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内容概述:CVT变速箱的两类型传动结构,匹配钢带锥轮的理想标准解析。释义为连续不阶段传输的变速箱,也称之为“无级变速器”。这种机器的特点并不在于传动结构,而是由特殊的换挡结构进行命名;而那种类型的传统系统适合无级变速,解析的基础是了解这种机器的运行原理,本篇将分为两节解析。
01运行原理
发动机输入到变速箱的动力,直接驱动的是「主动锥轮」,也就是箱体内的动力输入端。主动轮会通过钢带连接另一组从动锥轮,通过主轮推动钢带使从动轮转动,随即将动力传递到传动轴与车轮。
换挡原理:锥形轮是的夹角是可以变化的,液压力会同时改变主动与从动轮的角度;于是钢带的夹角也就会发生变化,主动轮推动钢带输出的转矩肯定是会变化的。而转矩的变化就是扭矩的升降,锥轮转速与发动机转速同步变化,输出功率(马力)也就能调整车速了;其实这也是一种换挡方式,只是锥轮的每一点点夹角的变化,都等于一个前进挡的概念。由于数字可以无限小,所以CVT的前进挡理论上就可以无限多。
重点:锥轮与钢带是贴合的状态,而且是在非常高的压力作用下结合。传递动力的基础是三者之间的「滚动摩擦」,尤其是主动轮推动钢带时摩擦程度会大一些。
摩擦起热摩擦磨损相信这两个概念应该是众所周知的,比如“磨刀”就是用把钢板放在粗糙的磨刀石上打磨,将钢板边缘处的钢材磨损掉一部分,留下中间薄薄的一层就就是所谓的“磨出刀刃”。其本质只是钢材的“切割改型”,利用的是物质表面接触时产生的相互作用,也就是分子碰撞的概念;主动轮之所以能推动钢带,原因是定向传动(作用力),这种状态同样是存在磨损的。
都是金属材质,材料硬度虽然很高,但是在都很高的状态下则是一种“互相伤害”的状态;而决定碰撞摩擦程度的基础是输出转矩的大小,假设两者摩擦系数只能承受N·m的最大扭矩,发动机峰值扭矩在其范围之内尚可延缓并降低磨损程度,反之超过阈值就不会是单纯的滚动摩擦了。
「滑动摩擦」是CVT要面对的最大问题,所谓滑动可以将其想象为“刹车过程”;刹车减速时将车轮抱死,在地面上是不是会留下一道很长的印记。这就是滑动摩擦的状态,也就两种物体都不运转,而是面与面的接触磨损;黑色的印记是磨损掉的橡胶,锥轮钢带的滑动摩擦则会出现金属屑,钢带也会想“钝刀”一样被磨薄。
问题:正常的滚动摩擦传动会存在磨损,且程度其实并不低。磨损的程度加深会降低钢带的压力与摩擦系数,说白了就是CVT后期可承受的最大输入扭矩越来越低,初期是N·m后期可能只有N·m。
那么发动机仍然以标准峰值输出时,钢带就会开始出现滑动摩擦了;所以这种机器一旦出现轻微的打滑丢转,紧随而来的就是快速变严重的打滑。想要延缓磨损程度则要保守的驾驶,同时发动机也需要匹配相当差的机型,那么传动结构自然更适合。
02两种结构
液力变矩器湿式多片式离合器负责衔接发动机与变速箱的传动结构就这么两种,CVT是两种都用过的。比如邦奇与曾经奥迪使用过的CVT,用的就是多片离合;这种结构在挂入前进挡后就会刚性结合,发动机输入的动力会以最低的损耗,以及最快的速度传递到变速箱。
所以使用这种结构的无级变速器的动力响应还是挺好的,但是动力越强其耐用性就会越差;比如奥迪使用的「加强钢链」也扛不住中大排量发动机的频繁高功率输出,钢链的磨损程度大得离谱,于是后期奥迪汽车毅然决然地放弃了这种机型。
至于邦奇的CVT则多为控制制造成本,毕竟这种结构要比液力变矩器精简的多;而且不用考虑变速箱油的特殊性,用车成本也会更低一些。只是在切换档位时总能感觉到明显的冲击感,这要比液力变矩器选项差得多了。
是AT变速箱最早普及使用,无级变速器晚了几乎三十年才被发明。所以有样学样也是可以理解的,毕竟这种机器的传动感受比较“绵柔”;在平均时速≤10km/h的范围内,发动机只驱动变矩器泵轮搅动变速箱油,油液通过导轮传递并推动涡轮转动,这是输入动力的过程。
油液的传动并不会像离合器刚性结合的瞬间那么冲,所以起步加速会感觉平稳一些;CVT本就是种不宜追求驾驶乐趣的廉价机型,匹配价格低一些的汽车则应尽可能地降低用户后期的开支,同时以提升驾乘品质对耐用性差的缺点进行补偿,所以选择液力变矩器也就是最好的了。
总结:CVT变速箱要慎重选择,一般超过8万元的高品质汽车就不再使用这种机器了。使用行星齿轮组换挡的AT/DCT(湿式),这两种机器前者用液力变矩器,后者用双湿式离合器,分别对标平顺兼顾性能与高性能,这是比无级变速器理想很多的选项。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
责编:天和MCN
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