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无极变速真的省油吗?

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简爱

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为实现无级变速,按传动方式可采用液体传动、电力传动和机械传动三种方式。
液体传动
液体传动分为两类:一类是液压式,主要是由泵和马达组成或者由阀和泵组成的变速传动装置,适用于中小功率传动。另一类为液力式,采用液力耦合器或液力矩进行变速传动,适用于大功率(几百至几千千瓦)。 液体传动的主要特点是:调速范围大,可吸收冲击和防止过载,传动效率较高,寿命长,易于实现自动化:制造精度要求高,价格较贵,输出特性为恒转矩,滑动率较大,运转时容易发生漏油。
电力传动
电力传动基本上分为三类:一类是电磁滑动式,它是在异步电动机中安装一电磁滑差离合器,通过改变其励磁电流来调速,这属于一种较为落后的调速方式。其特点结构简单,成本低,操作维护方便:滑动最大,效率低,发热严重,不适合长期负载运转,故一般只用于小功率传动。 二类是直流电动机式,通过改变磁通或改变电枢电压实现调速。其特点是调速范围大,精度也较高,但设备复杂,成本高,维护困难,一般用于中等功率范围(几十至几百千瓦),现已逐步被交流电动机式替代。 三类是交流电动机式,通过变极、调压和变频进行调速。实际应用最多者为变频调速,即采用一变幅器获得变幅电源,然后驱动电动机变速。其特点是调速性能好、范围大、效率较高,可自动控制,体积小,适用功率范围宽:机械特性在降速段位恒转矩,低速时效率低且运转不够平稳,价格较高,维修需专业人员。近年来,变频器作为一种先进、优良的变速装置迅速发展,对机械无级变速器产生了一定的冲击。
机械传动
传统的机械传动的特点主要是:转速稳定,滑动率小,工作可靠,具有恒功率机械特性击性较差,故一般适合于中、小功率传动,传动效率较高,而且结构简单,维修方便,价格相对便宜;但零部件加工及润滑要求较高,承载能力较低,抗过载及耐冲击性较差,故一般适合于中、小功率传动。

新型CVT机构在可调节的齿轮轮毂上且位于同步齿轮的外围圆周上通过连接轴安装有扇形齿轮,扇形齿轮上的齿轮与同步齿轮外圆上的齿轮相啮合,扇形齿轮的外侧与齿杆的一端相固定,这样就组成了可调节的齿轮,当可调齿轮绕齿杆弯曲方向转动来驱动内齿圈时,通过伺服机构调节齿轮转轴与内齿圈转轴之间的距离,从而改变两个相邻齿杆之间所作用内齿圈的齿数,改变传动比,进而可以实现无级变速。
新型CVT结构紧凑,占用空间小,成本低廉,传动效率高,可以实现高负载下的有效传动,使用很方便,便于大规模推广使用。
可变斜面式无级变速器性能更加优越,多项技术指标超出人们对无级变速器的要求。
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爱因斯坦

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结构分析

虽然CVT的锥轮和链带的形式与MT、AMT、DCT的齿轮组,以及AT的行星齿轮组大相径庭,但变速的原理是一样的。MT、DCT每个挡位都有一对相应的齿轮作用,其中低挡位为小直径的主动轮带动大直径从动轮,随挡位提升,主动轮变大,从动轮变小(AT虽然没有这种直观的变化,但齿轮作用原理一样如此),而CVT以两对锥轮组代替MT、DCT上复杂的齿轮组,根据扭矩和输出功率的变化,锥轮组也在按照预定的模式在电脑及其液压油缸的控制下相对变化:负荷大,需要大减速比时,主动锥轮组向两边分开,形成较小的工作圆,从动轮向中间挤压,工作圆较大;而负荷变小时,则反之。并以其中的链带作为动力传递。这样的运动形式,和其他变速器的变速原理完全一样,殊途同归而已。而根据动力需求制造出任意齿比的“挡位”,在速比变化时,没有了换挡的冲击,这便是无级变速的原理和意义。

一个常规CVT变速箱的结构稍显复杂,但实际零部件数量,以及工艺水平并不比AT更高端。现代车用钢带式CVT其结构是这样的:一个与AT结构一样的液力变矩器、用以调节运转方向的单排行星齿轮(AT上则是多个多排行星齿轮组)及其离合器、以及“灵魂部件”CVT锥轮组和金属链带。这种设计让CVT变速器在个体上可以更紧凑一些。

