CVT可真是个好东西

上一篇讨论了有关于雷克萨斯10AT变速箱的问题，这篇将讨论一种新思路的变速箱——连续可变变速箱CVT，也称无极变速器。凡是可以连续改变传动比的变速箱，都可以称之为无极变速箱，无论是用钢带链条皮带，钢球滚轮转盘还是液压。


（各式各样的无级变速器）

现在大家普遍认为，无极变速箱的构想是由15世纪文艺复兴大师达芬奇提出。虽然达芬奇本人并没有成功制造出无极变速箱，但其“连续改变传动比”的思想堪称跨时代，也不断激励后人钻研。而直到19世纪，才有真正意义上的无极变速器诞生：1879年美国人米尔顿·里弗斯将一台无级变速器安装在伐木链锯上，用以改善固定转速伐木锯不易使用的难题，之后的1896年，米尔顿又把无极变速器带到了汽车上，至此无极变速箱开始了它在汽车上的应用历程。时至今日，无极变速箱已在众多车型上使用，累计销量超千万台。



（疑似达芬奇设计的无级变速器手稿）

目前使用最广泛的无级变速器是金属带式无级变速器， 20世纪70年代荷兰VDT公司在老式无级变速器基础上改良开发而来，在燃油经济性，汽车动力性，排放和传动效率等方面均有优秀表现。


无极变速器的结构较为简单，其主要部件由主动、从动两个锥盘组中间安放的金属带组成。变速器运转时，通过改变金属带在主动从动锥盘上形成的旋转半径来实现改变传动比，锥盘的压紧程度越紧，金属带在锥盘上形成的旋转半径越大，反之锥盘压紧程度越松，金属带在锥盘上形成的旋转半径越小。主动锥盘和从动锥盘的压紧程度需按照一定量相互配合，否则将会造成金属带因摩擦不足打滑或者张紧程度过大断裂等情况。

其实CVT很强悍

因无极变速箱可以连续改变传动比，理论上可以将发动机转速调整到合适区间，既可以让发动机长时间处于经济转速，也可以让发动机始终提供高动力输出。所以驾驶搭载无极变速箱的车辆时，我们可以观察到即使车速改变，发动机转速都不会或者较少发生变化。尤其是在进行0-100公里加速时，最开始变速箱处于最大传动比档位，车速和发动机转速同步上升，等发动机转速先上升到最大功率点时，发动机转速不再发生变化，变速箱开始减小传动比，车速继续上升。除了连续调整以外，平顺性才是无极变速的最大优势，变速箱调整传动比时不会产生冲击，无论是对发动机或者对车辆都没有冲击，车辆的驾驶平顺性和舒适性极高。

日产在上一代楼兰上也采用了无极变速箱，宣称其最高承载扭矩达到了400N·M，一举打破了无极变速无法承载大扭矩的局面。其实早在1993年，英国威廉姆斯车队曾计划将无级变速器运用在了F1赛车上，不过由于无极变速箱太过于智能，被判定“过度依赖器材”不符合体育精神而被禁止使用。威廉姆斯表示，使用无极变速箱可以让赛车的单圈成绩提高一秒以上，因为它始终处于最合适档位上，并且能让发动机尽可能多的提供动力。虽然无极变速箱并未真正运用到F1比赛上，但其已经证明了自己并不是小型机的玩具，暴力机器一样可以驾驭。相反，当时试驾新赛车的车手对新赛车大加赞赏：“不但在加速过程中毫无间断，它也可以使用过去在卡丁赛车上的左脚刹车技巧。”


（威廉姆斯在F1赛车上采用的无级变速箱）

即便说了无极变速器这么多的有点，但实际情况时，目前大多数无极变速器只用在小型车上，原因就在于无极变速器的一大技术难点——耐用性不佳。威廉姆斯车队在F1赛车上使用的无级变速器，寿命智能支撑4个小时，对于一场比赛只有2小时的F1比赛而言，这台变速箱足够用。但是面对需要动辄驾驶十余年，行程数十万公里的家用车，无极变速箱还得放弃部分高性能换取寿命，这也是目前绝大多数无极变速箱都采用在小型车上的原因。

既然“无极” 那“模拟7档”是怎么回事？

现在咱们看搭配了CVT变速箱车辆的配置表，确实经常能看到“模拟6档”“模拟7档”“模拟8档”之类的文字，其实这是厂商研发变速箱时候的一种简化做法。了解数字控制或数码产品的朋友应该清楚，电子化时代并不存在真正意义上的“无限”，只能通过0和1的二进制控制。因此“连续无限可调”也只能通过增加级数来模拟。例如，手机通过0-10档来调节音量大小，通过不断增加档位（增加到0-100级）数量的方式，来让调节过程更加平滑，趋向“无极”。同样，无极变速箱虽然本身换挡方式是“连续”“无极”，但其电控程序，却得遵循数字控制的限制，只能靠增加挡位数来模拟无极。例如，日产的7速无极变速箱已经有1400多条换挡逻辑。理论上如果再增加挡位数会使得电控程序更加复杂，无极变速箱的制造成本会大幅增加。相信随着未来技术的发展，128档、256档这样多挡位数将会出现，使得无极变速箱更加平顺，更加智能。