公元1452年4月23日,一個(gè)千古難遇的奇才在意大利佛羅倫薩出生了,他的名字我們都不陌生,列奧納多·達(dá)·芬奇。 除了《蒙娜麗莎》等一堆名畫(huà)之外,他還留下了很多機(jī)械設(shè)計(jì)稿,從直升飛船到滑翔翼;從音樂(lè)盒到坦克車,每張都是腦洞大開(kāi)。 在眾多華麗麗的設(shè)計(jì)中,有張毫不起眼、意義不明、作用未知的草稿,看起來(lái)就是一大坨齒輪的組合,貌似達(dá)·芬奇試圖讓這些齒輪實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換,要不是因?yàn)槌鲎悦抑?,估?jì)早被扔垃圾堆里去了。 還好沒(méi)有被扔,不然,無(wú)級(jí)變速箱(CVT)這個(gè)改變汽車行業(yè)的發(fā)明,或者說(shuō)改變世界的發(fā)明,就找不到它的老祖宗了。 現(xiàn)在的汽車的主流變速箱,無(wú)非就幾種,像液力自動(dòng)變速箱、雙離合變速箱、手動(dòng)變速箱。名字聽(tīng)起來(lái)很玄乎很復(fù)雜的,本質(zhì)卻很簡(jiǎn)單,就是通過(guò)大大小小的齒輪來(lái)回切換,改變傳動(dòng)比,達(dá)到變速的目的,你有多少組齒輪,就等于有多少個(gè)檔位。
1、每個(gè)齒輪的大小是有差距的,當(dāng)你從一個(gè)切換到另一個(gè)時(shí),齒輪間尺寸差距越大,產(chǎn)生的頓挫感和沖擊感就越強(qiáng),駕駛起來(lái)就越不平順。 2、為了避免頓挫,就要不停給變速箱加檔位,縮小齒輪的尺寸差距,從十幾年前的4AT,加到現(xiàn)在的10AT,但車內(nèi)空間總歸是有限的,不可能無(wú)限往上增加檔位。 雖然達(dá)·芬奇那年代沒(méi)汽車,不知道他的設(shè)計(jì)稿是準(zhǔn)備給什么機(jī)械用的,但可以肯定的是,他試圖搞出不占地方、又能無(wú)縫切換的齒輪組。也許是受了達(dá)芬奇的啟發(fā),在汽車剛誕生不久的時(shí)候,包括奔馳在內(nèi)的好幾家汽車公司,都開(kāi)始搗鼓CVT變速箱。 CVT的用來(lái)變速的核心部件是,兩組錐形輪和連接帶。 兩組錐形輪都可以?shī)A緊,把連接帶“擠”到比較邊緣的位置,相當(dāng)于連接帶掛在一個(gè)大齒輪上旋轉(zhuǎn),兩組錐形輪也都可以松開(kāi),讓連接帶“掉”到接近中心的位置,此時(shí)連接帶相當(dāng)于掛在一個(gè)小齒輪上。 聽(tīng)不明白也沒(méi)關(guān)系,可以隨便找部自行車看看,跟CVT的變速原理是基本一樣的。 只是自行車還依賴著一級(jí)一級(jí)的齒輪,鏈條只能停留在固定的幾個(gè)檔位,而CVT中的錐形輪表面是平滑過(guò)渡的,連接帶可以停留在它的任意位置,所以理論上CVT能模擬無(wú)數(shù)個(gè)檔位,所以它能讓發(fā)動(dòng)機(jī)始終處于最合適的檔位,用最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)工作,非常省油。 而且CVT也沒(méi)有所謂的換擋動(dòng)作,只是隨著車速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的改變,錐形輪逐漸夾緊、松開(kāi),再夾緊、再松開(kāi),是個(gè)漸變的過(guò)程。 其他變速箱從低檔換到高檔,就像不停走臺(tái)階,每上一階都給你頓一下;而CVT從低檔到高檔,就像是爬個(gè)斜坡,就這么一路慢慢爬上去了,非常連貫和順滑。 (CVT的錐形盤(pán)結(jié)構(gòu)) CVT的錐形盤(pán)設(shè)計(jì)確實(shí)非常巧妙,但最大的難題出在了連接帶上,最開(kāi)始各大廠商都是采用橡膠制的連接帶,強(qiáng)度和壽命都不太夠,所以跟動(dòng)力很強(qiáng)的發(fā)動(dòng)機(jī)合不來(lái)。 