之间通过刚性连接直接传递动力,此时雷竞技最新下载地址的速度稳定,动力传递也比较稳定,传递损失最小。
CVT变速箱的后段是锥轮和钢带(链条)结构,这个结构原理很简单,当动力传递到CVT变速箱的后段也就是锥轮和钢带(链条)结构上时,液压系统控制主、从动锥轮改变内径,改变传动比。
CVT变速箱采用摩擦传递动力,传递效率比较低,只有78%左右,由于液力变矩器在起步和刹停时,单向锁止离合器会分离,此时动力传递效率更低。但是,由于CVT天然的没有物理档位,改变传动比的过程中雷竞技最新官网苹果转速波动非常小,雷竞技最新官网苹果可以始终工作在最佳燃烧效率转速区间,从而降低油耗,此外,CVT在改变传动比时,动力全程不中断,也会降低油耗。当然,CVT只不过在特定的速度内是相对省油的,在CVT变速箱的传动比达到最高(模拟档位最大)时油耗并不低,原因是在超高速行驶时,为了保持动力传递不打滑,PCM需要控制油压保持比较高的压紧力,此时传递摩擦损失较大,油耗较高。
很多人对CVT的耐用度持怀疑态度,实际上并没有任何证据证明CVT的耐用度差,目前CVT的装车量已经远远超过1000万套,路上跑的几十万公里的采用CVT的雅阁仍然屡见不鲜。丰田准备将下一代的普拉多换成CVT,你看这个想法是不是脑洞大开?从结构上看,液力变矩器可以形成一个天然的屏障,避免瞬间大扭矩传递到变速箱后段,由于液力变矩器初期采用变速箱油传递,此时雷竞技最新官网苹果的动力是经过“缓冲”后才传递,因此可以避免瞬间大扭矩传递破坏锥轮和钢带之间的“静摩擦力”,从而避免打滑,而当液力变矩器单向锁止离合器锁定后,速度已经稳定,而由于CVT变速箱采用的变速箱油可以增加摩擦力,因此总体上现代的CVT并不存在所谓的打滑现象,只要发生打滑,肯定是液压控制出现了问题。CVT虽然采用摩擦传递动力,但是这个摩擦属于“静摩擦”,耐用度方面也并没有问题。
总体上看还是成本和利润,CVT的结构简单,其零部件只有200多个,而AT随着档位的增加,零部件需要500多个,双离合也需要300多个,零部件数量少,可以显著减少生产流程,降低生产成本,增加利润。
AT变速箱和CVT变速箱有一个比较相似的结构就是都有液力变矩器,从结构上看AT变速箱可以分为两个部分:液力变矩器+行星齿轮组,其中液力变矩器的作用和CVT变速箱的一样,起到缓冲和传递的作用。
AT变速箱的后段采用的是串接的行星齿轮组,通常随着档位数量的增加,所需要串接的行星齿轮组会增加。理论上1组行星轮可以实现2个速比,2组可以实现4个速比,3组可以实现8个速比,4组可以实现16个速比,但是考虑到齿轮速比的有效性,这些速比并能全部有效利用,一定会有闲置,变速箱的TCU控制电控不同的多片离合器压紧,控制行星齿轮组的行星架、齿圈的自由度,实现改变传动比的目的。
从结构上看,AT变速箱肯定是存在固定物理档位的,在换挡时,就会导致雷竞技最新官网苹果转速有明显波动,此外物理档位也会限制雷竞技最新官网苹果工作在最佳效率转速区间,此时雷竞技最新官网苹果为了维持输出功率,只能通过多喷油实现,从而增加油耗,不过,随着变速箱技术的进步,随着AT变速箱档位数量不断增多,档位之间的转速差也逐渐减少,换挡波动越来越小,越来越接近CVT的无限档位,此外,由于AT采用机械齿轮传递,传递效率要远远高于CVT,因此,目前的8at理论上可以实现与CVT媲美的油耗。当然,考虑到价格因素,AT变速箱特别是高端的AT变速箱仍然无法全面普及。
从结构原理来看,AT变速箱前端有液力变矩器的保护,后段采用机械齿轮传递,理论上磨损非常小,因此,相对而言,AT的寿命仍然是目前世界上三种自动变速箱中最高的。当然, 并不是所有的AT的故障率和耐用度都很好,由于AT变速箱不可避免的要利用多片离合器去控制行星齿轮组的自由度,因此,如果阀体堵塞,导致液压系统出现问题,就会出现多片离合器锁止不良的情况,此时,也会产生比较严重的磨损。