CVT的歷史沿革和基本原理

你能想到嗎？只有一條鋼帶把世界捆綁在一起，無級變速器的概念被世界使用了近四個世紀(jì)（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）?？吹浇裉炫鋫銫VT的汽車，我想15世紀(jì)（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）的意大利畫家達芬奇一定會開心地笑，也許就像他畫筆下的蒙娜麗莎一樣。什么事？CVT也和達芬奇有關(guān)？在今天的文章中，我們將談?wù)凜VT的前世今生和技術(shù)特點。

CVT變速箱誕生:誰是“孩子”？

最近達芬奇的所作所為引起了我們編輯部的一些討論。記得小學(xué)語文老師告訴我們，達芬奇是一位著名的畫家。但是，翻看維基百科上CVT無級變速器的歷史，意外發(fā)現(xiàn)了達芬奇的名字。達芬奇也和CVT有關(guān)？

要了解CVT無級變速器的人生經(jīng)歷，要追溯到15世紀(jì)末。達芬奇不僅是畫《蒙娜麗莎》的著名畫家，還提出了CVT無級變速器的概念。除了這些，達芬奇還是一位雕塑家、建筑師、音樂家、數(shù)學(xué)家、工程師、發(fā)明家、解剖學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家、植物學(xué)家和作家。但直到1958年，荷蘭Hub van Doorne才設(shè)計出現(xiàn)代意義上的CVT無級變速器。

雖然荷蘭人的發(fā)明很有創(chuàng)意，在歐洲并沒有引起多大的麻煩，但在日本卻逐漸變得很受歡迎。上世紀(jì)八九十年代，日本企業(yè)開始研發(fā)CVT技術(shù)，如Jatco、愛信、本田等。

相比之下，德國汽車零部件巨頭博世則頗具遠見。1995年獲得DAF公司CVT變速箱壓力鋼帶專利，專注于CVT變速箱這一核心零部件的研發(fā)和生產(chǎn)，成為全球大多數(shù)車企CVT變速箱鋼帶的供應(yīng)商。那為什么CVT變速箱這么讓車企著迷呢？請繼續(xù)往下看。

CVT怎么了？

◆為什么CVT變速箱叫無級變速箱？

眾所周知，手動、雙離合或普通AT自動變速器都是通過不同尺寸的齒輪實現(xiàn)不同的擋位。CVT無級變速器是如何實現(xiàn)無數(shù)擋位的？有沒有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)？

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◆一條鋼帶背后的秘密？

博世公司為什么有遠見？為什么要獲得這個看似簡單的壓力鋼帶專利？背后的“大干坤”是什么？讓我們把這條鋼帶拿出來單獨研究一下。

CVT的結(jié)構(gòu)和特征

就是這條壓力鋼帶在錐盤組之間傳遞動力。它能有什么樣的結(jié)構(gòu)來保證受壓時不打滑？

◆除了博世，還有其他廠家能生產(chǎn)鋼帶嗎？

雖然我們前面提到博世持有CVT壓力鋼帶的專利，但總有一些廠商不愿意被博世約束。為了突破博世對CVT核心技術(shù)的封鎖，他們只能另辟蹊徑。比如奧迪和舍弗勒就想過用鏈條式鋼帶作為錐體之間的傳動裝置。

◆為什么CVT車型燃油經(jīng)濟性好？

對于CVT變速箱，可以在其傳動比范圍內(nèi)無級線性調(diào)節(jié)傳動比。也就是說，如果將發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制在最佳轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，CVT控制單元可以將最合適的傳動比值與輸出扭矩相匹配。這是手動變速箱、at自動變速箱、雙離合自動變速箱等固定傳動比值的變速箱所不具備的提高燃油經(jīng)濟性的優(yōu)勢。

此外，與其他變速箱相比，配備CVT變速箱的車型在換擋時可以不間斷地連續(xù)輸出扭矩，因此從這個角度來看，CVT變速箱也更省油。

CVT變速箱如何實現(xiàn)更寬的傳動比？

雖然傳動比范圍越大，對提高燃油經(jīng)濟性越有利，但任何變速箱都不能因為體積和重量的限制而盲目拓寬傳動比范圍。目前量產(chǎn)的CVT變速箱最大的傳動比是舍弗勒和奧迪合作開發(fā)的鏈?zhǔn)紺VT變速箱，最大傳動比為7.7。

◆無級變速器中的變矩器

與普通AT自動變速器一樣，裝有CVT的車輛的發(fā)動機和變速器之間沒有離合器機構(gòu)，但通常通過液力變矩器連接，液力變矩器不僅可以傳遞扭矩，還可以在發(fā)動機和自動變速器之間形成靈活的連接。此外，即使在必要時，內(nèi)部鎖止離合器也可用于剛性連接。

由于液力變矩器通過油傳遞扭矩，可以緩解發(fā)動機扭矩的波動，而液體傳遞的扭矩允許有一定的速度差，因此可以承擔(dān)類似于手動變速器中離合器半聯(lián)動的工作。但其存在動力延遲、傳動效率低的缺點，因此通常在變矩器上加裝鎖止離合器。

當(dāng)然，鎖止離合器的組合時間也一定要合適，過早組合會引起振動，影響乘坐舒適性。后期組合會影響傳動效率，加速響應(yīng)慢。此外，鎖止離合器中還集成了扭轉(zhuǎn)減震器。當(dāng)離合器接合時，扭轉(zhuǎn)阻尼器可以吸收一部分振動，以提高乘坐舒適性。

