2010年11月3日 星期三

什麼是六速七速的新款汽車?淺談汽車CVT無段自動變速系統的知識與在M牌T牌N牌F牌廠牌之間的差異

汽車自動變速系統的發展史
CVT無段自動變速系統(Continuous Variable Transmission)是現在的新主流,起初在過去傳統手排變速箱一直是車廠設計的主流,最主要的原因是在於電子科技無法突破,再加上用車習慣與環境所導致,因而自排變速箱還遲遲沒有問世。70年代之後,用車人開始注重舒適性和方便性,因此長車頭ˋ雙門Coupe 的主流車款開始減少。取而代之的注重室內空間的四門FF(前置引擎前輪驅動)車系,此時自排變速箱的技術也開始成熟。除了增加排擋之外甚至還有兼具手自排換檔的功能。
到了80年代末期,Subasaru推出的Justy車款,其搭載的ECVT 電子無段自動變速箱系統就是個先例,1984年,Subaru為了讓自排變速箱更加完美,逐漸開發ECVT(Electronic Continuous Variable Transmission電子式無段自動變速系統)並獲得世界專利,由於該廠ECVT的技術量產成功,因而獲得其他車廠的注意力,開始研發相同的技術,而繼Justy之後,國內的第一代 March 也提供了CVT變速箱的系統以供選擇,而Lancer / Virage搭配的 NCVS  || 亦由單段發展至六段位的變速。

CVT無段自動變速系統的原理
強調簡單方便了CVT無段變速系統的誕生,在C原理方面傳統的齒輪被一對滑輪和一只皮帶所取代,引擎軸軸連接小滑輪,透過鋼置皮帶帶動大滑輪,小滑輪轉得快大滑輪轉得慢就是減速效果,而大小滑輪比例就是減速比。那麼減速比如何連續變換主要就是CVT傳動滑輪的構造比較特殊,分成活動的左右兩半,可以相對接近或分離,而其與皮帶的接觸面作成斜面,滑輪左右兩半接近時,鋼置皮帶轉動的直徑就會隨著放大,相對分離時,皮帶轉動直徑就隨著縮小,直徑可以連續變換,減速比也就連續的變換了。

最新電子式無段自動變速系統的實用性
加速平順ˋ更省油ˋ更寬廣的變速領域ˋ無頓挫感等都是CVT的特性,運轉時的肅靜性與檔位變換的順暢也較一般自排變速箱為優異,CVT變速箱與傳統變速箱兩者的油品是用不同的,CVT變速箱對於ATF黏度指數要球比較高,不可加一般的ATF油,容易導致該車型的變速箱故障與損壞,排檔在空檔位時也別在車輛在尚未減至慢速前切入檔位,由於構造不同,這個動作會對CVT變速箱造成的傷害,超過傳統的液壓變速箱,CVT是利用變速箱裡模擬的排檔動作,就像是目前普遍的機車換檔模式,只是機車是用皮帶驅動,汽車現在都改用鋼置皮帶驅動的 。


 未來優勢--CVT無段變速系統

由於都會化的高度發展,用車環境的日漸擁擠,擁有最佳順暢度與便利性的CVT無段變速系統,更逐漸打破傳統的藩籬,從原本的都會小車開始逐漸運用到大型的豪華車款,從小型車款的代表M-BENZ 、MINI Cooper、B-Class到LEXUS RX400h、AUDI A4、A6與A8等中大型豪華車款,皆是CVT無段變速系統的愛用者,充分展現出CVT多面向的優點與未來潮流的主力。

實地操作搭載CVT無段變速系統的汽車


CVT 變速箱在深踩油門時確實有”強制降檔”的效果,但是CVT 變速箱並無所謂的KICK DOWN(強制降檔)功能,當踏下油門加速時並無明顯的〝換檔〞產生的頓挫感,起因是CVT 變速箱的變速特性是屬於〝線性〞變化的,當踏下油門節氣門位置感知器由電腦來直接調整電磁離合器的電流,(電磁離合器會隨著引擎轉速的增加做相對的電流增加,以便控制扭力)在這同時液壓控制系統依據引擎轉速及速度將油壓送至主帶輪及副帶輪來做速度比例(帶輪比)的變化, 如果是" NCVT" 才沒有任何”強制降檔”的效果。

現在如下圖示CVT無段自動變速系統在三菱FORTIS io 2.0’豐田ALTIS 2.0G’裕隆TEANA 2.0TA ’福特MONDEO 2.等汽車廠牌之間,在價格'性能'變速箱樣式等方面的差異:
圖片素材均取自各大車廠官網














