达芬奇不为人知的秘密 聊CVT无级变速箱

　　[汽车之家 变速箱技术]  你能想到吗？仅仅一根钢带便将世界捆绑在一起，无级变速箱的理念甚至穿越了近四个世纪才被世人所运用，看到如今搭载CVT无级变速箱的汽车，想必十五世纪的意大利画家达芬奇一定会欣慰地微笑，或许正如其画笔下的蒙娜丽莎那样。什么？CVT还与达芬奇有关？今天这篇文章，我们就来聊聊CVT的前世今生和技术特点。

● CVT变速箱的诞生：“孩子”到底是谁的？

　　最近关于达芬奇是干什么的引发了我们编辑部的一番讨论。记得小学语文老师告诉我们，达芬奇是一名著名的画家。然而在维基上翻看CVT无级变速箱的历史时，我无意中也发现了达芬奇的名字。达芬奇还与CVT有关？

　　要了解CVT无级变速箱的身世，就要追溯到十五世纪末期，莱昂纳多·达芬奇不仅是画出蒙娜丽莎的著名画家，他还提出了CVT无级变速箱的概念。除了这些，全才的达芬奇还是一名雕刻家、建筑师、音乐家、数学家、工程师、发明家、解剖学家、地质学家、植物学家和作家。但一直到了1958年，荷兰人Hub van Doorne才设计出了现代意义上的CVT无级变速箱。

　　虽然荷兰人的这项发明很有创造性，但在欧洲并没有兴起太大的风浪，反而在日本逐渐变得炙手可热，八九十年代的日系企业纷纷开始研发CVT技术，如加特可（Jatco）、爱信(Aisin)、本田等等。

　　相比之下，德国的汽车零配件巨头博世（BOSCH）更富远见，在1995年收购了DAF公司的CVT变速箱压力钢带专利，并专注研发生产CVT变速箱的这一核心部件，成为全球大多数车企采购CVT变速箱钢带的供应商。那CVT变速箱为什么如此让车企们着迷呢？请您继续往下看。

● CVT到底是怎么回事？

◆ 为什么CVT变速箱被称为无级变速箱？

　　众所周知，手动、双离合或者普通的AT自动变速箱都是通过不同尺寸的齿轮来实现不同的挡位，那CVT无级变速箱是怎么实现无数个挡位的呢？是不是有更复杂的结构？

 
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◆ 一条钢带背后的秘密？

　　为什么说博世公司富有远见，它为什么要收购这条看似简单的压力钢带专利，背后到底有什么“大乾坤”？让我们单独把这条钢带拿出来研究研究。

　　在锥盘组之间传递动力的就是这条压力钢带，倍受“压迫”的它拥有怎样的结构才能保证工作时不打滑呢？

◆ 除了博世，还有其他厂商具备生产钢带的能力吗？

　　虽然前面我们提到的博世手握CVT压力钢带的专利，但总有一些厂商不甘心被博世牵制，为了突破博世对CVT核心技术的封锁，他们只能另辟蹊径。例如奥迪联合舍弗勒公司就想到用链条式的钢带作为锥盘间的传动装置。

◆ 为什么说CVT车型燃油经济性好？

　　对于CVT变速箱来说，它能够在其传动比区间内无级、线性地调节传动比的大小。也就是说将发动机的转速控制在最佳的转速区间内，CVT控制单元能匹配出最合适的传动比数值来输出扭矩。这一点是手动变速箱、AT自动变速箱及双离合器自动变速箱等这些有固定传动比数值的变速箱不具备的、提高燃油经济性的优势。

　　另外，相对其它变速箱来说，搭载CVT变速箱的车型在换挡的时刻，动力不会中断，能持续地输出扭矩，所以从这一角度来看，CVT变速箱也更加省油。

◆ CVT变速箱如何实现更宽广的传动比？

　　虽然传动比范围越大，越有利于提高燃油经济性，但是任何变速箱由于体积、重量等限制，不能一味地增宽传动比范围。目前量产的CVT变速箱中传动比最大的要说舍弗勒与奥迪研发的链条式无级变速箱，其最大传动比为7.7。

◆  CVT变速箱中的液力变矩器

　　和普通的AT自动变速箱一样，搭载CVT无级变速箱的车型，其发动机与变速箱之间没有传统手动挡车型上那样的离合器机构，而一般是靠液力变矩器来连接的，液力变矩器不仅能传递扭矩，还能使发动机和自动变速箱之间形成柔性连接。并且，利用内部的锁止离合器在必要时刻也能够进行刚性结合。

　　由于液力变矩器内部是通过油液进行扭矩传递，能够缓解发动机扭矩的波动，并且液体传递扭矩允许有一定的转速差，所以它能承担类似手动变速箱（MT）中离合器半联动的工作。但是它带来的缺点是动力的延迟和传动效率的低下，所以液力变矩器中一般会加入锁止离合器。

　　当然，锁止离合器的结合时间也必须恰当，过早的结合会导致振动，影响了平顺性；过晚的结合又会影响传递效率和加速响应迟钝。另外，锁止离合器中还集成了扭转减振器，在离合器接合时，扭转减振器可以吸收一部分振动来提高平顺性。

