傳動效率表示發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的動力能有多少最終被傳遞到驅(qū)動輪上,是決定汽車驅(qū)動效率的重要參數(shù)。一般而言,靠齒輪嚙合與摩擦片式離合器直接傳遞動力的手動變速箱傳動效率是最高的,而結(jié)構(gòu)與其相似,采用電磁離合器替代摩擦片式離合的雙離合變速箱傳動效率僅次于手動變速箱。而一般的AT變速箱與CVT變速箱傳動效率則會比較低。
那么為什么很多車企喜歡采用傳動效率以及使用壽命都不算優(yōu)秀的CVT變速箱呢?這種變速箱形式又有哪些優(yōu)勢?車叔今天和您好好聊聊。 為何AT、CVT變速箱傳動效率低? 前文說到,手動變速箱與雙離合變速箱都是通過機(jī)械結(jié)構(gòu)的離合裝置來傳遞動力,這種方式相比采用液力變矩器的AT以及部分CVT(豐田最新的CVT會在主動輪之前增加一套帶兩級減速裝置的液力變矩器,以改善起步時鋼帶打滑導(dǎo)致的動力不足)有著非常明顯的區(qū)別。
液力變矩器是一個巧妙的發(fā)明,它通過液力耦合的原理,在中間增加了一組導(dǎo)輪,不僅能夠在低速時讓泵輪與渦輪之間靠液壓油傳遞動力,中間的導(dǎo)輪還能起到減速增扭的作用,相比起摩擦片式離合器,泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速即使不同步,也不會有半聯(lián)動那樣的滑動摩擦,從而避免了摩擦盤過熱燒毀。因此,工藝優(yōu)秀的AT變速箱使用壽命非常長久。但由于液力變矩器非機(jī)械硬連接,泵輪與渦輪內(nèi)部的流體會損耗一部分機(jī)械能,因此導(dǎo)致低速行駛時AT變速箱的傳動效率較低。
而CVT變速箱在液力變矩器之后又是鋼帶連接,本質(zhì)上屬于摩擦傳動,早期的傳動皮帶由于張力有限,在高負(fù)荷工況下會產(chǎn)生較為明顯的打滑現(xiàn)象,動力流失非常嚴(yán)重。即便是材料性能大幅提升的今天,CVT變速箱的鋼帶也存在著張力拉伸的問題。即便新車時鋼帶張緊力足夠,但是在長期大負(fù)荷使用之后,鋼帶也會失去張力,導(dǎo)致傳動帶大幅打滑,動力流失。
為什么CVT效率不如AT高? 但是更省油呢? 為了說明CVT省油的情況,我們要對傳動效率進(jìn)一步劃分為兩個部分:靜態(tài)傳動效率以及動態(tài)傳動效率。
靜態(tài)傳動效率指的是當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速都恒定時,車輛接近于勻加速行駛時的傳動效率。而動態(tài)傳動效率指的是當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速發(fā)生較大變化,車輛急加速時變速箱的傳動效率。 靜態(tài)傳動效率 CVT變速箱結(jié)構(gòu)簡單,它既沒有復(fù)雜的行星齒輪,也沒有液壓換擋機(jī)構(gòu),參與傳動的部件非常少,基本只有兩個錐輪一個鋼帶。在力的傳遞中,力通過的物體越少,則其損失越小,因此,在靜態(tài)傳動的工況傳動帶不打滑的情況下,CVT變速箱的傳動效率非常高。 動態(tài)傳動效率 當(dāng)突然大負(fù)荷加速時,發(fā)動機(jī)的扭矩瞬間作用在主動錐輪上,使其加速旋轉(zhuǎn)。此時傳動帶由于慣性,會對錐輪有一個拖拽的力,當(dāng)這個力大于一個臨界點(diǎn)時,傳動帶與錐輪之間就由滾動摩擦變?yōu)榛瑒幽Σ粒Φ膫鬟f效率大幅下降。因此,在動態(tài)傳動的工況下,傳動帶會發(fā)生打滑,CVT變速箱的傳動效率就不那么高了。
另外需要指出的是,由于CVT是靠鋼帶與錐輪運(yùn)行直徑的變化來起到“變速”的作用,因此它沒有“換擋”的過程。CVT變速箱能夠?qū)l(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)保持在發(fā)動機(jī)高效轉(zhuǎn)速區(qū)間,有效避免了內(nèi)燃機(jī)外特性曲線中的低效區(qū),同時也不會因?yàn)閾Q擋中斷動力輸出,因此動力可以不間斷輸出。 車叔總結(jié) CVT之所以省油主要因?yàn)閰⑴c傳動的部件少,機(jī)械能損失少。同時能讓發(fā)動機(jī)長時間運(yùn)行在高效轉(zhuǎn)速區(qū)間,因此在長途巡航時的油耗表現(xiàn)非常優(yōu)秀。相比之下,AT變速箱因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜,參與傳動的部件太多,因此機(jī)械能損失較大,再加上液力變矩器工作時該系統(tǒng)非硬連接,導(dǎo)致大量動能被流體吸收,因此傳動效率不高。 但在動態(tài)傳動效率方面,CVT變速箱的表現(xiàn)是所有自動變速箱中最差的,同時在使用壽命上,CVT變速箱的表現(xiàn)也不太令人滿意。 |
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