静音改造 CVT无级变速器解读

【技术讲座】CVT（Continuously Variable Transmission），无级变速器，还是无级变速器。

我们应该很熟悉。

目前不少车型都配备了CVT变速箱，行驶平顺性让其备受好评。

但凡事都有两个方面。

平淡的驾驶体验和可疑的质量也让CVT饱受诟病。

今天的文章我们就来看看CVT的结构，分析一下它的优缺点。

CVT并不是一种先进的设计。

相传是芬奇首先发明的。

这种变速机构常用于纺织机、机床等工业机械中，有多种设计形式。

而且，锥轮与皮带组合的CVT形式从几十年前一直出现在轻型摩托车上，并已成为现代车辆CVT变速器的主流形式。

然而，汽车上使用的CVT需要稳定耐用、能承受更大扭矩的零部件。

便宜的摩托车配件肯定做不到这一点。

于是，博世、采埃孚等汽车零部件供应商，以及汽车制造商本身，都在努力开发汽车用CVT变速箱。

在确定锥轮和皮带是目前CVT的最佳形式后，迫切需要解决的问题是橡胶带的耐用性差、传动效率低，于是金属链带诞生了。

（博世对CVT有非常深入的研发，很多CVT解决方案都是博世设计的，但是博世并不批量销售整个变速箱，只卖技术和核心部件：金属链带。

CVT的大部分链带虽然CVT的锥轮和链带的形式与MT、AMT、DCT的齿轮组和AT的行星齿轮组有很大不同，但其传动原理是一样的。

MT和DCT的每个档位都有一对对应的档位。

在低速档时，小直径主动轮驱动大直径从动轮。

随着档位的增加，主动轮变大，从动轮变小（虽然AT没有这个直观的变化，但齿轮作用的原理是一样的），而CVT则采用两对锥齿轮组来更换 MT 和 DCT 上的复杂齿轮组。

根据扭矩和输出功率的变化，锥轮组也在计算机中按照预定的模式进行调整。

其液压缸控制下的相对变化：当载荷较大，需要大减速比时，主动锥轮组向两侧分离，形成较小的工作圈，从动轮被向中间挤压，使工作圈更大；当负载变小时，反之亦然。

并采用链带作为动力传输。

这种运动形式与其他变速器的变速原理完全相同，只是路径不同而已。

并且根据动力需求创建具有任何传动比的“齿轮”。

当速比变化时，没有换档冲击。

这就是无级变速器的原理和意义。

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传统CVT变速箱的结构稍微复杂一些，但实际零件数量和工艺水平并不比AT高。

现代汽车钢带式CVT的结构如下：与AT结构相同的液力变矩器、调节运转方向的单排行星齿轮（AT有多个多排行星齿轮组）和离合器，还有“灵魂部件”CVT锥轮组和金属链带。