◆ 不喜欢太平顺？

　　然而太平顺了有时候也不是人们想要的，所以有些厂家为了增加人们驾驶CVT车型时的驾驶乐趣，为CVT变速箱设置了模拟挡位，模拟出一定的顿挫感。例如丰田卡罗拉所搭载的CVT变速箱可以模拟8个挡位。其实，理论上CVT可以模拟出无数个挡位。

　　带手动换挡功能意味着驾驶员可以自己控制换挡时的转速，这样一方面提供更好的驾驶乐趣，另一方面是使驾驶变得更加便利。例如在下坡路段，将车辆手动控制在低挡位，利用发动机本身来控制车速，减缓刹车系统的负荷，保持较低的安全速度行驶。另外，手动模式下利用输出扭矩较低的二挡起步，一定程度上避免了在雪地驾驶时起步打滑的现象。

● 哪些品牌上能见到CVT变速箱？

　　目前，全球使用CVT变速箱的车企大概分为以下几个派系:

【加特可派系】

　　加特可（Jatco）可以说是目前世界上最大的CVT变速箱的企业。1999年，日产将自己的自动变速箱部门独立出来，独立出来的部门并购了一家1970年便开始做自动变速箱的加特可（Jatco）公司，新公司依旧称为的加特可公司。加特可目前所供应过的汽车厂商有日产、三菱、马自达、铃木、雷诺、克莱斯勒、宝马、大众、福特、斯巴鲁等等。

　　坚持CVT变速箱的日产无疑是加特可最大的客户。由于起初的压力钢带不能承受过大的扭矩，早期的CVT变速箱仅用在了日产的小排量车型上。而目前日产3.5L排量的车型也能搭载了CVT无级变速箱。

【爱信派系】

　　成立于1969年的日本爱信精机是专门生产变速箱的企业，丰田则是爱信背后的大股东，所以目前丰田旗下的车型所搭载的CVT变速箱均来自于爱信，经历三代CVT技术的革新，目前最新的能够模拟8速的S-CVT变速箱已经搭载在了雷凌和卡罗拉等车型上。

【本田派系】

　　与其他厂家都不同的是，本田一直执迷于独立开发CVT无级变速箱技术，在上世纪八十年代便开始了研究CVT技术，在1995年将自主研发的CVT变速箱首次用在了第六代本田思域上。

【邦奇派系】

　　在中国品牌的CVT车型中，比利时邦奇（Punch Powertrain）公司是其背后提供CVT无级变速箱技术的供应商。早期的邦奇仅仅是荷兰DAF集团的一家工厂，后来经传动巨头采埃孚ZF倒手，收购了DAF的CVT业务，开始独立生产CVT变速箱。诸如吉利、长城、江淮、比亚迪、东风柳汽等生产的CVT车型均来自于南京邦奇自动变速箱有限公司。

【奇瑞派系】

　　另外，奇瑞早期的CVT变速箱同样采用邦奇公司的产品，但后来奇瑞自主研发了CVT无级变速箱技术，并成功摆脱了对邦奇的依赖。

● 奥迪新车不再搭载CVT

　　值得一提的是，最新的奥迪车型中我们已看不到Multitronic CVT变速箱的配置了，例如新一代的奥迪A4剔除了CVT，改用了7速S-tronic双离合变速箱。但这并不是说CVT变速箱不好，而是对于奥迪来说，在技术层面上，无论CVT变速箱技术优秀，终归不符合其对运行性追求的定位，并且消费者也对奥迪有更多的运动性要求。另外，奥迪无法将CVT与其引以为傲的quattro四驱系统进行匹配。在企业运营的角度来看，虽然CVT变速箱的成本低，但相比零部件大规模通用化的其它变速箱来说，成本上并不占据优势，而缩减采购变速箱的品种又能够降低其整体的成本。所以，只能说CVT现阶段不合适奥迪的车型。反而，更加注重经济实用的日系品牌更加偏爱于此。

● 总结

　　未来的CVT变速箱技术依然会有提升的空间，例如压力钢带、链条的优化设计，一方面减小摩擦损耗的功率，另一方面钢带和链条小型化后能够实现更宽广的传动比；利用扭矩传感器，进一步优化锥盘压紧机构的液压控制系统等等。

　　目前，全球车企使用CVT无级变速箱最多的当属日系品牌，而日系品牌CVT变速箱的压力钢带几乎都是来自于德国博世，所以，可以说博世才是全球CVT变速箱背后的大佬。另外，虽然舍弗勒和奥迪合作研发的链条式CVT变速箱也有一定市场份额，但现在连奥迪自家都弃用了CVT变速箱，舍弗勒的CVT业务该何去何从，一切都是未知数。在国内，中国品牌通过引进比利时邦奇公司的CVT技术，也有CVT车型的出现，但国家支持发展DCT双离合变速箱的势头，已经压过了企业对其它自动变速箱的关注。或许，在更加注重实用性和平顺性的日本才是CVT的最后归宿。（文/图 汽车之家 夏志猛）

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