日產如何破解CVT的難題？

談過日產為何偏愛CVT，今天，我們就繼續(xù)來聊日產既然鐘情于CVT，那么它又是如何解決CVT變速箱短板的呢，其創(chuàng)新點何在？

經過多年發(fā)展， CVT變速箱技術已經比較成熟， CVT變速箱由于平順性好、經濟性高，生產和維護成本已經到了相當?shù)偷乃剑|量穩(wěn)定性也大可放心。不過，CVT變速箱運用在大排量高功率發(fā)動機上的短板也很明顯，比如傳動效率較低，尺寸不夠緊湊，無法承受大扭矩等等。

因此目前CVT大多匹配在小排量發(fā)動機上，而大排量發(fā)動機還是匹配傳統(tǒng)AT變速箱。一些汽車制造商近年來熱衷于研發(fā)擋位越來越多的AT自動變速箱，以達到更高的平順性和經濟性。而對鐘情于CVT的日產而言，它們選擇的道路則是通過不斷創(chuàng)新，開發(fā)出CVT7和CVT8兩款CVT變速箱，滿足了旗下0.66L-3.5L排量范圍內的發(fā)動機傳動需要。

CVT7：全球首創(chuàng)副變速機構，提升傳動效率

為了解決多速比變速箱尺寸和重量過大的問題，在重型變速箱的設計中往往采用副變速箱的形式來避免。而日產CVT7變速箱也創(chuàng)造性的在CVT變速箱中加入了副變速箱機構。這套位于前方的由行星齒輪組成的副變速箱，為車輛提供兩個速比和倒檔。簡單點說，CVT7就相當于是把一臺最基本的自動變速箱和CVT變速箱串聯(lián)了起來。

這樣做的好處是顯而易見的，一來是變速箱整體尺寸變小，二來是由于副變速箱的加入使得整套變速箱的傳動比可以變得很大，三來則有效的規(guī)避了CVT變速箱使用壽命的問題。

副變速箱多出來的兩個速比配合CVT變速箱之后就呈現(xiàn)出了兩倍速比的關系。由于小排量發(fā)動機的速比并不需要太過于寬泛，于是在有限的速比范圍內就可以極大的縮小CVT變速箱的尺寸，CVT變速箱的主從動帶輪就可以盡可能的縮小。而兩速比的行星齒輪副變速箱其實就是最早年間的自動變速箱，是最簡單的變速箱結構，尺寸自然也不大。

更重要的一點是，即使是沒有采用副變速箱的結構，出于結構使然，CVT變速箱無法實現(xiàn)倒轉，所以普通的CVT變速箱依舊需要一套額外的齒輪機構來實現(xiàn)倒檔，也就是說，CVT7變速箱系統(tǒng)中的副變速箱實際上只是對原來額外齒輪機構的一次升級，副變速箱的加入不會過多的影響變速箱的整體尺寸和重量，相反因為CVT變速箱縮小整體尺寸使得結構進一步得以優(yōu)化。

小排量發(fā)動機無需匹配傳動比太大的變速器，但是相對而言較大的傳動比差有益于優(yōu)化動力表現(xiàn)，彌補發(fā)動機的不足。由于副變速箱的作用，CVT7把最大傳動比定義為7.3。帶來的最直接效果就是小排量車型可以擁有更大的低轉扭矩輸出，提高車輛的動力性能。而且通過兩臺變速箱組合的方式形成最大傳動比從設計上和工藝上而言也要更容易實現(xiàn)。

首先是設計上，如果在單純的CVT變速箱或者是AT變速箱上要實現(xiàn)7.3的最大速比就意味著，主從動輪或者輸出齒輪間的速比差要更大，歸根結底又回到了空間上，變速箱內部空間無法保證，伴隨空間的捉襟見肘其他的次生問題諸如潤滑、成本等等的都會成為一個大問題。

其次就是工藝方面，7.3的速比意味著輸出端需要承受更大的扭矩，當大扭矩作用于鋼帶或者齒輪上時必然會導致承受件的強度惡化。由于速比固定了所以尺寸不能加大，于是就只有在材料上下功夫，高強度材料的采用倒是可以解決問題，但成本又急劇升高。CVT7上副變速箱的采用將大扭矩分解到行星齒輪和 CVT鋼帶上，兩套機構同時承擔大扭矩，CVT7變速箱整體的成本和壽命都得到了保障。

通過輪上功率測試我們可以發(fā)現(xiàn)，采用CVT變速箱的車型輪上輸出功率會略低于自動變速箱。齒輪的傳遞效率是要高于帶輪的傳遞效率的，在相同加工精度的條件下，齒輪變速箱的輪上功率輸出自然是要優(yōu)于CVT變速箱。而副變速箱行星齒輪的加入使得CVT變速箱的機械損失得以減小，在一定程度上彌補了CVT變速箱自身結構固有的短板。

正因為CVT7變速箱解決了性能、成本和耐久性等幾個關鍵突破點，現(xiàn)在日產越來越多的車型都開始匹配CVT7。包括鄭州日產的NV200這款輕型商用車上，都開始使用這一CVT7變速箱了。

與乘用車不同的是，NV200作為一款國際化CDV，在日常裝載量上有更高的需求。而CVT7引入副變速箱之后，大大增強的扭矩適應性，讓NV200裝備CVT變速箱成為現(xiàn)實。同時， CVT7所具備的平順性天然優(yōu)勢，也讓NV200的駕乘舒適性上升了不少。而在節(jié)油性能方面，其百公里綜合油耗為7.1L，對接近1.4噸的NV200而言，表現(xiàn)也是相當出色的。

