没有完美的变速箱,cvt和at从原理上走了截然不同的两条路!不过如果从可靠耐用角度来看,at还是公认的最好、最稳定,cvt在特殊速度区间的燃油经济性更好,当然,从制造成本来看,cvt远远好于at,这一点,从过分强调成本的日系车普遍采用cvt就可以体现。
cvt变速箱的原理从简单的结构上来看,cvt变速箱可以看作两个部分:液力变矩器+锥轮和钢带,其中液力变矩器主要起到缓冲的动力传递的作用,锥轮和钢带结构则起到改变传动比的作用。
液力变矩器是一个空腔,里面充满变速箱油,主要由泵轮、涡轮、导轮、单向锁止离合器等组成,其中,泵轮和发动机输出轴连接,和发动机同步转动,涡轮和变速箱的输入轴连接,导轮位于泵轮和涡轮之间。发动机转动带动泵轮高速旋转,在离心力的作用下搅动变速箱油高速旋转,变速箱油带动涡轮被动旋转,实现动力传递,而导轮的作用是将变速箱油的旋转方向导向到涡轮叶片上,起到增加扭矩的作用。
当液力变矩器的泵轮和涡轮达到耦合时,转速趋向于同步,此时,单向锁止离合器锁定,发动机和变速箱之间通过刚性连接直接传递动力,此时汽车的速度稳定,动力传递也比较稳定,传递损失最小。
cvt变速箱的后段是锥轮和钢带(链条)结构,这个结构原理很简单,当动力传递到cvt变速箱的后段也就是锥轮和钢带(链条)结构上时,液压系统控制主、从动锥轮改变内径,改变传动比。
cvt变速箱的油耗cvt变速箱采用摩擦传递动力,传递效率比较低,只有78%左右,由于液力变矩器在起步和刹停时,单向锁止离合器会分离,此时动力传递效率更低。但是,由于cvt天然的没有物理档位,改变传动比的过程中发动机转速波动非常小,发动机可以始终工作在最佳燃烧效率转速区间,从而降低油耗,此外,cvt在改变传动比时,动力全程不中断,也会降低油耗。当然,cvt只不过在特定的速度内是相对省油的,在cvt变速箱的传动比达到最高(模拟档位最大)时油耗并不低,原因是在超高速行驶时,为了保持动力传递不打滑,pcm需要控制油压保持比较高的压紧力,此时传递摩擦损失较大,油耗较高。
cvt的耐用度很多人对cvt的耐用度持怀疑态度,实际上并没有任何证据证明cvt的耐用度差,目前cvt的装车量已经远远超过1000万套,路上跑的几十万公里的采用cvt的雅阁仍然屡见不鲜。丰田准备将下一代的普拉多换成cvt,你看这个想法是不是脑洞大开?从结构上看,液力变矩器可以形成一个天然的屏障,避免瞬间大扭矩传递到变速箱后段,由于液力变矩器初期采用变速箱油传递,此时发动机的动力是经过"缓冲"后才传递,因此可以避免瞬间大扭矩传递破坏锥轮和钢带之间的"静摩擦力",从而避免打滑,而当液力变矩器单向锁止离合器锁定后,速度已经稳定,而由于cvt变速箱采用的变速箱油可以增加摩擦力,因此总体上现代的cvt并不存在所谓的打滑现象,只要发生打滑,肯定是液压控制出现了问题。cvt虽然采用摩擦传递动力,但是这个摩擦属于"静摩擦",耐用度方面也并没有问题。
日系为什么青睐cvt?总体上看还是成本和利润,cvt的结构简单,其零部件只有200多个,而at随着档位的增加,零部件需要500多个,双离合也需要300多个,零部件数量少,可以显著减少生产流程,降低生产成本,增加利润。
at变速箱的原理at变速箱和cvt变速箱有一个比较相似的结构就是都有液力变矩器,从结构上看at变速箱可以分为两个部分:液力变矩器+行星齿轮组,其中液力变矩器的作用和cvt变速箱的一样,起到缓冲和传递的作用。
at变速箱的后段采用的是串接的行星齿轮组,通常随着档位数量的增加,所需要串接的行星齿轮组会增加。理论上1组行星轮可以实现2个速比,2组可以实现4个速比,3组可以实现8个速比,4组可以实现16个速比,但是考虑到齿轮速比的有效性,这些速比并能全部有效利用,一定会有闲置,变速箱的tcu控制电控不同的多片离合器压紧,控制行星齿轮组的行星架、齿圈的自由度,实现改变传动比的目的。
从结构上看,at变速箱肯定是存在固定物理档位的,在换挡时,就会导致发动机转速有明显波动,此外物理档位也会限制发动机工作在最佳效率转速区间,此时发动机为了维持输出功率,只能通过多喷油实现,从而增加油耗,不过,随着变速箱技术的进步,随着at变速箱档位数量不断增多,档位之间的转速差也逐渐减少,换挡波动越来越小,越来越接近cvt的无限档位,此外,由于at采用机械齿轮传递,传递效率要远远高于cvt,因此,目前的8at理论上可以实现与cvt媲美的油耗。当然,考虑到价格因素,at变速箱特别是高端的at变速箱仍然无法全面普及。
at变速箱的耐用度从结构原理来看,at变速箱前端有液力变矩器的保护,后段采用机械齿轮传递,理论上磨损非常小,因此,相对而言,at的寿命仍然是目前世界上三种自动变速箱中最高的。当然, 并不是所有的at的故障率和耐用度都很好,由于at变速箱不可避免的要利用多片离合器去控制行星齿轮组的自由度,因此,如果阀体堵塞,导致液压系统出现问题,就会出现多片离合器锁止不良的情况,此时,也会产生比较严重的磨损。
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2022-06-07 05:38:05