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從日產、奧迪再到通用 無級變速器的進階之路

發布時間:2019-03-06 | 來源:互聯網 | 作者:
   當通用宣布將投放中國唯一一款鋼鏈結構CVT無級變速箱時,我的思緒突然飄到了600多年前——1490年的某天,38歲的達·芬奇再一次靈光乍現,一種無段式連續變速機構出現在了他的腦海中,世界上第一張CVT無極變速箱的草稿也就此誕生。


達·芬奇的畫稿看起來簡單明了,也彰顯了CVT變速箱先天優勢:相比起AT變速箱,CVT變速箱結構更加簡單,也更有利于輕量化設計。近年來日系車在國內大面積推廣CVT變速箱,更讓CVT變速箱動力輸出平順,燃油經濟性好的特點深入人心。


不過在汽車消費升級的當下,用戶對于產品的要求也越來越高,只有平順的輸出和優異的經濟性已經無法滿足他們對于中高級車型的需求。那么是否有一種變速箱既能夠保留CVT變速箱平順、省油等優勢,還能承受更大的動力輸出,滿足用戶日漸增高的需求呢?通用汽車拿出了一個新的解決方案。

這臺鋼鏈結構CVT變速箱不僅平順省油 還能承受大扭矩


在談到技術時,我們通常會說技術日產、技術本田甚至技術大眾,而通用往往會被我們所忽視。實際上,近幾十年來,通用一直都是汽車技術的“大拿”。在變速箱領域,當大眾難以突破AT變速箱的技術壁壘,無奈轉向DCT時,通用就有自己研發的10AT、9AT、6AT,因此通用才有底氣,在多擋位AT變速箱還是業內“高級”象征,就開始在旗下主流產品序列中普及9AT、10AT變速箱。

當時間進入2019年,隨著通用汽車推出自己第一臺CVT無級變速箱,也讓最早由達·芬奇創造的CVT變速箱再次走向了進階之路。


CVT變速箱鋼鏈式的傳動機構并不是通用首創,此前像斯巴魯這樣以運動為導向的品牌,也被CVT變速箱出眾的可靠性和平順的動力輸出所吸引,同時鋼鏈式傳統機構,能讓斯巴魯Lineartronic CVT變速箱在沿襲一般CVT變速箱優點的同時,承受更大的扭矩。

不過斯巴魯的定位和價格畢竟有點小眾,通用則讓兼顧動力和平順的鋼鏈式CVT變速箱有機會走進千家萬戶。


通用的鋼鏈式CVT鏈節之間靠軸裝壓塊連接,二者接觸的部分可自由旋轉,能在相當程度上減小摩擦損失。并且鏈條的工作半徑小,更有助于整個箱體的小型化和輕量化。來自舍弗勒的鋼鏈品質,也讓人無需擔心可靠性。

而日系CVT采用的鋼帶式結構,主要利用鋼帶的兩邊與錐輪之間的摩擦來傳遞動力。由于咬合和釋放過程中不可避免地會發生位移,無用的摩擦分力會給變速箱帶來多余的內阻。


研究數據表明,在車輛高速擋變速時,在扭矩較小的情況下,鋼帶與鋼鏈的傳動效率之差為4.5%-5.0%,而扭矩較大時,傳動效率之差則為1.5%-2.0%。更好的傳動效率意味著更好的油耗表現,和相對更強的動力輸出。

同時在關鍵的鋼鏈結構中,通用的這臺CVT變速箱采用不等長鏈節,安裝時有一套算法隨機排列,這樣的做法可以削弱共振并降低噪音,也因此,供給這款CVT的每一條鋼鏈都是不同的。其變扭器采用了新型三級長行程減振器并進行了控制軟件優化,令NVH性能顯著提升的同時,實現了更低車速下的牽引力鎖止,有效提高整車燃油經濟性。


此外,鋼鏈的結構讓這款CVT變速箱能夠承受250Nm的最大扭矩,這一數值與目前大眾最常用的DQ200雙離合變速箱幾乎一致,克服了CVT變速箱無法承受大扭矩的缺點。所以通用這臺鋼鏈機構的CVT變速箱,不僅僅延續了日系CVT變速箱平順、省油的特點,還在傳動效率、扭矩承受上做出了進一步的優化。

考慮到變速箱開發的技術難度,這臺CVT變速箱的問世不僅僅展現了通用超強的技術水平,也向展現了其先進的研發理念,要知道市場上能同時掌握9AT、10AT、CVT多種類型變速箱自主研發能力并能實現大規模搭載的企業,世界范圍內也沒有幾家。

高效協同,不僅僅是發動機和變速箱


我們在衡量一個廠商技術水平的時候,通常會把動力總成的匹配作為其中的一個重要項目,而不是簡單地看它配備了哪種型號的發動機或變速箱。因為汽車是一個極為龐大的系統組成,匹配、驗證比單個零部件更重要。

但是在動力總成開發的過程中,發動機和變速箱通常都是獨立開發,在裝入整車時,才會進行兼容、匹配方面的調教和驗證。由于開發節點的不協調,發動機和變速箱都可能都需要做出一定的“犧牲”,來適應彼此的特性,求得一個平衡點。


而通用在最新一代驅動系統開發中,為了避免產生后期適配產生的問題,將整車開發目標分解到發動機和變速箱的開發目標之中,更加同步共享的關鍵參數進行最優設計,確保滿足整車性能的需求,讓發動機和變速箱長時間處于最優的工作區間。

這就像我們玩的拼圖一樣,如果兩塊圖案適配但結合處形狀有差異的拼圖想要拼在一起,就需要對本體進行修剪、改造,讓拼圖邊緣更加適配,最終拼出圖案效果也會打些折扣。而通用的開發理念就是讓兩塊拼圖在設計的時候就完美嚙合,無論最終印上什么圖案,拼圖都能有最佳的表現效果。

舉個簡單例子,動力總成熱管理是一門很深的學問。熱管理做不好不僅僅會影響性能、油耗,甚至會出現機油增多等影響使用的問題。通用的發動機研發人員不僅僅考慮了發動機本體的熱管理,還將變速箱的熱管理納入了整個體系之中。在通用發布的三臺新發動機上,都可以通過熱交換器來管理變速箱的工作溫度,冷啟動時幫助其暖機,正常運轉時幫助其散熱。


如今面世的通用新一代驅動系統能夠率先適配國六B排放標準和美國CAFE標準(平均燃料經濟性)正是協同開發的成果。

寫在最后

通用這款CVT變速箱將在19年上汽通用旗下新車型上全面鋪開,對于車市來說,通用全新的動力總成方式很可能引發對手的研究甚至于借鑒。其協同開發的理念,也會給汽車產業帶來更多的變化和進步。
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