深度解析日产新一代CVT变速箱

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CVT变速箱从诞生到现在已经有100多年的历史,而纵观主流汽车厂商,日产似乎一直钟情于CVT变速箱,并广泛应用于旗下车型上。随着技术的不断积累,其变速箱技术也不断在进化。上半年上市的新世代天籁搭载的是日产最新一代XTRONIC-CVT(代号:CVT8)变速箱,这新一代CVT变速箱有什么特点?与上代CVT又有什么不同?本文将来做一个介绍。

● 日产CVT变速箱的发展史

CVT变速箱有百年的历史了,最早可以追溯到1886年奔驰公司的一台采用橡胶带传送方式的CVT变速箱。不过日产的CVT变速箱发展是从近20年才开始,大概可以分为以下几个时间节点。

1992年,日产研发了第一代CVT变速箱,命名为“N-CVT”(采用的是电磁离合器),是一款只能承受较小扭矩的小型CVT,当时主要搭载于玛驰等一些小排量的车型上。

到1997年,日产研发了一款可以承受较大扭矩的CVT变速箱,命名为“Hyper CVT”(采用的是液力变矩器),由于创新地使用高刚性材质传送钢带,承受了最大扭矩有了较大提升,这款Hyper CVT可以搭载于2.0L排量的车型上,当时在行业内是一个突破。在日产Primera车型上的Hyper CVT变速箱与之配合的是2.0L汽油发动机(代号为SR20VE),最大功率为139kW,最大扭矩为196N.m。

在2000年,日产首创滚轮式CVT,称为“EXTROID-CVT”,这种变速箱并没有采用传统CVT使用的钢带,而是使用了滚轮来传递动力,能承受的扭矩更大,主要用于排量为3.0L的大马力后驱车。可能是由于成本的原因,EXTROID-CVT并没有大规模地使用。

到了2002年之后,可以说是日产CVT变速箱进入了一个快速发展的阶段,也是从那时起,CVT变速箱开始广泛应用于旗下车型。通过“推力式”高强度钢带等技术的应用,使CVT变速箱(称为“XTRONIC-CVT”),可以搭载于中、大排量的车型上,由此日产CVT也进入了“XTRONIC-CVT”时代。

其中XTRONIC-CVT包括了能承受中等扭矩的CVT2,主要搭载于2.0L-2.5L排量的车型上,如上代天籁、逍客、奇骏、骐达(1.6T)均有是采用CVT2变速箱的车型。

还有能承受大扭矩的CVT3,主要用于3.5L排量的车型上,如楼兰的3.5L排量车型上使用的就是CVT3变速箱。

到2009年,日产首创带副变速箱的CVT(代号为CVT7),可以实现7.3的宽广变速比,同时实现轻量化与小型化的设计,其后主要应用于1.6L排量以下的车型,现在基本取代了上一代的小型CVT变速箱,主要搭载在阳光、新轩逸、骊威、骐达(1.6T除外)车型上。

而到了今年,在国内日产又引入了全新一代XTRONIC-CVT(代号为CVT8),具有出色的燃油经济性和驾驶平顺性,主要是应用于中大排量的车型上。目前新世代天籁上使用的CVT变速箱就是这一款。据了解,这款变速箱未来将取代CVT2、CVT3,搭载于2.5L-3.5L的车型上。

纵观日产CVT变速箱的发展历史,前一阶段基本上是不断提升CVT变速箱传递的扭矩,而到后一阶段更注重改善CVT传动效率及以及变速比范围,以获得更优秀的燃油经济性及驾驶性能。下一页我们了解CVT7和CVT8变速箱都有些什么技术特点。

1)CVT7变速箱技术特点

采用副变速箱。日产2009年实现量产化的CVT7变速箱的最大特点就是全球首次采用副变速箱技术。

日产

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我们知道,传统的CVT变速箱主要是靠改变主动轮和从动轮的直径来实现改变传动比的。不过日产的CVT7变速箱,在此基础上创新性地加入副变速箱。这个副变速箱其实就是一套行星齿轮组,位于从动轮与输出轴之间,可以实现两个档位以及倒档的功能。一挡的速比为1.821,二档的速比为1.000。

