【太平洋汽車網 汽車文化】在如今自動變速箱向著8速、9速甚至10速普及的時候,我們追求的就是更寬泛的傳動比和更平順的換擋感受,看著普通AT或雙離合器變速箱越來越有限的進化空間,而能輕易達到這兩種需求的CVT變速箱卻一直難登大雅之堂,更多時候充當毫無個性的經濟適用男。最近剛上市的新思域由於加速成績突破同級,導致CVT變速箱再次被廣泛議論,而CVT的來世今生究竟是怎麼樣的?未來CVT是否會獲得更多江湖地位呢?
● CVT變速箱發展歷程
其實CVT的歷史相當悠久,甚至其原型乃達·文西所繪製。據稱那是1490年的某天,38歲的達·文西的腦海中突然靈光閃現,出現了一種無段式連續變速機構,隨後他畫成了草圖,這就是世界上第一張CVT手稿。
不過達文西的年代還沒有汽車的概念,所以這張無段式變速機構的圖紙某種意義上來說是鏡中花兒,只能在隨後的幾百年中選擇沉睡。而CVT在汽車上開始應用,大家比較認同的是1923年英國的Clyno汽車。
CVT真正的量產式應用是從1958年開始,荷蘭DAF公司的Hub van Doorne博士研製成功了名為Variomatic的雙V型橡膠帶式CVT,並裝備於DAF公司製造的Daffodil轎車上。但是第一代CVT變速箱存在不少缺點,比如傳動效率低、承受扭矩有限以及工作不穩定等。
而隨後在上世紀六十年代中期,荷蘭的VDT公司用金屬帶取代之前的橡膠帶,研製出了改進版的CVT變速器。此時CVT變速箱在全球引發了關注,很多廠家開始試驗並推出相關車型。
1987年初,斯巴魯推出Justy車型,裝備了改進的電控CVT變速箱,而這輛車奠定了斯巴魯在CVT領域長足的發展與貢獻,時至今日,斯巴魯依舊是CVT的忠實簇擁。同年年中,福特嘉年華和菲亞特Uno推出,成為歐洲首個搭載CVT變速箱的車型。
1995年,德國汽車零配件巨頭博世(BOSCH)收購了DAF公司的CVT變速箱壓力鋼帶專利,並著力於這一核心技術的研究。至今為止,博世的鋼帶已經成為全球絕大部分CVT變速箱的選擇。
而後,CVT引起了日產等更多日本車企的關注,日產不僅推出了NCVT變速箱搭載於當年的瑪馳上,還研發了能承受更強扭矩的滾輪式CVT,稱為Extroid CVT變速箱。該變速箱並沒有採用傳統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,可用於排量為3.0L的大馬力後驅車,比如Skyline 350GT-8。
豐田作為混動車的先行者,對無級變速箱也有深厚的認知,所以豐田沒有急於加入傳統CVT的競爭,而是研發了適用於混動系統的E-CVT結構。E-CVT變速箱是通過行星齒輪、離合器外加調速電機來實現變速,這個過程完全是無縫銜接,被稱為ECVT。1997年,豐田第一代普銳斯推出,而搭載的正是E-CVT電控無極變速箱,隨著豐田混動系統的不斷升級和普及,這套適用於混動系統的變速箱也升級並已經被廣泛應用。
之後,本田、豐田等紛紛加入了CVT變速箱的研發行列,導致CVT變速箱在日本全面開花。相比之下,歐美企業對CVT變速箱的熱情似乎沒那麼高漲,菲亞特、MINI、羅孚以及通用等車企均在旗下輕型車上採用過CVT變速箱,但後來不了了之。
奧迪在2000年以後針對前驅版的車型提供CVT變速箱,Multitronic變速箱是奧迪總公司與德國LuK合作開發的產品,變速箱動力輸入端為多片溼式離合器,另外以拉動式鏈條取代了傳統的推動式鋼帶設計,提升了CVT變速箱的反應速度與強度。不過奧迪目前已經推出CVT陣營,以雙離合器變速箱取代。
奔馳曾經為A級以及B級提供過CVT變速箱,但後來隨著渦輪增壓發動機的普及,奔馳也告別了CVT的陣列,轉而投向了雙離合器變速箱以及如今的9AT變速箱的應用。