目前车用CVT的变速元件基本上都是锥轮和钢带的形式,但前端部件则因不同厂商的设计理念,有着不同形式。例如大多数CVT匹配的动力缓冲部件都以带锁止离合器的液力变矩器为主,但奥迪的multitronic CVT则使用多片离合器代替变矩器。原因有二:1、发动机扭矩足够大,无需变矩器增矩,而且CVT不太注重扭矩的作用;2、多片离合器在效率上要高于液力变矩器。日产的最新的xtronic也有非同寻常一面,其行星齿轮增加一组离合器之后,可以实现2前进挡+1后退挡的工作形式,这样的话可以提高速比范围,让锥轮和钢带在稍微小一些的范围内,更高效的工作,而这样看来整个变速箱就相当于AT和CVT的组合。
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冰镇西瓜

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无级变速指可以连续获得变速范围内任何传动比的变速系统。通过无级变速可以得到传动系与发动机工况的最佳匹配。常见的无级变速器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器(VDT-CVT)以及可变斜面式无级变速器。
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哈根达斯

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动态分析

在这种区别下,变速器对发动机的动力需求也有了些许变化。通常有挡位的变速器,对扭矩这一数据的需求较多,在加速过程中,因为挡位的变化,发动机转速也在波动,并一次次向高转速的高功率区域冲刺,而扭矩的作用,就是让发动机更有力地从低功率冲向高功率,扭矩越大(尤其是低速扭矩),这一过程越短,我们强调扭矩对加速的影响是针对有挡位的变速器而言,并且挡位越少,这一效应越明显。

而CVT在加速的过程中对扭矩的要求则不是那么明显,驾驶者完全可以通过控制油门踏板的位置,让发动机达到某一转速(或最大功率转速),此时扭矩和功率的输出基本恒定,变化的只是锥轮组的变速比,以及车速。由于不需要发动机转速的波动,我们就可以精确的控制发动机在经济工况、既定加速工况、最大输出功率工况下工作,发动机也就会理想状态下全心全意地工作。这种模式是有挡位发动机无论如何也无法做到的,就算档位再多,也只能逐渐接近这种工况。所以,CVT从理论上讲是传递动力的最好方式,前提是CVT能够消除其致命弱点:“打滑”。
『链条传递方式在锥轮呈小圆时,传递效率要好于钢带,但接触面积较小』
“打滑”是CVT无法回避的现象,这种现象又归罪于其结构设计。其他形式的变速器在动力传递上,是以离合器和齿轮连接,虽然离合器之间是以摩擦力结合,但结合之牢固,可以将其视为刚性连接,就算是液力变矩器会有相对转速差,但其间仍有离合器可以相连,况且就算是因转速差而引起的“滑动”,这种“滑动”也可以产生“增矩”的作用,而非失速。而CVT变速器中,变速机构 锥轮和链带的链接的接触面积比较小,又是时刻变化的,与刚性连接相差甚远。虽然可以通过锥轮压紧来提升张力,增加摩擦力,但这仍然无法治本。
当然,这一现状可以通过一系列技术来改善,例如博世的新式链带以“推动”的方式替代了传统链带“拉动”的动力传递效果,日产的两级变速结构使锥轮和钢带能在较为稳定和高效的范围工作,匹配了CVT的新骐达1.6T在加速方面也超过了竞争对手,甚至开发了可以适配3.5L发动机的CVT。所以随着研发的进程,CVT天生的缺陷在逐渐改观。
 
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红妆

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效率分析

针对前文对CVT的特点分析得出,CVT的动力传递会因“打滑”而降低效率,单从此处而言,CVT在油耗方面不会有什么好作为。但从发动机角度来看,因为CVT连续变速的特点,使发动机一直处于一种“舒服”的状态工作,这样看来,CVT还算是一个很理想的机械。综合起来就是,CVT的传动效率较低,但可以让发动机在经济转速下连续工作,达到节油的目的,前提是你不要过分要求它的性能,也就是说,尽量避免激烈驾驶和高速行驶。
仍以骐达举例,我们在轮上功率的环节中测出,装备CVT的骐达在效率上要落后装备AT的英朗不少,但性能相差不大,而且油耗方面骐达以微弱优势胜出,事实也证明了上面的理论。

综合分析

在本世纪初期,CVT还是个稀罕物的时候,这玩意确实不便宜,但在目前阶段,很多技术问题都逐渐解决,产能相对扩大,成本也大幅降低,一些用于小排量车型的CVT变速器的造价甚至低于人民币5000元,这样的价格足以对抗技术落后但成熟的4AT,所以很多国产车型都将CVT装车,并将其作为卖点,毕竟舒适性和燃油经济性要高出4AT一截。

但目前CVT的发展似乎到了一个“坎”,从结构上看,AT似乎是仍然是最合理的自动变速方式,而8速甚至更多挡位的设计,让其平顺性和经济性都趋于CVT。当然CVT仍有一大批拥趸者,例如日产,丰田反而在最近几年开始努力推广。所以在目前看来并不能过多的评论CVT的趋势,或者在不久的将来,两者会有“联姻”的可能。
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yuquanyou

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不省油啊,看你参照什么对比 了

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