前言

近年来,受到终端消费者对整车驾驶舒适性需求的影响,自动变速器搭载率持续上升,根据行业预测,2020年自动变速器搭载率将超过80%。前期,通过对各大OEM自动变速器搭载策略的分析可知,CVT在日系车企应用率较高,搭载率近80%;在自主品牌车企自动变速器应用策略方面,CVT得益于成本优势和驾驶平顺性等优势,成为小型、紧凑型车型自动变速器应用首选。本期,我们对国内外CVT重要代表制造商的产品技术进行解析。

cvt的组成及工作原理(国内外主流CVT产品技术解析)(1)

CVT采用钢带或链条(承载更大扭矩)变速,传动比连续可调,换挡时无动力中断,动力传递平稳,换挡平顺性优于有级变速器。但其承载扭矩受钢带或链条限制,当前钢带承载最大承载扭矩为250Nm,链条最大承载扭矩为380Nm(仅日产应用),同时,受钢带夹紧力影响,超过200Nm的中大扭矩CVT综合效率偏低,整体效率与DCT差距明显。

CVT结构简单,小扭矩段对钢带、液力变矩器、油泵等关键部件性能要求较低,在200Nm范围内成本具备很大优势。

主流CVT制造商主要有:Jatco、爱信AW、邦奇、万里扬、上汽、容大。

1、加特可

作为世界上三大变速箱企业之一的加特可,从1997年起,CVT全球销量累计超过4000万台,当仁不让成为CVT领域的龙头老大。

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加特可CVT主要为日产配套,从1.6L小扭矩到3.5L大扭矩发动机均能够搭载应用,CVT产品从150Nm覆盖至380Nm(链式),从传统CVT到混动CVT(P2构型)均涉猎。目前产品主要平台有CVT7、CVT8、CVT8 hybird。

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加特可CVT产品与其他CVT不同,采用了机械式副变速齿轮技术(日产称其为Xtronic CVT),通过在输出端增加1组行星齿轮组,实现两个机械档位功能,降低对带轮系统的需求,使得整体速比范围扩大至7.3。

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同时变速箱整体尺寸得以减小,总长度减少10%,重量减少13%。此外,低速机械档位的加入,提升了车辆起步及低速时的传动效率。

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混动方面,加特可通过将CVT的液力变矩器替换为含电机的P2模块(集成K0离合器),并通过P2模块化(48V或高压),可实现MHEV、HEV的车型搭载功能。

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与驱动电机集成的离合器1(K0)为干式离合器,其主要功能连接或分离发动机;离合器2为多片湿式离合器,其负责驱动电机、发动机动力输入,并通过电子泵进行冷却。

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混动版CVT8已搭载日产楼兰上市,参数25kw/160Nm。

2、爱信

作为全球第一大变速箱企业的爱信主要生产AT变速箱,其产品几乎覆盖中国所有自主品牌车企,如上汽、长安、广汽等,但作为丰田唯一的变速箱配套供应商,爱信在CVT领域依然保持着领先的技术优势,其主要CVT产品包含CX18(中国市场上汽、上通五等车型搭载)、CW21(丰田专用)。

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其中第三代CW21(丰田代号K120,Direct shift CVT)增加了一套直齿轮传动系统,作为车辆起步和低速时的直接输出动力,确保起步阶段整车动力性。

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CW21通过离合器切换,实现两种驱动模式。当低速时,切换为齿轮驱动Gear Drive模式,发动机动力由齿轮固定速比输出;当较高速度时,切换为带轮驱动Belt Drive模式,发动机动力由钢带和导轮系统组成的连续可变速比输出。两种驱动模式使得速比范围扩展至7.5,从而实现发动机更好的燃油经济性。

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3、邦奇

邦奇作为独立变速箱企业,有着CVT研发和制造40年的经验,在中国市场其客户主要有吉利、小康、江铃等,产品包含第一代小扭矩平台VT3(210Nm)、中扭矩平台VT5、VT6。

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同时,为应对节能减排的大趋势,邦奇积极针对其CVT开展电气化,VT6-48V(P2.5架构)目前正在开发中。此外还基于CVT理念开发了专用混动变速箱(HS2)。

为适应更大排量发动机搭载需求,以及欧洲、中国市场对DCT的偏好,邦奇正在搭建传动效率更高的DCT平台,产品包含DT1(170Nm)、DT2(3500Nm)、DT3(420Nm),并对应形成轻混、插电混动变速箱。(后续本公众号将作专题解析)

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4、万里扬

万里扬2015年通过收购奇瑞CVT事业部形成CVT生产制造能力,并获得首款CVT产品-CVT19,广泛搭载奇瑞艾瑞泽、瑞虎系列车型。CVT18、CVT25作为第二代自主开发产品,搭载2018年陆续搭载吉利、奇瑞等车型上市。

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CVT38 PHEV在驱动电机内部集成同步器,同步器左端与变速箱输入轴连接,右端通过中间齿轮,连接输出。通过同步器换挡分别能够实现P2、P3功能模式,驱动电机不同模式介入,能够同时确保动力性和经济性(P2模式确保动力性、P3模式确保纯电模式下传动效率更高)。

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CVT38 PHEV工作模式切换原理

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5、上汽

上汽CVT180于2018年10月投产,作为切换爱信CX18的小扭矩自动变速器箱,将在上汽内部得到大范围应用(匹配自吸发动机)。目前CVT180产量累计超过10万台,主要搭载荣威两款车型上市。在电气化方面,上汽基于CVT180正在开发P3结构的混动变速箱。

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6、容大

容大成立于2003年,拥有长沙和泸州两个研发生产基地。产能20万台。主要产品有RDC15(已淘汰)、RDC18、RDC27,主要客户为东风小康,产品全系匹配及覆盖小康风光、IX系列等车型。

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容大通过第一代RDC15的开发,逐步将CVT技术成熟化,通过双泵系统的应用(RDC18、RDC27均为效率更高的叶片泵),将其CVT效率进一步提升,同时通过对带轮系统、液压模块进一步紧凑型设计,产品扭矩比较一代提升20%,其RDC18在布置性上具备很强的竞争力。

电气化方面,容大目前在推进基于RDC27的48V的P2结构混动变速箱,当前已完成A样开发。

结语

综上,CVT在小扭矩端(200Nm),较AT和DCT相比具备的成本优势,更适合搭载溢价能力较低的小型车,同时作为替代MT的产品,将会得到更多自主品牌车企的应用。并且基于CVT自身的劣势(扭矩限制、效率等问题),各大制造商应用不同技术完成对CVT的提升。通过优化钢带夹紧系数、扩大速比范围、变速箱轻量化,实现对传动效率提升;通过加强钢带强度、增加起步齿轮,打开扭矩限制。在节能减排的大环境下,针对CVT的电气化将是各大CVT变速器企业下一阶段突破的技术方向。

来源:电驱技术EDT

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