● 依然有不小的發展空間
CVT本身有很多種分類,有VDP(Variable-diameter pulley,可變直徑皮帶輪)CVT、Extroid CVT(圓環無級變速箱)、Magnetic CVT(電磁無級變速箱)、IVT(Infinitely Variable Transmission,無限傳動無級變速箱)、Hydrostatic CVT(靜液壓無級變速箱)等類別。
可變直徑皮帶輪CVT工作圖
CVT應用範圍也相當廣泛,從卡丁車、割草機、摩託車、拖拉機、聯合收割機,到大功率發電機、重型土方設備等都用CVT變速箱的應用,日本的主戰坦克Type10也採用了CVT變速箱(Hydrostatic CVT),甚至F1也曾經採用過CVT變速箱。而民用級別CVT主要是VDP形式。
1991年DAF公司找上了威廉士車隊技術總監海德,雙方決定共同開發在F1賽車上使用的CVT系統。隨後DAF公司花了半年的時間研發出可用於800kW引擎的CVT變速箱。威廉士車隊將搭載CVT系統的賽車命名為FW15C,並由當時的測試車手庫特哈德進行測試,測試後獲得了車手的大加讚賞。可惜CVT後來被列入FIA的禁用輔助名單中,並沒有在賽場上大展雄風。
看看搭載CVT變速箱的F1如何工作
我們可以看到,雖然CVT歷史悠久,但真正大規模使用也就是近幾十年的時間。目前CVT的市場佔有率僅有10%多一點,既然用處不小,為何CVT變速箱沒有收到足夠多的支持?儘管全世界的AT自動變速箱以及DCT雙離合器變速箱都在追求靠近CVT般的順滑感受,但很多車企又避免直接採用CVT。
原因就在於鋼帶傳動式CVT由於結構的特殊,更多只能適用於經濟性小排量汽車。另外由於CVT變速箱在變速時太平滑而在駕駛激情層面顯得過於「柔」,直觀的加速體驗刺激感不會很強,而偏向性能表現的車企針對雙離合器變速箱的研發使用則更加系統經濟。
好在到目前為止,CVT變速箱技術已經有了很大提升,可承受的扭矩也幾乎能與AT變速箱相當。在全球範圍內,加特可(Jatco)、愛信(Aisin Seki)、本田、斯巴魯、邦奇(Punch Powertrain)、Luk等企業在CVT方面有重要的貢獻,而國內奇瑞也已經應用了自主研發的CVT變速箱,擺脫了對國外企業的依賴。
目前應用CVT最廣泛的依舊是日系品牌,三菱、日產、本田、豐田、斯巴魯等很多日系車型都採用CVT變速箱。自主品牌的不少車型也搭載了邦奇CVT產品,比如海馬、長城、東風風神、江淮以及北汽的部分車型。
斯巴魯的Lineartronic CVT變速箱採用高強度鋼鏈傳動帶,變速箱能完全支持斯巴魯水平對置發動機以及全時四驅系統。當下不僅斯巴魯力獅2.0T、傲虎2.0T這樣追求動力的車型採用CVT變速箱,甚至追求性能表現的WRX也採用了CVT變速箱,全世界都獨樹一幟。
在全球的排放法案日益嚴苛的前提下,各大車企都在尋求多種途徑提升車型的環保特性,隨著AT變速箱發展遇到的瓶頸,所以簡單有效的CVT變速箱逐漸顯示出更明顯的優勢。根據報導,通用汽車已經在自主研發新的CVT技術,用來匹配新的3缸/4缸渦輪增壓發動機,預計將在2019年左右裝備。從通用的動向看出,未來CVT還將有更廣闊的發展。
編輯總結:
不管採用什麼樣的形式,追求更高的燃油經濟性與低成本是車企們追求的目標。在這幾十年的發展中,汽車的變速箱經歷了不斷的變革與發展,而目前在幾大陣營中,CVT幸而被一股強大的力量堅持著,並獲得了更好的發展。如果給變速箱擬個星座,CVT可能與巨蟹座比較搭配,溫文爾雅、顧家但是缺乏浪漫的情懷,雖然年輕好勝的你不怎麼能接受這樣的平淡,但是當你經歷過潮起潮落後,最終發現平淡才是生活的真諦。(文:太平洋汽車網 朱濤)