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新型變速箱CVT, DCT到底靠不靠譜...
 

新型變速箱CVT, DCT到底靠不靠譜?/New type of transmission CVT and DVT reliable?  

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22/07/2019 11:58 pm  

目前為了節能,各大公司紛紛在變速箱的改進上下功夫。美國各大車廠如通用,福特和克萊斯勒走的是高檔數傳統全自動變速箱。現在已經提供9前速甚至10前速變速箱。

歐洲車商則走了雙離合器Dual Clutch Transmission的發展方向。大眾汽車是在2003年首先推出雙離合器變速箱。歐洲福特也推出自己設計的DCT。雙離合器變速箱被視為未來變速箱的走向。2007年克萊斯勒宣布計劃投資5.3億美元在印第安納州設立DCT 變速箱工廠,年產量70萬台有Getrag AG設計的DCT。2008年福特宣布在墨西哥的Irapuato與Getrag 合作,投資5億美元設廠。

2008年克萊斯勒宣布中止與Getrag的合作。北美市場的策略將注重在8前速和9前速傳統變速箱。克萊斯勒變速箱生產副總裁Jeff Lux稱,傳統變速箱不斷的在改進效率,目前DCT 已經沒有太大的優勢。

福特在2011年在Fiesta上推出DCT, 接著在Focus上也推出DCT。但是在高速上平穩的行駛還行,在都市鬧區就不行了,變速箱換擋非常不順滑,反應遲鈍。等等。一大串毛病。

2012年第一宗團體訴訟案在加州法庭上開庭。NHTSA 在過去4年內受到超越500宗投訴。

福特不斷的推出硬件和軟件的升級。但是美國消費者大多沒有手排擋的經驗,非常不習慣DCT 換擋的“挫”性。

日本如本田也推出過DCT在Acura TLX 上。但是北美市場上DCT 已經消失的無影無踪。消費者報告和J.D.POWER 都報導了大量有關DCT 的消費者投訴。

Though growing, use of dual-clutch transmissions in the U.S. is below expectations.

 

2012

2014

2016

2018

2020

傳統Automatic

11,619,846

11,884,855

12,271,737

12,277,648

11,361,358

CVT

1,231,831

2,369,040

2,943,528

2,875,029

3,070,635

Dual clutch

457,176

324,986

698,814

846,894

884,938

Manual

767,694

1,245,864

884,882

841,349

847,155

Electric variable

395,495

617,309

451,694

481,412

715,668

 

 

 

 

 

 

Source: Sales and projections from IHS Automotive

CVT(ContinuouslyVariableTransmission),直接翻譯就是連續可變傳動,顧名思義就是沒有明確具體的檔位,操作上類似自動變速箱,但是速比的變化卻不同於自動變速箱的跳擋過程,而是連續的,因此動力傳輸持續而順暢。

cvt與有級式的區別在於,它的變速比不是間斷的點,而是一系列連續的值。

CVT結構比傳統變速器簡單,體積更小,它既沒有手動變速器的眾多齒輪副,也沒有自動變速器複雜的行星齒輪組,它主要靠主、從動輪和金屬帶來實現速比的無級變化。

CVT傳動系統里,傳統的齒輪被一對滑輪和一隻鋼製皮帶所取代,每個滑輪其實是由兩個椎形盤組成的V形結構,引擎軸連接小滑輪,透過鋼製皮帶帶動大滑輪。CVT的傳動滑輪構造比較奇怪,分成活動的左右兩半,可以相對接近或分離。錐型盤可在液壓的推力作用下收緊或張開,擠壓鋼片鏈條以此來調節V型槽的寬度。當錐型盤向內側移動收緊時,鋼片鏈條在錐盤的擠壓下向圓心以外的方向(離心方向)運動,相反會向圓心以內運動。這樣,鋼片鏈條帶動的圓盤直徑增大,傳動比也就發生了變化。

CVT採用傳動帶和可變槽寬的棘輪進行動力傳遞,即當棘輪變化槽寬肘,相應改變驅動輪與從動輪上傳動帶的接觸半徑進行變速,傳動帶一般用橡膠帶、金屬帶和金屬鏈等。CVT是真正無級化了,它的優點是重量輕,體積小,零件少,與AT比較具有較高的運行效率,油耗較低。但CVT的缺點也是明顯的,就是傳動帶很容易損壞,不能承受較大的載荷,只能限用於在1升排量左右的低功率和低扭矩汽車,因此在自動變速器佔有率約4%以下。近年來經過各大汽車公司的大力研究,情況有所改善。CVT將是自動變速箱的發展方向。

1、相比傳統自動擋變速箱而言,CVT變速箱製造成本要略高,可靠性不理想,並且如果操作不當的話,出問題的概率更高。目前無論國內還是海外,CVT變速箱很多情況下還無法維修只能整體更換,這就直接導致了其維修成本的居高不下。

2、CVT變速箱本身還有它固有的缺點,就是傳動的鋼製皮帶能夠承受的力量有限,一般而言超過3.0L排量或者300N·M以上的動力是它的上限,不過隨着技術的不斷發展,已經打破了這個上限,但是由於構造原理和機械磨損的不可逆行,鋼製皮帶的使用壽命始終無法完美的解決,尤其是在用戶喜歡暴力駕駛的情況下,可靠性得不到充分的保證。