这种设计使得CVT变速箱单独变得更加紧凑。

目前汽车CVT的传动部件基本上都是锥轮和钢带的形式，但前端部件由于不同厂家的设计理念而有不同的形式。

例如，大多数CVT匹配的动力缓冲部件主要是带有锁止离合器的液力变矩器，但奥迪的multitronic CVT则采用多片离合器而不是液力变矩器。

原因有二：1、发动机扭矩足够大，不需要变矩器来增加扭矩，而CVT不太注重扭矩的作用； 2、多片离合器的效率高于液力变矩器。

日产最新的 xtronic 也有一个不寻常的方面。

在行星齿轮上增加一组离合器后，可实现2个前进档和倒档的工作形式。

这样就可以增大速比范围，使锥轮和钢带能够以稍小的齿轮运转。

在这个范围内，它的工作效率更高，看起来整个变速箱相当于AT和CVT的结合体。

动力分析 在这种差异下，变速箱对发动机的动力需求也发生了细微的变化。

一般来说，有齿轮的变速器对扭矩的要求更大。

在加速过程中，由于换档，发动机转速也会产生波动，一次次冲刺到高速大功率区域，而扭矩的作用，就是让发动机从低功率冲向高速。

高功率更强大。

扭矩越大（特别是低速扭矩），过程越短。

我们强调，扭矩对加速度的影响是对于有齿轮的变速器而言，齿轮位数越少，这种影响越明显。

CVT加速时的扭矩要求不那么明显。

驾驶员可以完全控制油门踏板的位置，使发动机达到一定的转速（或最大功率转速）。

此时，扭矩和功率的输出基本恒定。

改变的只是锥形轮组的传动比和车速。

由于不需要波动发动机转速，我们可以精确控制发动机在经济工况、既定加速工况、最大输出功率工况下工作，发动机在理想工况下全力工作。

这种模式无法通过变速箱实现。

无论有多少个齿轮，都只能逐渐接近这个工况。

因此，CVT理论上是传递动力的最佳方式，前提是CVT能够消除它的致命弱点：“打滑”。

“当锥轮呈小圆形状时，链传动方式的传动效率比钢带好，但接触面积较小。

” “打滑”是CVT不可避免的现象，这种现象归因于其结构设计。

其他形式的变速器在动力传递方面都是通过离合器和齿轮连接起来的。

虽然离合器是通过摩擦结合的，但结合力非常强，可以视为刚性连接。

甚至液力变矩器也会有相对速度。

有区别，但仍然有一个离合器可以连接，而且即使是速度差导致的“打滑”，这种“打滑”也可以产生“扭矩增加”的效果，而不是熄火。

在CVT变速箱中，传动机构——锥轮和链带之间的接触面积相对较小，并且一直在变化，远非刚性连接。

虽然可以通过压缩锥轮来增加张力和摩擦力，但这仍然不能从根本上解决问题。

“钢带传动效率较高，不易打滑，但不能过度弯曲，不适合半径变化较大的情况。

”当然，这种情况可以通过一系列技术来改善。

例如，博世的新型链带被“推”方式取代。

除了传统链带的“拉动”动力传输效果外，日产的两级传动结构使锥轮和钢带工作在更稳定、高效的范围内。

搭载CVT的全新骐达1.6T在加速方面也超越竞争对手。

，甚至还开发出了可以适配3.5L发动机的CVT。

因此，随着研发的进程，CVT的固有缺陷正在逐步改善。

效率分析根据前面对CVT特性的分析，可以得出结论：CVT的动力传输会因“打滑”而降低效率。

单从这一点来看，CVT在油耗方面并没有什么好处。

但从发动机角度来看，由于CVT的无级变速特性，发动机始终工作在“舒适”状态。

从这一点来看，CVT仍然是一款理想的机器。

综上所述，CVT的传动效率较低，但可以让发动机以经济转速持续工作，达到节省燃油的目的。

前提是你不要过分要求它的性能，即尽量避免激烈驾驶和高速驾驶。

仍然以骐达为例，我们测量了轮上动力，发现配备CVT的骐达在效率方面落后于配备AT的英朗，但在性能上并没有太大差异，而在油耗方面，骐达以微弱优势获胜。

事实也证明了上述理论。

相关文章：《专治各种不服Ⅳ骐达1.6T挑战英朗XT》综合分析在本世纪初，CVT还是个稀罕物的时候，确实不便宜。

但现阶段，很多技术问题已逐步解决，产能相对扩大，成本也明显降低。

一些用户小排量车型的CVT变速箱成本甚至低于人民币。

这个价格足以与技术落后但成熟的4AT竞争。

因此，很多国产车型都配备了CVT，并将其作为卖点。

毕竟舒适性和燃油经济性表现比4AT要高一些。

但目前CVT的发展似乎已经到了“驼峰”。

从结构上来看，AT似乎仍然是最合理的自动变速方式，8速甚至更多档位的设计使其平顺性和经济性趋向于CVT。

当然，CVT仍然拥有大量的拥趸，比如日产，但丰田近年来开始努力推广它。

因此，目前看来我们还不能过多评论CVT的动向，否则不久的将来两者之间可能会出现“联姻”。