CVT變速箱優缺點詳解

2020-12-18 汽車科學島

客觀分析CVT變速箱:只適合四季如春的赤道兩側地區,或者用以產品定位較低的汽車。因為這種變速箱的製造成本偏低,理論上裝備這種機器的汽車價格應該適當低一些;關於「溫暖」的定義是因為CVT變速箱有無法避免的低溫保護,這一問題如果嚴格定義則可以說與「節油減排」背道而馳,下面來看一看CVT變速箱的優缺點吧。

首先說明優點

CVT變速箱的換擋結構比較特殊,由兩組液壓力控制的錐形輪與一套鋼帶組成,部分車輛會使用「加強耐用型鋼鏈」,不過實際使用壽命的表現仍舊不夠理想(關於耐用性放在第三節解讀)。這種換擋結構不能否認是優點的,因為錐形輪可以通過液壓力的控制而線性的改變夾角的角度,能線性到什麼程度呢?比如1、1.00001、1.00002、1.00003……數字可以無限小,也就是說錐形輪的角度變化可以無限多,而每一次變化都等於一個傳動比(檔位)。

CVT變速箱理論上有無數個檔位,而普通的AT/DCT/AMT等自動變速箱充其量有10個前進擋。眾所周知變速箱的前進擋檔位數越多,換擋時的平順表現則會越好;因為間隔的檔位齒輪比的差值小則換擋後通過傳動系統放大的功率或車速變化也會很小,加速自然會非常的平順。且CVT變速箱的錐輪是線性的變化,升檔過程中不用考慮切換齒輪組時發動機轉速的下滑,同步升轉與同步升檔同時進行則會更加平順。——CVT的優點到此為止。

使用體驗層面的缺點

1:頓挫。如上所述,CVT變速箱的升檔是非常平順的,但是滑行過程中又會出現頓挫。原因為CVT的錐輪鋼帶傳統結構無法單向離合,帶檔滑行時的結構反而會帶來比較明顯的拖拽感;這種拖拽感受對滑行距離的影響可以不談,但在出現的一瞬間會感覺到一點點頓挫是不能否認的。而且這種拖拽感還會在某一車速區間內消失,比如20~35km/h之間(不同車輛範圍有所差異),拖拽制動消失的瞬間等於「持續制動鬆開剎車」,這一瞬間的衝擊感也是一次頓挫感。很多CVT用戶反映變速箱可能存在故障——因為出現了頓挫,實際這是正常現象而非故障。

2:性能。第一節解釋了CVT變速箱特殊的換擋結構帶來的優勢——升檔平順,但是這種結構也有明顯的缺點。兩者之間是利用滑動摩擦的狀態實現傳動,金屬之間的摩擦會產生高溫,同時也會有正常的磨損;如駕駛裝備CVT變速箱的汽車頻繁的大油門高功率輸出,鋼帶承受的扭矩過大則會因磨損而產生高溫,高溫會影響變速箱油的潤滑以造成磨損程度的加劇。所以CVT變速箱並不能持續的體驗發動機高性能,頻繁大油門加速數次後會出現【高溫保護】——發動機動力會被「短時封印」一部分,車輛只能以中低速正常行駛而已。

3:時效——低溫保護。錐輪與鋼帶的滑動摩擦是正常傳動狀態,磨損也只是正常損耗;但如果變速箱油沒有充分潤滑的話,兩者之間的磨損就是實實在在的「高強度磨損」了。而變速箱油在低溫環境中的流動性非常差,不加熱變速箱油到高溫狀態就無法滿足對鋼帶的潤滑;那麼在冬季低溫環境中冷啟動發動機後如直接駕駛車輛加速,鋼帶則有可能快速的磨損至報廢。重點是鋼帶錐輪為CVT變速箱的核心,損壞之後進行維修往往可靠性會差很多,所以這種機器多為只換不修,後期的用車成本之高可以想像。

為了延長鋼帶的使用壽命,CVT變速箱的控制程序加入了【低溫保護】。指車輛冷啟動之後要利用變速箱暖溫器加熱變速箱油,達到高溫後會解除保護模式,變速箱才能正常升檔實現理想的駕駛體驗。在此之前可以駕駛但等於持續「1擋」駕駛,發動機變速箱都會以高轉速運行,磨損自然會大一些;少數CVT變速箱加入了低檔位齒輪組號稱可以啟動後駕駛,然而也只是有一個1擋齒輪組——變速箱不磨損了,發動機高轉磨損嗎?油耗高嗎?噪音大嗎?這些問題答案應該是很清晰的,CVT的低溫保護時間又無法確定,溫度稍高一些會有2~3分鐘的保護,如果溫度過低那麼接近10分鐘左右也不算誇張;使用裝備CVT變速箱的汽車,其用車時效性會如何呢。

CVT變速箱與節油減排的關係

(說明:普通小排量汽車怠速一小時耗油量大多超過1升-熱車狀態)

汽車冷啟動時發動機的轉速會升高,這種現象是ECU行車電腦主動熱機程序的激活。因為低溫啟動發動機時,發動機的機體與冷卻液溫度也非常低;此時發動機燃燒產生的熱能會被兩者大量吸收,這些本應該轉化為動力的熱能減少後車輛的駕駛體驗會變差。於是為了保證冷啟動後的駕駛體驗合格,以及快速加熱機體會冷卻液到不造成熱能異常損耗的理想工況;發動機會自動提升轉速並且提高噴油量,以燃燒更多燃油產生更多熱能的方式補償冷卻損耗的動力,以及加速熱機——這與CVT有什麼關係呢?

主動提升轉速主要為補償動力,而加速熱車速度的理想方式是啟動後隨即正常駕駛。怠速升轉的「熱機轉速」也不過1200轉左右,而正常駕駛總會在2000轉上下,顯然是駕駛中的高轉——高頻率大量噴油做功才能加速熱機,對於噴油不受溫度影響的電噴發動機而言,啟動後在駕駛中熱車才是正確的方式,只有早已停產的化油器汽車才需要原地熱車。

而如果電噴機也堅持原地熱車的話,那麼在這一階段則會因ECU主動升轉與加大噴油延長熱機效率,此時的噴油量約為平均怠速油耗的2倍左右;其次過量噴油還會造成燃燒不充分,這種燃燒狀態會造成碳氫化合物與顆粒物的超量排放,以及形成積碳。

重點:CVT變速箱裝備的發動機也有這一問題,但是因為變速箱需要原地熱機又無法在啟動後正常駕駛,那麼這種設定與節油減排是不是衝突的呢?答案應該是可以確定的,因為原地熱車從電噴技術普及後就已經是錯誤的用車方式;所以CVT變速箱更適合熱帶地區的汽車用戶,對於冬季環境溫度能低至0攝氏度左右的地區而言,這種變速箱的用戶體驗實際還不如入門級的AMT,AT與溼式雙離合才應該是首選項。

編輯:天和Auto-汽車科學島

責編:天和MCN

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