CVT變速箱從誕生到現在已經有100多年的歷史,而縱觀主流汽車廠商,日產似乎一直鐘情于CVT變速箱,并廣泛應用于旗下車型上。隨著技術的不斷積累,其變速箱技術也不斷在進化。上半年上市的新世代天籟搭載的是日產最新一代XTRONIC-CVT(代號:CVT8)變速箱,這新一代CVT變速箱有什么特點?與上代CVT又有什么不同?本文將來做一個介紹。
● 日產CVT變速箱的發展史
CVT變速箱有百年的歷史了,最早可以追溯到1886年奔馳公司的一臺采用橡膠帶傳送方式的CVT變速箱。不過日產的CVT變速箱發展是從近20年才開始,大概可以分為以下幾個時間節點。
1992年,日產研發了第一代CVT變速箱,命名為“N-CVT”(采用的是電磁離合器),是一款只能承受較小扭矩的小型CVT,當時主要搭載于瑪馳等一些小排量的車型上。
到1997年,日產研發了一款可以承受較大扭矩的CVT變速箱,命名為“Hyper CVT”(采用的是液力變矩器),由于創新地使用高剛性材質傳送鋼帶,承受了最大扭矩有了較大提升,這款Hyper CVT可以搭載于2.0L排量的車型上,當時在行業內是一個突破。在日產Primera車型上的Hyper CVT變速箱與之配合的是2.0L汽油發動機(代號為SR20VE),最大功率為139kW,最大扭矩為196N.m。
在2000年,日產首創滾輪式CVT,稱為“EXTROID-CVT”,這種變速箱并沒有采用傳統CVT使用的鋼帶,而是使用了滾輪來傳遞動力,能承受的扭矩更大,主要用于排量為3.0L的大馬力后驅車。可能是由于成本的原因,EXTROID-CVT并沒有大規模地使用。
到了2002年之后,可以說是日產CVT變速箱進入了一個快速發展的階段,也是從那時起,CVT變速箱開始廣泛應用于旗下車型。通過“推力式”高強度鋼帶等技術的應用,使CVT變速箱(稱為“XTRONIC-CVT”),可以搭載于中、大排量的車型上,由此日產CVT也進入了“XTRONIC-CVT”時代。
其中XTRONIC-CVT包括了能承受中等扭矩的CVT2,主要搭載于2.0L-2.5L排量的車型上,如上代天籟、逍客、奇駿、騏達(1.6T)均有是采用CVT2變速箱的車型。
還有能承受大扭矩的CVT3,主要用于3.5L排量的車型上,如樓蘭的3.5L排量車型上使用的就是CVT3變速箱。
到2009年,日產首創帶副變速箱的CVT(代號為CVT7),可以實現7.3的寬廣變速比,同時實現輕量化與小型化的設計,其后主要應用于1.6L排量以下的車型,現在基本取代了上一代的小型CVT變速箱,主要搭載在陽光、新軒逸、驪威、騏達(1.6T除外)車型上。
而到了今年,在國內日產又引入了全新一代XTRONIC-CVT(代號為CVT8),具有出色的燃油經濟性和駕駛平順性,主要是應用于中大排量的車型上。目前新世代天籟上使用的CVT變速箱就是這一款。據了解,這款變速箱未來將取代CVT2、CVT3,搭載于2.5L-3.5L的車型上。
縱觀日產CVT變速箱的發展歷史,前一階段基本上是不斷提升CVT變速箱傳遞的扭矩,而到后一階段更注重改善CVT傳動效率及以及變速比范圍,以獲得更優秀的燃油經濟性及駕駛性能。下一頁我們了解CVT7和CVT8變速箱都有些什么技術特點。
1)CVT7變速箱技術特點
采用副變速箱。日產2009年實現量產化的CVT7變速箱的最大特點就是全球首次采用副變速箱技術。
我們知道,傳統的CVT變速箱主要是靠改變主動輪和從動輪的直徑來實現改變傳動比的。不過日產的CVT7變速箱,在此基礎上創新性地加入副變速箱。這個副變速箱其實就是一套行星齒輪組,位于從動輪與輸出軸之間,可以實現兩個檔位以及倒檔的功能。一擋的速比為1.821,二檔的速比為1.000。