CVT8：微創(chuàng)新優(yōu)化，匹配大扭矩發(fā)動機成為現(xiàn)實

不同于CVT7變速箱的是，運用于大排量發(fā)動機上的CVT8變速箱并沒有采用主副變速箱的結構，而是依舊采用傳統(tǒng)的單一CVT變速箱結構，因為大型車的前艙空間均較大，布置容易。在使用需求方面，東風日產新天籟、新時代奇駿等這樣的中型以上車型，更追求駕乘質感和舒適性，所以CVT8變速箱需要解決的是傳動效率、最大扭矩以及駕駛性能三個方面的問題。

傳動效率方面， CVT變速箱由于結構使然傳動效率要低于齒輪變速箱。動力輸出衰退的感覺并非是線性的，在小排量發(fā)動機上傳動損失10%感覺不夠明顯，但是在大排量發(fā)動機上卻因為較大的動力輸出值而變得尤為突出。而隨著損耗的增加，大排量的CVT變速箱在燃油經濟性方面的優(yōu)勢也會縮小。

CVT8變速箱對鋼帶進行了重新設計，縮小了每一片鋼片的寬度和厚度?？s小的鋼片寬度使得CVT8變速箱的鋼片數(shù)量由原來的450片增加到了500片，鋼片數(shù)量增加就使得鋼帶的散熱效率得以提升，降低了變速箱內部的熱損耗。瘦身的鋼片厚度使得鋼帶側面與帶輪的接觸面積減小，降低了摩擦損耗。而單一鋼片所需要傳遞的扭矩變小，在相同強度的鋼片設計下，整條鋼帶所能夠承受的最大扭矩得以大幅度的提升，正因為如此，日產CVT8的最大承受扭矩達到了380Nm，能夠適配3.5L這樣的大排量發(fā)動機。還有，鋼帶之間的力傳遞方式由牽拉式變?yōu)橥苿邮?，降低了鋼帶的斷裂和打滑現(xiàn)象發(fā)生。

除了摩擦損耗之外，粘滯損耗也是CVT8變速箱需要解決的一大問題。以往的CVT變速箱設計中，為了保證潤滑和散熱的需求，往往都會采用飛濺式潤滑。但是在CVT8變速箱上，帶輪被設計在了變速箱油液面上方，潤滑改用高壓油泵精確控制。帶輪轉動時并不需要攪動變速箱油，降低了帶輪的負載，提高轉動效率。另一方面，變速箱油的粘度也降低了7%以進一步縮小粘滯損耗。官方數(shù)據顯示，CVT8變速箱的內部摩擦在一系列方案的作用下降低了40%。隨著傳動效率的提高，再搭配CVT變速箱的固有特性，大扭矩CVT變速箱的燃油經濟性也由此得到了保證。

相比于小型車，中型車主對駕駛感受更加關注。但無論是自動變速箱也好CVT變速箱也罷，液力變矩器遲滯的響應會影響到動力輸出的順暢性。傳遞效率上，液力變矩器也比不上離合器的剛性連接，而鎖止液力變矩器是解決這一問題的唯一途徑。CVT8變速箱將液力變矩器鎖止范圍變大，當車速在10km/h時便鎖止液力變矩器，且在持續(xù)加速和行駛階段也無需再打開，提高傳動效率的同時也提供了駕駛者動力隨叫隨到的駕駛暢快感。

在速比的設定方面，由于沒有了緊湊的副變速箱結構，所以CVT8變速箱只能提供7.0的最大傳動比，雖然比不上CVT7的7.3，但是也已經遠遠超過了目前市面上主流的6AT變速箱，基本看齊8AT變速箱。值得一提的是，CVT8變速箱增加了一套名為ASC的智能控制系統(tǒng)，通過對駕駛者駕駛意圖的采集，ASC智能控制系統(tǒng)可以實時調整變速箱速比，為駕駛者提供了多達1400種的變速模式。如果駕駛者需要，還可以通過鎖定變速箱帶輪的方式實現(xiàn)固定速比的手動模式。

因為有以上這些微創(chuàng)新式的優(yōu)化，加上日產在調校方面的能力，CVT8在日產大中型車上應用也越來越廣泛。目前，東風日產新天籟、新時代奇駿以及樓蘭上都在使用CVT8，這些車型的平順性和舒適性都相當出色，節(jié)油和傳動效率方面也不遜于競爭對手。應該說，CVT8功不可沒。而ASC智能控制系統(tǒng)的創(chuàng)新加入，更讓新奇駿、樓蘭等SUV上裝備CVT8之后，既能滿足日常城市駕駛的舒適性需要，同樣也能夠在非鋪裝路面上智能改變速比輸出大扭矩，提供較強的動力性和通過能力。

小結：

汽車工業(yè)的發(fā)展已歷經一百多年，在漫漫歷史長河中誕生的新技術層出不窮，熱衷于研發(fā)全新技術的那些廠商們固然能在贏得注意力和贊賞的同時搶占一些市場先機，但也有一類公司是會在某些已有技術領域一直堅持研究下去，通過不斷積累經驗在市場搏殺中站穩(wěn)腳跟，通過創(chuàng)新來影響到這一項技術領域的發(fā)展趨勢，比如混合動力領域的豐田，又比如CVT無級變速領域的日產。未來的CVT變速箱會變成什么樣子，也許不久就有人解開這個謎底。