日產(chǎn)如何破解CVT的難題？

談過(guò)日產(chǎn)為何偏愛(ài)CVT，今天，我們就繼續(xù)來(lái)聊日產(chǎn)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(diǎn)何在？

經(jīng)過(guò)多年發(fā)展， CVT變速箱技術(shù)已經(jīng)比較成熟， CVT變速箱由于平順性好、經(jīng)濟(jì)性高，生產(chǎn)和維護(hù)成本已經(jīng)到了相當(dāng)?shù)偷乃剑|(zhì)量穩(wěn)定性也大可放心。不過(guò)，CVT變速箱運(yùn)用在大排量高功率發(fā)動(dòng)機(jī)上的短板也很明顯，比如傳動(dòng)效率較低，尺寸不夠緊湊，無(wú)法承受大扭矩等等。

因此目前CVT大多匹配在小排量發(fā)動(dòng)機(jī)上，而大排量發(fā)動(dòng)機(jī)還是匹配傳統(tǒng)AT變速箱。一些汽車(chē)制造商近年來(lái)熱衷于研發(fā)擋位越來(lái)越多的AT自動(dòng)變速箱，以達(dá)到更高的平順性和經(jīng)濟(jì)性。而對(duì)鐘情于CVT的日產(chǎn)而言，它們選擇的道路則是通過(guò)不斷創(chuàng)新，開(kāi)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(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)需要。

CVT7：全球首創(chuàng)副變速機(jī)構(gòu)，提升傳動(dòng)效率

為了解決多速比變速箱尺寸和重量過(guò)大的問(wèn)題，在重型變速箱的設(shè)計(jì)中往往采用副變速箱的形式來(lái)避免。而日產(chǎn)CVT7變速箱也創(chuàng)造性的在CVT變速箱中加入了副變速箱機(jī)構(gòu)。這套位于前方的由行星齒輪組成的副變速箱，為車(chē)輛提供兩個(gè)速比和倒檔。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，CVT7就相當(dāng)于是把一臺(tái)最基本的自動(dòng)變速箱和CVT變速箱串聯(lián)了起來(lái)。

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

副變速箱多出來(lái)的兩個(gè)速比配合CVT變速箱之后就呈現(xiàn)出了兩倍速比的關(guān)系。由于小排量發(fā)動(dòng)機(jī)的速比并不需要太過(guò)于寬泛，于是在有限的速比范圍內(nèi)就可以極大的縮小CVT變速箱的尺寸，CVT變速箱的主從動(dòng)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(shí)就是最早年間的自動(dòng)變速箱，是最簡(jiǎn)單的變速箱結(jié)構(gòu)，尺寸自然也不大。

更重要的一點(diǎn)是，即使是沒(méi)有采用副變速箱的結(jié)構(gòu)，出于結(jié)構(gòu)使然，CVT變速箱無(wú)法實(shí)現(xiàn)倒轉(zhuǎn)，所以普通的CVT變速箱依舊需要一套額外的齒輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)倒檔，也就是說(shuō)，CVT7變速箱系統(tǒng)中的副變速箱實(shí)際上只是對(duì)原來(lái)額外齒輪機(jī)構(gòu)的一次升級(jí)，副變速箱的加入不會(huì)過(guò)多的影響變速箱的整體尺寸和重量，相反因?yàn)镃VT變速箱縮小整體尺寸使得結(jié)構(gòu)進(jìn)一步得以?xún)?yōu)化。

小排量發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)需匹配傳動(dòng)比太大的變速器，但是相對(duì)而言較大的傳動(dòng)比差有益于優(yōu)化動(dòng)力表現(xiàn)，彌補(bǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)的不足。由于副變速箱的作用，CVT7把最大傳動(dòng)比定義為7.3。帶來(lái)的最直接效果就是小排量車(chē)型可以擁有更大的低轉(zhuǎn)扭矩輸出，提高車(chē)輛的動(dòng)力性能。而且通過(guò)兩臺(tái)變速箱組合的方式形成最大傳動(dòng)比從設(shè)計(jì)上和工藝上而言也要更容易實(shí)現(xiàn)。

首先是設(shè)計(jì)上，如果在單純的CVT變速箱或者是AT變速箱上要實(shí)現(xiàn)7.3的最大速比就意味著，主從動(dòng)輪或者輸出齒輪間的速比差要更大，歸根結(jié)底又回到了空間上，變速箱內(nèi)部空間無(wú)法保證，伴隨空間的捉襟見(jiàn)肘其他的次生問(wèn)題諸如潤(rùn)滑、成本等等的都會(huì)成為一個(gè)大問(wèn)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(dāng)大扭矩作用于鋼帶或者齒輪上時(shí)必然會(huì)導(dǎo)致承受件的強(qiáng)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(qiáng)度材料的采用倒是可以解決問(wèn)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(jī)構(gòu)同時(shí)承擔(dān)大扭矩，CVT7變速箱整體的成本和壽命都得到了保障。

通過(guò)輪上功率測(cè)試我們可以發(fā)現(xiàn)，采用CVT變速箱的車(chē)型輪上輸出功率會(huì)略低于自動(dòng)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(jī)械損失得以減小，在一定程度上彌補(bǔ)了CVT變速箱自身結(jié)構(gòu)固有的短板。

正因?yàn)镃VT7變速箱解決了性能、成本和耐久性等幾個(gè)關(guān)鍵突破點(diǎn)，現(xiàn)在日產(chǎn)越來(lái)越多的車(chē)型都開(kāi)始匹配CVT7。包括鄭州日產(chǎn)的NV200這款輕型商用車(chē)上，都開(kāi)始使用這一CVT7變速箱了。