◆不喜歡太圓滑？

但是，過于平順有時候并不是人們想要的，所以一些廠家為了增加人們在駕駛CVT車型時的駕駛樂趣，就為CVT變速箱設(shè)置了模擬檔位來模擬一定的頓挫感。比如豐田卡羅拉（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）的CVT變速箱可以模擬8個檔位。其實理論上CVT可以模擬無數(shù)個檔位。

有了手動換擋的功能，駕駛員可以自己控制換擋的速度，一方面提供了更好的駕駛樂趣，另一方面也讓駕駛更加方便。比如在下坡路段，手動控制車輛在低檔位，利用發(fā)動機本身來控制車速，從而降低制動系統(tǒng)的負(fù)荷，保持車輛以較低的安全速度行駛。另外，在手動模式下，采用輸出扭矩較低的二擋起步，一定程度上避免了雪地行駛時打滑的現(xiàn)象。

CVT變速箱的應(yīng)用及發(fā)展

●哪些品牌能看到CVT變速箱？

目前，全球使用CVT變速箱的車企大致分為以下幾個派系:

[加特科派]

Jatco可以說是目前全球最大的CVT變速箱企業(yè)。2021年，日產(chǎn)將自動變速箱部門進行了拆分，拆分后的部門收購了一家1970年開始制造自動變速箱的Jatco公司。新公司還是叫JATCO公司。目前，GATT供應(yīng)的汽車廠商包括日產(chǎn)、三菱、馬自達、鈴木、雷諾、克萊斯勒、寶馬、大眾、福特、斯巴魯?shù)取?/p>

堅持CVT變速箱的日產(chǎn)，無疑是加特科最大的客戶。起初，由于壓力鋼帶無法承受過大的扭矩，早期的CVT變速箱只用于日產(chǎn)的小排量汽車上。目前日產(chǎn)量3.5L的車型還可以配備CVT無級變速器。

[愛新派]

成立于1969年的日本愛信精機股份有限公司是一家專門從事變速箱生產(chǎn)的公司，豐田是愛信背后的大股東。所以豐田車型的CVT變速箱都是來自愛信，經(jīng)歷了三代CVT技術(shù)的革新。目前，可以模擬8速的最新S-CVT變速箱已經(jīng)安裝在Ralink、卡羅拉等車型上。

[本田派]

與其他廠商不同，本田一直執(zhí)著于自主研發(fā)CVT技術(shù)。80年代開始研究CVT技術(shù)。1995年，自主研發(fā)的CVT變速箱首次用于第六代本田思域（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）。

[邦奇派]

在中國品牌的CVT車型中，比利時邦奇是其背后CVT無級變速技術(shù)的供應(yīng)商。早期，邦奇只是荷蘭DAF集團的一個工廠。后來，傳動巨頭ZF易手，收購了DAF的CVT業(yè)務(wù)，開始獨立生產(chǎn)CVT變速箱。吉利、長城、江淮、比亞迪、東風(fēng)劉琦等CVT車型均來自南京邦奇自動變速器有限公司

[奇瑞派]

此外，奇瑞早期的CVT變速箱也采用了邦奇的產(chǎn)品，但后來奇瑞自主研發(fā)了CVT技術(shù)，成功擺脫了對邦奇的依賴。

●奧迪新車不再配備CVT

值得一提的是，在最新的奧迪車型中，我們看不到Multitronic CVT變速箱的配置。比如新一代奧迪A4取消了CVT，改用7速S-tronic雙離合變速箱。但這并不是說CVT變速箱不好，而是對于奧迪來說，從技術(shù)上來說，無論CVT變速箱技術(shù)如何優(yōu)秀，都不符合其對跑步追求的取向，消費者對奧迪也有更多的運動要求。此外，奧迪無法將CVT與其引以為傲的quattro四輪驅(qū)動系統(tǒng)相匹配。從企業(yè)運營的角度來看，雖然CVT變速箱的成本較低，但與其他零部件大規(guī)模通用化的變速箱相比，成本并不占優(yōu)勢，減少采購變速箱的品種可以降低其整體成本。所以只能說現(xiàn)階段CVT不適合奧迪車型。相反，更注重經(jīng)濟性和實用性的日本品牌更喜歡這樣。

●總結(jié)

未來，CVT變速箱技術(shù)仍將改進空，如壓力鋼帶和鏈條的優(yōu)化設(shè)計。一方面可以減少動力的摩擦損失；另一方面，在鋼帶和鏈條小型化后，可以實現(xiàn)更寬的傳動比。利用扭矩傳感器，進一步優(yōu)化錐盤壓緊機構(gòu)的液壓控制系統(tǒng)等。

目前，日本品牌是全球車企使用最多的CVT無級變速器，日本品牌CVT變速器的壓力鋼帶幾乎都來自德國博世。因此，可以說博世是世界上CVT變速器背后最大的玩家。此外，雖然舍弗勒與奧迪聯(lián)合開發(fā)的鏈條式CVT變速箱也有一定的市場份額，但現(xiàn)在就連奧迪在國內(nèi)也已經(jīng)放棄了CVT變速箱，舍弗勒的CVT業(yè)務(wù)將何去何從也不得而知。在國內(nèi)，中國品牌從比利時邦奇公司引進了CVT技術(shù)，CVT車型也出現(xiàn)了。然而，國家對DCT雙離合變速箱發(fā)展的支持壓倒了企業(yè)對其他自動變速箱的關(guān)注。或許，更注重實用性和平順性的日本才是CVT的最終歸宿。

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