傳統CVT變速箱的傳動比范圍主要取決于主、從動輪的直徑大小,如果要加大變速箱的速比范圍的話,那就得采用直徑更大的主、從動輪。但這樣做的話變速箱的體積也得變大,那么不容易安裝在小型車上了,這顯然不是最好的辦法。而通過副變速箱的應用,可以進一步放大變速比(總變速達7.3),同時又可以適當減小主、從動輪的尺寸,不失為一個最佳的解決方法。
小型化設計。另外由于將前后切換裝置與副變速器一體化的設計,同時采用更小的主、從動帶輪,從而實現小型化、輕量化。據介紹,這款變速箱在原來基礎上,減少了10公斤的重量。
除了外殼減重,滑輪直徑減少外,鋼帶構造也由之前的12片減少為9片。相比于上一代CVT尺寸長度要縮短10%,重量要減輕13kg,可以搭載在更小的車型上。
此外,減少內耗也是提高變速箱的傳動效率,改善油耗的有效方法。在傳統的CVT里,單邊的滑輪與變速箱底部的油液是有接觸的,而CVT7通過小型化的設計,把滑輪設計在底部油液的上方(有一定距離),這樣減少了高速運轉的帶輪與油液的阻力,從而提高燃油經濟性。
2)CVT8變速箱技術特點
CVT7主要是應用于2.0L排量以下的車型,而目前搭載于新世代天籟上的CVT8主要是應用于2.0L-3.5L排量的車型,也是目前日產最新一代的CVT產品。
超寬變速比范圍。CVT8并沒有想CVT7那樣使用副變速箱,可能是這款CVT主要應用于較大排量的中大型車上,對于空間要求沒有那么嚴格。不過CVT8的變速比也達到了7.0(CVT7為7.3),相對于傳統的CVT有了很大的改善。
前面講到,CVT的變速比主要是有主、從動帶輪的直徑來決定的。而CVT8主要是通過縮小帶輪軸的直徑,來擴大變速比的范圍。(相當于在保持主、從動帶輪大小不增大的情況下,進一步擴大變速比的范圍。
超低摩擦結構設計。在減少變速箱內耗的方法上,CVT8與CVT7一樣,都是把帶輪設計在底部油液的上方,避免帶輪與底部潤滑油接觸,減少轉動阻力。
不過CVT8的主、從動帶輪都是要比CVT7要大的,在保證變速箱充分潤滑的基礎上,CVT8減少了用油量,降低油平面,避免與帶輪接觸。同時使用體積更小的油泵,是潤滑油起到充分潤滑的作用。此外,對于CVT變速箱油也是進行重新設計,使用了粘度更低的潤滑油,進一步減少摩擦(較上一代摩擦減少約40%)。
鋼帶作為CVT變速箱的核心部件,CVT8的鋼帶與CVT7一樣還是使用“推力式”鋼帶,不過是進行重新設計的,由500多個推片組成(其中60%是進行重新設計的),能傳遞更大的扭矩。
還有一點是CVT8變速箱融入了新一代ECO-mode智能行駛模式,說得通俗點就是通過方向盤、油門踏板等位置的傳感器,來“讀懂”駕駛員的駕駛意圖,通過發動機與CVT變速箱的控制程序,給駕駛員提供最合適的駕駛模式。據介紹,通過ASC智能邏輯控制系統,可以提供超過1400種變速模式,這樣駕駛者可以享受更為豐富的駕駛樂趣。
總結:CVT變速箱從誕生到現在已經有百年歷史了,近十年來CVT變速箱的技術問題都逐漸得到解決,就好像日產的CVT變速箱技術也不斷在進化,其燃油經濟性、加速性能以及承受的扭矩都有很大的提高。從原理上看,CVT變速箱的變速效果無疑是最為完美的,不過目前使用中還有一些需要突破的問題。相信隨著技術的不斷進化,CVT憑借優秀的燃油經濟性、換擋平順性將會應用于更多的車型上。
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