CVT無段變速系統結構設計有專用變速箱油,不可誤換基於此設計結構,CVT無段變速系統成為擁有無換檔頓挫缺點的變速系統,且在造車科技不斷進步下,CVT無段變速系統也逐漸擺脫過去大動力的限制,不斷突破搭配的動力容積,展現加速快捷、行車順暢的操控優勢,因而很快的開始於車輛搭載率中逐漸普及。其實許多車迷皆應了解,最早CVT系統乃是運用在兩輪的摩托車上,由於小型速克達的都會取向,因此機車大廠們研發出搭載於排氣量較小之摩托車上的CVT無段變速系統;全名為Continuous Variable Transmission的CVT無段變速系統,與傳統齒輪轉換結構大相逕庭,乃是由兩組齒輪(主動齒輪與從動齒輪)間的槽溝寬度變換,搭配相互連結的鏈帶,在固定的引擎轉速區間中,調配出不同的輸出特性。

在此簡單做個總結:CVT無段變速系統優點是當市區行車走走停停較省油,還有上下坡路段比較不會頓挫感
而且轉速較傳統自排低,因此稍微省油;缺點則是較無傳統自排變速箱任意拉高轉速或升降檔位的樂趣,並非為真正的6速7速的傳統自排,只是模擬先排而已。


如果對汽車CVT無段變速系統有興趣朋友,以下文章將深入探討。
早期CVT對變速的控制都是機械式的,以鋼製皮帶轉動產生的離心力來驅動傳動滑輪左右兩半相對接近或分離,以改變減速比。現代的CVT系統則改為電子控制,滑輪直徑、減速比的大小完全由電腦控制。因此現代的CVT系統甚至可以設計成手排的方式,而且可以設定成M6、M7、M8(模擬六七八速)。畢竟CVT式的傳動系統理論上檔位數可以無限多,檔位設定更為自由,不論變速系統是疏齒比、密齒比的設計,或者性能、省油排檔模式,乃至於引擎性能、耗油、廢氣排放的控制,都更容易達成,此外其體積比傳統排檔箱小,也是一個重要的優點。
一般排檔箱是靠齒輪之間硬硬地咬合,入檔之後引擎軸連接小齒輪帶動大齒輪輸出,小齒輪轉得快大齒輪轉得慢達成減速效果,兩只咬合的齒輪齒數的比例,就決定了這個檔位的減速比。而在CVT傳動系統裡,傳統的齒輪則被一對滑輪和一只鋼製皮帶所取代,引擎軸連接小滑輪,透過鋼製皮帶帶動大滑輪,小滑輪轉得快大滑輪轉得慢,就造成了減速的效果,而大小滑輪半徑的比例,就是這時候的減速比。
減速比的連續可變主要是CVT的傳動滑輪構造比較特殊,分成活動的左右兩半,可以相對接近或分離,而其與皮帶的接觸面作成的斜面,滑輪左右兩半相對接近時,鋼製皮帶轉動的直徑便隨著放大,相對分離時,皮帶轉動直徑便隨著縮小,直徑可以連續改變,減速比自然也就連續改變了。
排檔箱的功能就是要將引擎輸出轉速減低,同時等比例提高動力輸出軸的扭力,而不管是手排自排,各個檔位之間減速比都是不連續的,所以您車子換檔的時候減速比驟降,動力總是有不連貫的感覺。而CVT,連續可變傳動,顧名思義就是其並沒有明確分離的檔位,操作上比較像自動排檔,但是減速比的變化是連續的,動力傳輸自然也連續而順暢。
日產(NISSAN)在2.0升的Primera(霹靂馬)上採用Hypertronic M6的CVT傳動系統,首先打破了CVT只適用在小引擎上的想法,也使得各個車廠們對CVT傳動的信心大增。Hypertronic 可以有連續無段變速和序列手排兩種模式,日產宣稱其動力傳輸的平順度和整體的省油表現,都是世界級的水準。另一款X-CVT變速箱是由日本NISSAN旗下子公司JATCO所研發生產的,他是採用十二層四百片鋼片設計,已經增強他的強度和耐用度,這款變速箱確實是比以前的更強猛,至於說二十萬公里才需要換變速箱油,這是日產的官方說法,當然日產敢這麼說..也是經過長久的測試過,覺得可行才會發布這項消息出來,所以可信度極高!!!
奧迪則又向前跨了一步,在CVT技術研發上,歐洲的奧迪、福斯、福特幾個廠牌已經競爭很久了,先前如福斯Passat CVT和福特新Mondeo,都曾經被期待能夠在CVT技術上領先突破,但是現在看起來奧迪似乎已經準備好了要第一個推出大引擎的CVT量產車。奧迪A6的新CVT傳動系統也有兩個模式可供選擇,一個是類似傳統自動排檔的”Drive”模式,另一個則是類似Tiptronic 的序列手排模式。前面提到現代電子科技使得CVT傳動排檔數可以有無限多個,無論是 Tiptronic,Hypertronic,Ecotronic,您看出汽車界命名的潮流了吧!叫做什麼什麼tronic就對了!

沒有留言:

張貼留言