從全球範圍來看,比較大的變速箱生產廠商有三家,它們分別是ZF(采埃孚)、AisinAW(愛信)和Jatco(捷特科),他們也都有生產CVT變速箱。日產逍客的CVT變速箱就是由日本Jatco公司所提供。Jatco公司是由日產分拆出來的變速器部門成立的,後來又與從三菱分拆出來的三菱變速器部門和並,進一步擴大了規模,如今已經成為了世界第三大變速箱供應商。

CVT變速箱的壽命問題

CVT變速箱的壽命取決於駕駛的習慣,以及車輛的負荷及馬力。如果經常大腳油門、急剎車,可能會引起CVT變速箱鋼帶的加速磨損。至於壽命是否有15萬公里,因人因車而已,有些可能還到不了。實際上任何變速箱都不會使用一輩子,AT自動變速箱同樣會出現摩擦片組磨損、閥體故障等問題。

The Prius uses a "power-split device", not a DCT or a CVT, and failures are really rare. The biggest problem is heat degredation of the inferior non-synthetic WS OEM fluid made by AISAN. Solution is to change every 50k and use a Group 4 real synthetic fluid - REDLINE D6. Your Prius will shift smoother, run cooler and have less regen noise.

自从大众将原来用于赛车和跑车的双离合变速器用于普通民用车以来,近来使用双离合变速器的普通民用车越来越多,一些厂家大肆吹嘘双离合变速器技术先进、是高科技,是自动变速器的发展趋势,必将取代AT自动变速器。事实真的如此吗?本人在此为大家粗浅地普及一下双离合变速器和AT变速器的基本结构知识,并简单说明一下它们的优缺点。     

 双离合变速器只是将手动变速器的奇数档和偶数档齿轮分开装在实心和空心轴上,然后增加一个离合器,再加上控制电磁阀箱(或电动执行机构)、微机电控系统即可。其基本机械构架与手动变速器相比只是多了一个空心轴和离合器。      

而现代AT自动变速器绝大多数由液力变矩器、多排行星轮系、数组多片离合器、数组多片制动器(或制动带)、多个单向离合器(或称超越离合器)、控制电磁阀箱、微机电控系统构成。举例来说,仅一个5前速档的AT变速箱通常就会有多达3排的行星轮系、4到5组多片离合器、3到4组制动器、2到3个单向离合器。基本上每增加一个档位就可能需要增加一排行星轮系并至少增加多片离合器、制动器、单向离合器各一组,大家可想而知8AT、9AT的机械结构有多复杂。     

由于AT变速器的液力变矩器、行星轮系对材料和加工装配精度的要求远高于双离合变速器的定轴轮系和换挡拨叉、结合套、同步器等,且其多片离合器、制动器、单向离合器的数量众多结构复杂,要将其布置在有限的空间内,对材料和加工装配精度的要求也远高于双离合变速器的两个离合器。所以毫无疑问,AT变速器的机械部分无论在技术复杂程度、技术含量方面还是成本方面都远高于同级别、同档次的双离合变速器。大家可以看到,能研发、设计、制造AT变速器机械部分的厂商不多,能做好的就更少。而几乎所有能研发、设计、制造手动变速器的厂商都能研发、设计、制造双离合变速器的机械部分。      

下面再来说说它们各自的优缺点。AT变速器的优点是有液力变矩器的缓冲作用,能长时间稳定可靠地工作于各种工况,换挡冲击小,使用寿命长,也就是大家常说的省心耐操。缺点是机械结构复杂、技术含量高、成本高,且液力变矩器传动效率低,耗油。不过得益于现代自动控制技术的发展,新研发的AT变速器正在不断扩大液力变矩器的锁止范围,这一缺点有所改善。      

双离合变速器的优点是机械结构简单、技术门槛低、成本低,在加减速请求简单的条件下换挡直接迅速,无动力中断,传动效率高,省油,特别适用于赛车、跑车等无需在低速状态下反复加减速的场合。但将其应用于普通民用车却具有如下缺点:

1、双离合自动变速器要求控制系统及相关检测、执行装置必须具有很高精度和精准的时序配合才能避免机械干涉,对于成本有限的普通民用车来说属于技术上弄险,是有违基本工程设计原则的。

2、在行驶条件复杂多变尤其是城市堵车的情况下,车辆需频繁启步,由于自控系统无法具有人操作MT离合器的预见性和灵活性,不可避免地会使双离合频繁、长时处于半联动状态,导致过热、早期磨损等不良后果。

3、双离合器自动变速器的换挡预位控制策略对于赛车、跑车等加减速请求简单的情况而言,相对较易实现,但对普通民用车复杂多变的行驶条件尤其是城市堵车的情况,由于控制策略不可能有预见性,因此几乎无法良好实现,必然会出现换档预位控制混乱,影响换档响应性、平顺性、可靠性。

结论:双离合自动变速器用于普通民用车尤其是城市堵车路况,因其结构原理的制约,无论换档响应性、平顺性还是可靠性、耐用性都无法与同级别、同档次的AT相比,技术上是不合理的,更不可能在普通民用车上取代AT变速器。某些厂商热衷于使用双离合自动变速器只是因为看重其技术门槛低、成本低,或者是自己没有能力开发、制造性价比较好的AT而已,与什么技术先进高级无关。最后善意劝告大家,如果你的车需要用于堵车路况同时你又想省心省力的话,请远离双离合变速器。

没有照片描述。

https://www.autonews.com/technology/dual-clutch-gearbox-complaints-haunt-ford

https://www.autonews.com/article/20151207/OEM06/312079988/once-promising-dual-clutch-transmissions-lose-favor-in-u-s


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