熟悉汽车构造的朋友应该都知道,CVT变速箱从诞生到现在已经有100多年的历史。而纵观主流车企,日系品牌似乎一直钟情于CVT变速箱,尤其是日产汽车。从轿车市场的轩逸、天籁,到SUV市场的奇骏、逍客,无一不是如此。比如被称为“大沙发”的第七代天籁车型,就搭载了日产最新一代XTRONIC-CVT(代号:CVT8)变速箱,那么,对比之前的CVT变速箱,这套变速箱有何不同呢?
CVT变速箱有哪些类型?
目前主流的变速器包括了手动变速器MT、自动变速器AT、DCT双离合自动变速器,以及CVT变速等多种技术类型。CVT,是Continuously Variable Transmission的缩写,直接翻译就是连续可变传动,也就是我们常说的无级变速箱。
CVT的结构
同时,我们还可以根据CVT的种类,进行更深入地划分。根据传动方式的不同主要分为带式CVT,环形CVT和ECVT,而带式CVT根据传输材料的不同也分为皮带式,链条式和钢带式。至于现款东风日产使用的CVT变速箱,多数是带式CVT中的钢带式CVT,也有少量应对大扭矩引擎的CVT采用链条式。
CVT剖视图
日产CVT变速箱的发展史
正如前面提到的那样,在汽车行业,CVT有一百多年的发展史。CVT变速箱最早可以追溯到1886年,当时,奔驰公司发明了一台采用橡胶带传送方式的CVT变速箱。不过日产汽车在CVT领域的研发,还得从上世纪90年代说起。
从日产CVT发展的历史来看,截止到目前,日产旗下的CVT主要历经了两个阶段:第一阶段的CVT研发主要以增大承受扭矩为主,第二阶段主要以提升传动效率、提高齿比范围为主。
日产玛驰(1992年)
1992年,日产研发了第一代CVT变速箱,命名为“N-CVT”(采用的是电磁离合器),由于承受的扭矩较小,所以当时这款CVT主要搭载于玛驰等一些小排量的车型上。直到1997年,日产研发了一款可以承受较大扭矩的CVT变速箱,命名为“Hyper CVT”(采用的是液力变矩器)。
CVT动力传递路径图
2000年,“EXTROID-CVT”变速箱正式发布,在结构上,这种变速箱并没有采用传统CVT使用的钢带,而是使用了滚轮来传递动力,能承受的扭矩更大。在此之后,日产汽车还在此基础上,为我们带来了它的升级版本——XTRONIC-CVT。由于承受的扭矩更大,所以这套变速箱广泛应用于中、大排量的车型上。
XTRONIC CVT的多种版本
为了能满足不同发动机平台,所以日产相应也研发了多种的XTRONIC CVT。区分的方式也比较简单,主要是根据扭矩区间,以及技术的差异进行区分。
- CVT2变速箱:能够承受中等扭矩,主要用于2.0~2.5排量的车型,比如2014款天籁、逍客、奇骏、骐达(1.6T)等;
- CVT3变速箱:能承受大扭矩,主要用于3.5排量以上的车型,如楼兰的3.5L版本;
- CVT7变速箱:可以实现7.3的宽广变速比,同时实现轻量化与小型化的设计,其后主要应用于1.6L排量以下的车型,如阳光、新轩逸、骐达(1.6T除外)等;
- CVT8变速箱:具有出色的燃油经济性和驾驶平顺性,主要是应用于中大排量的车型上。CVT8的变速比可以达到7.0,采用更高强度的钢带以满足承受更高的扭矩,代表车型有第七代天籁、英菲尼迪QX50等。
从CVT7到CVT8,XTRONIC CVT有哪些升级?
在XTRONIC CVT的产品矩阵中,CVT7和CVT8是目前的主力产品。在介绍CVT8之前,我们不妨先回顾一下CVT7变速箱的技术特点。
CVT7变速箱的技术看点
2009年,CVT7变速箱正式实现量产,这款变速箱最大特点就是全球首次采用副变速箱技术。众所周知,传统的CVT变速箱主要是靠改变主动轮和从动轮的直径来实现改变传动比的。但CVT7变速箱在此基础上创新性地加入副变速箱。从结构上看,这个副变速箱其实就是一套行星齿轮组,位于从动轮与输出轴之间,基于这套行星齿轮组,该款变速箱可以实现两个档位以及倒档的功能。
与此同时,由于将前后切换装置与副变速器一体化的设计,所以在CVT的内部结构当中,这套系统可以采用更小的主、从动带轮,从而实现小型化、轻量化。据介绍,这款变速箱在原来基础上,减少了10公斤的重量。
此外,减少内耗也是提高变速箱的传动效率,改善油耗的有效方法。和传统CVT变速箱通过单边滑轮与变速箱底部油液接触的做法不同,CVT7通过小型化的设计,把滑轮设计在底部油液的上方(有一定距离),由此,也就可以通过减少运转阻力,从而提升燃油经济性。
CVT8变速箱的技术看点
正如前面提到的那样,CVT7主要是应用于2.0L排量以下的车型,而CVT8变速箱则可以依托更好的性能,承受更大的扭矩。它的首要优势就是拥有超宽变速比范围。在结构上,CVT8并没有像CVT7那样使用副变速箱,但这套变速箱的变速比依旧达到了7.0(CVT7为7.3),相对于传统的CVT有了很大的改善。
前面我们已经提到,CVT的变速比主要是有主、从动带轮的直径来决定的。那么,CVT8变速箱是如何在不拥有副变速箱的情况下,还拥有如此大的变速比呢?究其原因,通过缩小带轮轴的直径,来扩大变速比的范围。