與乘用車(chē)不同的是，NV200作為一款國(guó)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(qiáng)的扭矩適應(yīng)性，讓NV200裝備CVT變速箱成為現(xiàn)實(shí)。同時(shí)， CVT7所具備的平順性天然優(yōu)勢(shì)，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(duì)接近1.4噸的NV200而言，表現(xiàn)也是相當(dāng)出色的。

CVT8：微創(chuàng)新優(yōu)化，匹配大扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)成為現(xiàn)實(shí)

不同于CVT7變速箱的是，運(yùn)用于大排量發(fā)動(dòng)機(jī)上的CVT8變速箱并沒(méi)有采用主副變速箱的結(jié)構(gòu)，而是依舊采用傳統(tǒng)的單一CVT變速箱結(jié)構(gòu)，因?yàn)榇笮蛙?chē)的前艙空間均較大，布置容易。在使用需求方面，東風(fēng)日產(chǎn)新天籟、新時(shí)代奇駿等這樣的中型以上車(chē)型，更追求駕乘質(zhì)感和舒適性，所以CVT8變速箱需要解決的是傳動(dòng)效率、最大扭矩以及駕駛性能三個(gè)方面的問(wèn)題。

傳動(dòng)效率方面， CVT變速箱由于結(jié)構(gòu)使然傳動(dòng)效率要低于齒輪變速箱。動(dòng)力輸出衰退的感覺(jué)并非是線性的，在小排量發(fā)動(dòng)機(jī)上傳動(dòng)損失10%感覺(jué)不夠明顯，但是在大排量發(fā)動(dòng)機(jī)上卻因?yàn)檩^大的動(dòng)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(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢(shì)也會(huì)縮小。

CVT8變速箱對(duì)鋼帶進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，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(lái)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(nèi)部的熱損耗。瘦身的鋼片厚度使得鋼帶側(cè)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(qiáng)度的鋼片設(shè)計(jì)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?yàn)槿绱?，日產(chǎn)CVT8的最大承受扭矩達(dá)到了380Nm，能夠適配3.5L這樣的大排量發(fā)動(dòng)機(jī)。還有，鋼帶之間的力傳遞方式由牽拉式變?yōu)橥苿?dòng)式，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(wèn)題。以往的CVT變速箱設(shè)計(jì)中，為了保證潤(rùn)滑和散熱的需求，往往都會(huì)采用飛濺式潤(rùn)滑。但是在CVT8變速箱上，帶輪被設(shè)計(jì)在了變速箱油液面上方，潤(rùn)滑改用高壓油泵精確控制。帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)并不需要攪動(dòng)變速箱油，降低了帶輪的負(fù)載，提高轉(zhuǎn)動(dòng)效率。另一方面，變速箱油的粘度也降低了7%以進(jìn)一步縮小粘滯損耗。官方數(shù)據(jù)顯示，CVT8變速箱的內(nèi)部摩擦在一系列方案的作用下降低了40%。隨著傳動(dòng)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(jīng)濟(jì)性也由此得到了保證。

相比于小型車(chē)，中型車(chē)主對(duì)駕駛感受更加關(guān)注。但無(wú)論是自動(dòng)變速箱也好CVT變速箱也罷，液力變矩器遲滯的響應(yīng)會(huì)影響到動(dòng)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(wèn)題的唯一途徑。CVT8變速箱將液力變矩器鎖止范圍變大，當(dāng)車(chē)速在10km/h時(shí)便鎖止液力變矩器，且在持續(xù)加速和行駛階段也無(wú)需再打開(kāi)，提高傳動(dòng)效率的同時(shí)也提供了駕駛者動(dòng)力隨叫隨到的駕駛暢快感。

在速比的設(shè)定方面，由于沒(méi)有了緊湊的副變速箱結(jié)構(gòu)，所以CVT8變速箱只能提供7.0的最大傳動(dòng)比，雖然比不上CVT7的7.3，但是也已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)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(guò)對(duì)駕駛者駕駛意圖的采集，ASC智能控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)調(diào)整變速箱速比，為駕駛者提供了多達(dá)1400種的變速模式。如果駕駛者需要，還可以通過(guò)鎖定變速箱帶輪的方式實(shí)現(xiàn)固定速比的手動(dòng)模式。

因?yàn)橛幸陨线@些微創(chuàng)新式的優(yōu)化，加上日產(chǎn)在調(diào)校方面的能力，CVT8在日產(chǎn)大中型車(chē)上應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。目前，東風(fēng)日產(chǎn)新天籟、新時(shí)代奇駿以及樓蘭上都在使用CVT8，這些車(chē)型的平順性和舒適性都相當(dāng)出色，節(jié)油和傳動(dòng)效率方面也不遜于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。應(yīng)該說(shuō)，CVT8功不可沒(méi)。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(qiáng)的動(dòng)力性和通過(guò)能力。

小結(jié)：

汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展已歷經(jīng)一百多年，在漫漫歷史長(zhǎng)河中誕生的新技術(shù)層出不窮，熱衷于研發(fā)全新技術(shù)的那些廠商們固然能在贏得注意力和贊賞的同時(shí)搶占一些市場(chǎng)先機(jī)，但也有一類(lèi)公司是會(huì)在某些已有技術(shù)領(lǐng)域一直堅(jiān)持研究下去，通過(guò)不斷積累經(jīng)驗(yàn)在市場(chǎng)搏殺中站穩(wěn)腳跟，通過(guò)創(chuàng)新來(lái)影響到這一項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，比如混合動(dòng)力領(lǐng)域的豐田，又比如CVT無(wú)級(jí)變速領(lǐng)域的日產(chǎn)。未來(lái)的CVT變速箱會(huì)變成什么樣子，也許不久就有人解開(kāi)這個(gè)謎底。