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CVT代表无级变速器,它是一种没有固定齿轮或“档位”的自动变速器。相反,这种类型的自动变速器可以在其最低起始比率和最高巡航比率之间无限地改变齿轮比。这样做可以使发动机在车辆速度、道路坡度或负载条件下以最有效的转速运行。

然而,这使得配备CVT的动力系统听起来根本不同,因为发动机转速往往保持稳定,而变速器会连续且无缝地改变齿轮比以使汽车加速。因此,那些期望或偏好多级变速的用户通常不喜欢CVT动力总成。那么,为什么CVT是个好主意?

归根结底,是为了燃油经济性和在正确时间拥有正确的“齿轮”。最早的自动变速器是两速自动变速器,很快就被三速然后是四速自动变速器所取代。每一次后续的变化都改善了燃油经济性和驾乘性能,因此这一趋势一直延续至今,大多数当前的自动变速器一般都有八个、九个甚至是11个档位。这一趋势的明显终点是无限档位,这就是CVT所提供的。

较高的档位数量减少了相邻齿轮之间的跨度,从而有几部分益处。燃油经济性得到改善,因为发动机更有可能在其最有效的转速下运行。同样,更多的齿轮减少了在坡度上的反复犹豫,因为较小的跨步使发动机更接近其高效的功率和扭矩点。较小的跨步还减少了对液力变矩器的需求,这种装置通常效率低且窃取动力,它以平滑本应是每次换档时产生的震动。

CVT最大化了这一概念的潜力。无限齿轮数意味着没有任何跨步,这就是为什么CVT有时被称为“无级变速”。理论上,无限可变齿轮可以使燃油效率和坡度驾乘性能达到最高,而且不需要保证换档平滑的液力变矩器。

为什么人们不喜欢CVT?

如果排气系统和车厢噪音抑制功能设计不当,发动机可能会产生嗡嗡声。当然,CVT能多大程度上实现上述潜力,仅取决于控制它的软件有多好。但控制策略在使用广泛的10多年来已显著改善,随着发动机和乘客舱针对CVT进行了重新优化,也进一步增强了。

主要的缺点仍然是感知和情感问题,因为CVT改变了发动机的声音和加速时动力系统的响应。我们都习惯于不断升高的发动机音调,并伴随换档,这在CVT动力总成中基本不存在,因为它们倾向于保持转速稳定而改变齿轮比。许多驾驶者不会在意,因为这种趋势在车辆以正常、放松的方式驾驶时不那么明显。然而,许多人发现缺乏传统换档的感觉令人不习惯,尤其是那些更可能剧烈驾驶的司机。汽车可能听起来一直像卡在低档位。

这就是为什么许多新型CVT人为地创造了阶梯式换档 — 通常在“运动”驾驶模式下,但有时在正常操作中也是如此。在细节层面上仍有CVT活动,但这样的例子可以创造更活跃和熟悉的体验 — 尽管在燃油经济性上有所牺牲。

CVT如何工作?

想象一下有许多齿轮的自行车 — 比如八个齿轮在后轮上。有一个最小的齿轮和一个最大的齿轮,中间有六个齿轮。现在把同样的齿轮组放在踏板处,但将其反转。我们将其设置为前面的最大齿轮仅与后面的最小齿轮配对,所有齿轮组之间都是一对一的特殊关系。这种策略帮助我们的链条通过八个齿轮组合保持固定长度。它不需要像真实自行车链条那样的S形张紧器,因为任何前齿轮都可与任何后齿轮配合。在这里不允许这样做。

现在用V形皮带代替链条,并将齿轮组变为带有V形法兰的皮带轮,这些法兰可以被挤压在一起或展开。改变V形法兰之间的间隙会导致V形皮带在其间上升或下降,形成不同的皮带运行直径。仍然有最小和最大的直径,但现在在两者之间有无限的可能直径。一个皮带轮由计算机控制,而另一个则是被动的,由弹簧张紧其法兰并挤压其皮带。随着受控皮带轮法兰的展开或压缩,其V形皮带直径相应地缩小或增大,反之,另一端的弹簧加载皮带轮法兰和皮带直径被迫做相反的动作,因为皮带长度是固定的。结果是一个具有无限齿轮或“速度”的无级变速器,也称为CVT。材料和设计细节要复杂得多,但基本理念就是这样。

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