這個(gè)難題用了幾十年都沒(méi)能解決,所以CVT當(dāng)時(shí)只能應(yīng)用在摩托車或者小農(nóng)機(jī)上面,跟汽車基本上無(wú)緣,很多汽車廠商都直接棄療了,轉(zhuǎn)投液力自動(dòng)變速箱。 對(duì)CVT比較執(zhí)著的,不是今天德國(guó)、日本、美國(guó)這些汽車強(qiáng)國(guó),而是不起眼的荷蘭,那有家汽車公司叫DAF,他們對(duì)CVT有種迷之好感,絞盡了腦汁去改進(jìn)。 他們有一種改進(jìn)方案是,分?jǐn)偂?/p> 再多加倆錐形盤(pán)和一根橡膠帶,一起承受發(fā)動(dòng)機(jī)的瘋狂輸出,生存壓力就會(huì)小很多。他們給這款CVT取名為Variomatic,很快裝備在公司旗下的家轎上面,所以Variomatic也成為了第一臺(tái)大規(guī)模量產(chǎn)的CVT。 (Variomatic與DAF 600轎車 ) 但DAF后來(lái)又自己推翻了這種設(shè)計(jì),因?yàn)樗麄儧Q定用強(qiáng)度更高的金屬,來(lái)替代原本的橡膠作為連接帶,就不用像Variomatic那樣費(fèi)力多加倆錐形盤(pán)了,可以節(jié)約空間。 嗅覺(jué)敏銳的汽車業(yè)人士們,感覺(jué)這才是CVT的正確發(fā)展方向,本著研發(fā)費(fèi)事、收購(gòu)省事的原則,大家都盯上了DAF的技術(shù)和專利,在幾次轉(zhuǎn)讓之后,最終在90年代到了德國(guó)博世公司的手里。 博世何許人也?全球第一大汽車技術(shù)供應(yīng)商,百年老字號(hào)大品牌,世界500強(qiáng)企業(yè)之一。它得到DAF的研究成果之后,很快搞出了一種特殊結(jié)構(gòu)的壓力鋼帶,強(qiáng)度高于之前所有連接帶,掃清了CVT普及的最后一個(gè)障礙。 (博世的CVT壓力鋼帶結(jié)構(gòu)) 有博世的鋼帶撐腰,各家汽車品牌開(kāi)始放心大膽地搞起了自己的CVT,不僅有我們今天熟知的日系,豐田、本田、日產(chǎn)……;美系車也喜歡用,比如Jeep的指南者、自由客,德系車也很喜歡用,比如奔馳的A級(jí)/B級(jí),奧迪A4/A6,甚至還有Mini,它們都裝配過(guò)CVT變速箱。 但眾所周知,現(xiàn)在日系車遍地都是CVT,幾乎已經(jīng)成了代言人,但美系車、德系車卻已經(jīng)很少裝備CVT了,這又是為什么呢? 原因很簡(jiǎn)單,CVT的特性,對(duì)于歐洲和美國(guó)來(lái)說(shuō),并不是那么合適。 歐洲多山路、彎路,所以那邊的司機(jī)非常注重車的運(yùn)動(dòng)性,CVT雖然平順,但缺少換擋的感覺(jué),開(kāi)起來(lái)平淡如水,想要運(yùn)動(dòng)感,雙離合和液力自動(dòng)變速箱都能給你,又想激情又想省油,那還可以選擇手動(dòng)擋。 美國(guó)人從來(lái)不心疼油,滿腦子都是大馬力大馬力,CVT雖然通過(guò)鋼帶得到了加強(qiáng),但承受能力依然不如齒輪組,要駕馭三、四百馬力以上的性能野獸,還是相當(dāng)困難的。 然后21世紀(jì)初的CVT,多多少少也存在一些缺陷,比如說(shuō)鋼帶容易在錐形盤(pán)上打滑,比如說(shuō)故障率高,總之就是好處沒(méi)享受多少,還得面對(duì)一堆問(wèn)題,大家覺(jué)得歐美人會(huì)買賬嗎?所以美系、德系相繼棄療。 但日本人就離不開(kāi)CVT了,因?yàn)槿毡居秩庇?、?guó)土又小,城市里常年擠滿了車走走停停,很考驗(yàn)平順性,所以CVT絕對(duì)是最適合日本人平常使用的變速箱,所以日系始終堅(jiān)守CVT的陣地,不斷改進(jìn),推陳出新。 十幾年過(guò)去,大家都產(chǎn)生了一種錯(cuò)覺(jué),認(rèn)為CVT就代表著日系,日系車就代表著CVT,他們已經(jīng)把CVT從一種結(jié)構(gòu),玩成了一種信仰。 |
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