#老司机聊汽车知识#
是德国知名的汽车零部件供应商,其知名度最高的是ESP(车身稳定控制系统)和无级变速器的钢带;在燃油汽车时代的博世确实是很牛气的,几乎知名车企都在使用它的ESPCVT钢带,只是在电驱时代似乎这些主攻燃油汽车的知名供应商都有些找不到北了。
比如如果让ESP更理想的与电驱和混动系统兼容,博世也只能与已经成为行业巨头的自主品牌合作;在电驱领域已然时中国制造领先,即便是不讨论占比超七成的动力电池产能,仅论IGBTMCU芯片电动汽车电子也能这样评价。所以很多老牌外国车企或供应商总在搞一些噱头,但都没有博世的「CVT4EV」来得惊奇,因为它并不是一个用于混动汽车的ECVT,而是一个真正使用钢带(推带)传动的无级变速器。
01什么是无级变速器
CVT-continuouslyvariableautomatictransmission,概念为连续可变传输的自动变速器,准确的应为“CV-AT”;可变传输自然是指能够改变传动比,说白了就是能换挡,使用齿轮结构换挡的自动变速器包括AT/AMT/DCT;以不同齿轮的组合实现了1-10个不等的前进挡(乘用车标准),前进挡数字越小则放大扭矩的能力越强,数字越大则放大车速的能力越强。
连续可变传输则是指改变传动比(换挡)的过程中没有动力的中端,AT等变速箱在换挡时要断开发动机与变速器的连接,让齿轮减速后分离再结合新的前进挡齿轮,这是防止打齿的设计;但是无级变速器就不用切断动力换挡,在发动机持续输入动力的状态下也可以同步换挡,概念如下。
图1:低速挡和高速挡的“锥轮角度比”。
图2:锥轮改变角度则钢带角度同步变化,变化过程是线性的,角度每变一点都等于改变了一个传动比,CVT理论上有无数个前进挡。
无级变速器的概念就是「没有固定的档位、有无数个前进挡」。
挡可以理解为“极”,负责换挡的钢带和锥形轮是贴合的,是不能也无法分离的;这就与齿轮箱的齿轮啮合与分离概念不同了,而正由于不能分离则可以在传动过程中改变传动比——能解决的问题是齿轮箱换挡过程中发动机转速下降,换挡前后加速出现顿挫(短暂发动机制动);这对于改善行驶品质和提高性能表现,理论上都有一定的效果。
但是没有任何高性能车使用CVT,这又是为什么呢?
02电动汽车是否需要CVT
首先需要说明的是电动汽车目前不需要变速箱(器),因为电机的效率是内燃机热效率的平均三倍,也就是能耗可以比燃油车低三倍;燃油和电能可以换算,所以相同级别的电动汽车的油耗会比燃油汽车低三倍。
这是以没有变速器的前提实现的结果,电动汽车需要变速器吗?如果一种变速器能够再不提升电动汽车目前的制造成本的标准,以及不破坏电动汽车加减速平顺性的前提下装车,这样的变速器就是有意义的,当然变速器的耐用性也必须足够高。然而这种自动变速器是不存在的,不论是AT/DCT/CVT都有换挡顿挫的问题;齿轮结构的变速器是因为换挡过程中的转速回落,CVT则是滑行阶段的拖拽问题造成顿挫,不过最重要的问题还是CVT的使用寿命太短。
无级变速器依靠锥轮和钢带的贴合实现连续可变传输,但锥轮和钢带的贴合传动必然存在磨损,不论它是“拉带”还是“推带”;摩擦传动的磨损是比较严重的,因为摩擦依靠的是物体表面分子的相互作用,也就是会碰撞损耗。这和抛光、磨刀、轮胎磨损都是一样的概念,即便不打滑也会有磨损,打滑则磨损更加严重;比如急加速时车轮会打滑,地面出现的黑色轮胎痕迹就是磨损的结果。所以无级变速器的耐用性其实是很差的,好一些的推带也不过是十几万公里就要出现滑磨,很多推带用不到十万公里就要出现问题;但这还是用于燃油汽车上的结果,用于电动汽车会更加严重。
参考下图,这是电机的动力曲线特点。
电机起步瞬间即可爆发最大扭矩,这是恒扭矩的概念;使用CVT的大都是些装备自然吸气发动机的代步车,少数有些涡轮增压机的车辆使用则造成了推带使用寿命足够短的问题。因为自然吸气发动机要到四五千转才能达到最大扭矩,中低转速区间的扭矩小、推带压力低则磨损程度也会低一些;反之起步就能爆发最大扭矩的电机用CVT,什么推带扛得住造?博世倒是说这种变速器的制造成本低,但很少有车企真正把CVT当成一种廉价变速器。
更换一个无级变速器再少也需要一两万元,一些本质实际足够低的所谓中端车的CVT换一台可以超过十万元——博世的CVT4EV装在电动汽车上可以提高4%的效率,节省的电能会有一点但也不算多。电的成本已经足够低,那么加上这台无级变速器之后首先会增加定期更换变速箱油的成本,后期还要考虑更换变速箱总成的成本,对比这一点点的电费成本,装备这种变速器不是疯了吗?
综上所述,电机直驱车辆实现了超高标准的平顺性,因为依靠转速调整车速、转速的升降是绝对线性的,装上CVT之后可能会适得其反;同时电机的减速器是齿轮,使用寿命连AT等自动变速器都不能相提并论,CVT就更不在同一个等级上了。
虽说高车速时需要电机高转速运行会有些费电,但动力电池的技术进步速度很快,NEDC-km的车辆也不是没有;这就会让用户不会在意这一点点的电耗差异了,不过多出一台CVT的购车和用车成本的大幅提升必然会被在意,博世的CVT4EV有什么存在价值吗?德系汽车行业真的是黔驴技穷了。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
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