除此之外,和CVT7一样,这套变速箱同样具备超低摩擦结构设计。它同样是是把带轮设计在底部油液的上方,避免带轮与底部润滑油接触,减少转动阻力。但需要说明的是,因为CVT8的主、从动带轮都比CVT7要大,所以在保证变速箱充分润滑的基础上,CVT8减少了用油量,且可以基于更低的油平面降低系统运行摩擦,所以对比之前的CVT7,摩擦阻力还要更小一些。
不仅如此,为了提升扭矩的承受能力,CVT8还将钢带作为CVT变速箱的核心部件。虽然CVT7也使用了这种结构,但CVT8将钢带进行了重新设计,这套钢带由500多个推片组成(其中60%是进行重新设计的),能传递更大的扭矩。
最后就是技术升级,CVT8变速箱融入了新一代ECO-mode智能行驶模式。简单来说,就是这套变速箱可以通过方向盘、油门踏板等位置的传感器,来“读懂”驾驶员的需求,进而为驾驶员提供合适的转速匹配,从而满足大家的驾驶需求。
总结来看,对比上一代CVT7,CVT8变速箱主要升级如下:
- CVT8的传动比达到了7.0,高速工况下可以获得更低的发动机转速,而起步时也能实现更大的传动比;
- 驱动带轮与变速器油之间的距离增加,从而降低搅拌阻力,使得其摩擦损失减少30%,可以有效降低运行摩擦;
- CVT8普通版与高扭矩版分别可以承受250Nm和380Nm的扭矩,对大排量自然吸气车型的适应性更强。
- 提升了控制系统和控制逻辑,对于复杂环境的适应性更好,能够读懂驾驶者的换挡需求。
性能得到提升,但XTRONIC CVT变速箱的问题依旧存在
不可否认,历经多年的技术升级,XTRONIC CVT变速箱无论是稳定性,还是能够承受的最大扭矩,都比之前的CVT变速箱有着更好的表现,但在细节上,这套变速箱的问题还是存在的。参考车质网的投诉,天籁变速箱存在的问题还有很多:变速箱异响、漏油、抖动等。其实,这与结构也存在一定的联系。
日产天籁车质网投诉信息(变速箱)
接下来,我们就简单聊一下这套变速箱的缺点
- 缺少驾驶乐趣,CVT变速箱能与发动机通过电子逻辑程序方式控制,充分调动发动机的最大扭矩,但在正常工作的过程中,程序往往限制了CVT的动作,所以在实际提速的时候,也就没有那么顺畅;
- 故障率高,虽然CVT变速箱很平顺,也很稳定,但不可否认的是,CVT变速箱同样是存在故障的。具体来看,CVT变速箱的钢带和带轮锥形盘之间的接触面是非常小,而这一小部分的面积又承担着带轮锥形盘挤压钢带运动的所有压力,对于整根钢带来说,有着较大的压力,甚至会造成钢带断裂。这也是为何,CVT在工作一定里程之后,有换钢带的说法;
- 过冷保护,对于这一点,北方的车主在冬天应该大有体会。为了保证变速箱的耐用性,日产的CVT变速箱都设定了一个冷保护逻辑,所以在冬季驾驶的时候,起步往往只能以一个较低的速度进行;
- 过热保护,和过冷保护类似,在遇到一些极限驾驶路况的时候,CVT变速箱为了保证系统的稳定性,同样会对车辆进行限速处理。
CVT变速箱钢带断裂
对比凯美瑞,天籁的CVT变速箱有何不同?
众所周知,在日系车行列,无论是日产天籁,还是丰田凯美瑞,又或者是本田雅阁,大家都习惯于使用CVT变速箱。但在结构层面,这三台车还存在一定的差异,和天籁、凯美瑞不同,本田雅阁的CVT变速箱并不支持模拟换挡,所以接下来,我们就将天籁和凯美瑞两台车的CVT变速箱进行对比。
区别一:CVT变速箱厂商不同
天籁CVT变速箱由日产(Nissan)控股加特可Jatco提供。熟悉这家企业的朋友应该都知道,Nissan、Mitsubishi 、Suzuki 是Jatco 主要股东,所以日产旗下的主力车型,也都是用的这家变速箱。而凯美瑞CVT变速箱由丰田(Toyota)控股爱信AW株式会社提供,这家企业在市场上同样有着不低的热度。
加特可Jatco
区别二:CVT变速箱核心技术有所不同
在结构层面,CVT变速箱副变速机构(行星齿轮技术)系统包含有一套行星齿轮和离合器,这也是主流CVT变速箱的配置。需要说明的是,行星齿轮技术是加特可Jatco首创,但天籁CVT变速箱并没有配置副变速箱机构,而凯美瑞CVT变速箱采用了起步齿轮技术。
丰田CVT剖面实物
在这里需要说明的是,丰田最新Direct shift-CVT通过缩小钢带的角度和皮带小型化,使得换挡速度提升20%。同时,丰田还在CVT变速箱上增加了一套名为Launch Gear起步齿轮组,实现了传动效率的提高和传动比增大15%,二者共同配合,Direct shift-CVT的传动比达到了7.5,比日产CVT更大。
结束语:
历经百余年的发展,CVT变速箱的进步是显而易见的。以搭载XTRONIC CVT变速箱的日产天籁为例,在保证经济性的同时,这套变速箱还可以保证整车的动力输出,对比之前车型的线性加速也会更好一些。虽然在实际使用的过程中还存在一定的问题,但随着变速箱技术的不断进化,相信这些问题也会被逐步解决。话说,在日产、丰田、本田三大家企业当中,你觉得哪家CVT更靠谱?
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