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传统CVT变速箱的传动比范围主要取决于主、从动轮的直径大小,如果要加大变速箱的速比范围的话,那就得采用直径更大的主、从动轮。但这样做的话变速箱的体积也得变大,那么不容易安装在小型车上了,这显然不是最好的办法。而通过副变速箱的应用,可以进一步放大变速比(总变速达7.3),同时又可以适当减小主、从动轮的尺寸,不失为一个最佳的解决方法。

小型化设计。另外由于将前后切换装置与副变速器一体化的设计,同时采用更小的主、从动带轮,从而实现小型化、轻量化。据介绍,这款变速箱在原来基础上,减少了10公斤的重量。

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除了外壳减重,滑轮直径减少外,钢带构造也由之前的12片减少为9片。相比于上一代CVT尺寸长度要缩短10%,重量要减轻13kg,可以搭载在更小的车型上。

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此外,减少内耗也是提高变速箱的传动效率,改善油耗的有效方法。在传统的CVT里,单边的滑轮与变速箱底部的油液是有接触的,而CVT7通过小型化的设计,把滑轮设计在底部油液的上方(有一定距离),这样减少了高速运转的带轮与油液的阻力,从而提高燃油经济性。

2)CVT8变速箱技术特点

CVT7主要是应用于2.0L排量以下的车型,而目前搭载于新世代天籁上的CVT8主要是应用于2.0L-3.5L排量的车型,也是目前日产最新一代的CVT产品。

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超宽变速比范围。CVT8并没有想CVT7那样使用副变速箱,可能是这款CVT主要应用于较大排量的中大型车上,对于空间要求没有那么严格。不过CVT8的变速比也达到了7.0(CVT7为7.3),相对于传统的CVT有了很大的改善。

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前面讲到,CVT的变速比主要是有主、从动带轮的直径来决定的。而CVT8主要是通过缩小带轮轴的直径,来扩大变速比的范围。(相当于在保持主、从动带轮大小不增大的情况下,进一步扩大变速比的范围。

超低摩擦结构设计。在减少变速箱内耗的方法上,CVT8与CVT7一样,都是把带轮设计在底部油液的上方,避免带轮与底部润滑油接触,减少转动阻力。

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不过CVT8的主、从动带轮都是要比CVT7要大的,在保证变速箱充分润滑的基础上,CVT8减少了用油量,降低油平面,避免与带轮接触。同时使用体积更小的油泵,是润滑油起到充分润滑的作用。此外,对于CVT变速箱油也是进行重新设计,使用了粘度更低的润滑油,进一步减少摩擦(较上一代摩擦减少约40%)。

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钢带作为CVT变速箱的核心部件,CVT8的钢带与CVT7一样还是使用“推力式”钢带,不过是进行重新设计的,由500多个推片组成(其中60%是进行重新设计的),能传递更大的扭矩。

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还有一点是CVT8变速箱融入了新一代ECO-mode智能行驶模式,说得通俗点就是通过方向盘、油门踏板等位置的传感器,来“读懂”驾驶员的驾驶意图,通过发动机与CVT变速箱的控制程序,给驾驶员提供最合适的驾驶模式。据介绍,通过ASC智能逻辑控制系统,可以提供超过1400种变速模式,这样驾驶者可以享受更为丰富的驾驶乐趣。

总结:CVT变速箱从诞生到现在已经有百年历史了,近十年来CVT变速箱的技术问题都逐渐得到解决,就好像日产的CVT变速箱技术也不断在进化,其燃油经济性、加速性能以及承受的扭矩都有很大的提高。从原理上看,CVT变速箱的变速效果无疑是最为完美的,不过目前使用中还有一些需要突破的问题。相信随着技术的不断进化,CVT凭借优秀的燃油经济性、换挡平顺性将会应用于更多的车型上。

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