什麼是CVT?淺談從組合方式和結構到優缺點

什麼是CVT?淺談從組合方式和結構到優缺點

●什麼是CVT?
●CVT的組成和構造
●CVT的優缺點
●CVT的未來是什麼?

什麼是CVT?


▲Toyota的CVT。
 
CVT是一種動力傳遞機構,亦即「無段自排變速箱Continuous Variable- transmission」的縮寫。在日語中,它被稱為「無段變速器」或「連續可變變速器」。
 
CVT和自動變速箱(AT)有什麼區別?
 
與MT(手排變速箱)汽車不同,CVT沒有離合器踏板,而CVT與AT(自動變速器)相同,因為它只需操作油門踏板和煞車踏板即可自動換檔,所以可以稱之為一種AT,但換擋方式與AT汽車不同。
 
AT車是使用齒輪來換檔,CVT大致使用三種類型:皮帶型,鏈型和環形。上述不管何種類型都是通過非齒輪的機構來變換變速比。
 
通過CVT中使用的這三種方法是使用金屬皮帶(或鏈條)和兩個皮帶輪(滑輪)。兩種類型的皮帶輪分別負責輸入和輸出,輸入側連接到引擎,輸出側則連接到車輪。
 
CVT的功率損耗比扭力轉換型的AT要小,具運動效率高和燃油效率高之優點。
  
日本汽車的主流變數箱型式
 
目前,日本大多數的AT車都使用CVT為主流。另外,由於不適用於高排量車輛,因此CVT通常用於輕型車輛和小型汽車。
 
CVT的組成和構造

 
如前所述,滑輪是將動力從引擎傳遞到車輪,並且具有圓錐形狀。如果掛在皮帶輪上的皮帶的位置發生變化,皮帶走動的距離也會增加或減小,從而影響轉速。當輸入側和輸出側的轉速發生變化時,會產生MT和AT車的「齒輪比」,因此它是一種加速或減速的機制。鏈條的位置是透過油壓控制移動,這將使齒輪比發生連續變化。
 
與MT和AT車的第一檔和第二檔分開的情況明顯不同,CVT均已連接,因此在換檔時不會出現時間延遲或衝擊,進而呈現平穩行駛的效果。
  
大多數CVT使用「皮帶型」
 
CVT的主流是皮帶型。透過油壓溢流控制來控制具有固定寬度的金屬皮帶和具有V形槽的皮帶輪,並通過更改槽寬來移動皮帶的位置。如果凹槽寬度變窄,皮帶將朝著皮帶輪的外周張開;反之,如果凹槽寬度變寬,皮帶將朝著皮帶輪的中心。
 
通過這樣的方式,平穩地將懸掛在其上的兩個皮帶輪的傳動節圓直徑(Transmission pitch diameter)來執行變速。
  
BOSCH開發的新型CVT皮帶

 
德國汽車零部件製造商『Bosch』正在開發一種不同於傳統CVT皮帶的新型皮帶。將具有輸出和輸入作用的兩組皮帶組合為一組,其結構使得環不易脫落。如此一來,可以一直使用到皮帶輪的外周,並且擴大了齒輪的範圍。
 
CVT的優缺點

在經常使用的速度範圍內提高燃油經濟性
 
CVT的最大優點是它具有良好的燃油經濟性,即使速度變化也可以平穩運行。
因為CVT可以無階段設置齒輪比,所以總能選出最佳齒輪比。並且由於行駛期間的轉數可以保持較低,因此可以提高燃料效率。
 
低速和高速時油耗會變差
 
缺點是低速和高速時會造成油耗效率變差。
這是由於CVT本身的機制所致,它使皮帶打滑並且隨著皮帶向皮帶輪內部的移動而使摩擦增大,並且旋轉減小。
  
比起AT容易故障?
 
另外,許多說法是CVT汽車比AT汽車更容易發生故障。
原因是CVT由皮帶和皮帶輪之間的摩擦力驅動。CVT車輛始終會因摩擦而產生很小的金屬噪音,但是隨著里程的累積,磨損會加劇,金屬噪音也會越來越大。
 
如果不加以注意,即使引擎運轉,它也可能不會加速,或者在駕駛過程中可能突然啟動引擎制動器。
  
非常適合都市間的主要車輛
 
基於這些,再加上經常重複加速和減速,可以說CVT適用於經常購物的汽車。
 
反之,行駛長遠離且使用許多高速公路的汽車則不適合CVT,因為皮帶容易磨損。
 
當今的日本汽車在開發和銷售時針對經常在街上行走或以中等速度行駛的用戶。在這種以變速箱為主流的背景中,CVT能穩穩佔有一席之地吧。
 
此外,CVT不僅適用於日本的道路條件,而且成本低廉,燃油效率高,因此被許多製造商的許多車型所採用。
 
近年來,多段式AT也有所增加,那 CVT的未來是什麼?

▲藍寶堅尼的SUV Urus也採用了8速AT。
 
與用於變速的AT相比,用於皮帶變速的CVT具有平穩的優勢。然而,近年來,使用多段式AT例如:8速AT和10速AT的汽車的數量正在增加,主要用於豪華車款。
 
從AT到CVT,再從CVT到AT的趨勢看來,可以說是既要平穩的行駛及換擋,又能夠實現急速行駛以及兼顧舒適性。
 
特別是對於豪華車款和高級車款,導入昂貴的多段式AT以增加其價值將是有意義的。
 
目前的多段式AT雖不適用於輕型汽車和小型汽車,但是科技不斷的進步以及技術的突破,它是不是有可能成為比CVT還要多的主流呢?

  
原文出處:CVTとは?仕組みと構造からメリット&デメリットまで
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