子行星齿轮+日产新一代CVT详解
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全新一代XTRONIC CVT技术解析
全新一代XTRONIC CVT最大的技术亮点采用了子行星齿轮技术。也就是说,除了传统的CVT通过钢带和带轮变速外,再外加一套变速器。这套行星齿轮具有高低2级传统比。子行星齿轮技术的应用最大优势有两点:一是减少了变速器体积。利用多一套齿轮系统,就可以在维持传动范围不变的情况下,减少带轮的直径,因此我们很明显看到新一代变速器比老款变速器体积更小。
这款变速器在官方资料上显示的变速范围是7.3。虽然没有明确给出具体的传动比数据,但是这个范围已经超越了目前绝大多数6级变速器。
或许我们比较习惯使用传统比的概念去描述变速器,但往往过于复杂和具体,毕竟一个档位对应一个传动比。而用变速范围则能简单地描述和概括。变速范围的概念有点类似于我们小时候玩的电子琴。小电子琴的按键很少,只能提供一个很小范围的音阶,大电子琴确能提供更加宽广的音域。
举个具体的例子,2010款英朗使用的变速器,一档传动比是4.449,六档传动比是0.742,用大数除以小数,就得到6。这个6就是变速范围。
东风日产旗下的新一代阳光将在年底的广州车展上首发,而其进入市场的时间将在明年。虽然该车目前尚未全面曝光,但随着时间的推进,它的部分信息已经曝光。从目前所了解的信息来看,新一代阳光搭载了来自广州加特可公司生产的全新一代的XTRONIC CVT变速箱。这款变速箱是专为日产的微型和紧凑级轿车打造,那么这款产品与传统CVT变速箱有何区别?它自身都拥有哪些特点?下面就让我们一起来了解一下。
传统CVT变速箱
在说新一代XTRONIC CVT变速器之前,我们首先需要知道一下什么是CVT。CVT(Continuously Variable Transmission),直接翻译就是连续可变传动,顾名思义就是没有明确具体的档位,操作上类似自动变速箱,但是速比的变化却不同于自动变速箱的跳挡过程,而是连续的,因此动力传输持续而顺畅。由于CVT 变速箱可以实现传动比的连续改变,从而使传动系统与发动机有着良好的匹配,这样能够提升燃油经济性,同时平顺的动力还能获得更加舒适的驾乘感受。
CVT变速箱的结构主要由两组带轮(主动带轮、从动带轮)和传动带(钢带)、油泵、液力变矩器、执行机构(阀体、油路)、传感器、电脑等构成。
CVT变速箱的内部没有传统的变速箱齿轮结构,也没有像自动变速箱(AT)那样的变矩器(行星齿轮结构),而是以两个直径可变的传动轮,中间套上传动带来传递动力。传动带两端绕在一个锥形带轮上,带轮的外径大小靠油压大小进行无级的变化。起步时,主动带轮(次级带轮)直径变为最大直径,而被动带轮(初级带轮)变为最小,这时实现较高的传动比。随着车速的增加和各个传感器信号的变化,电脑控制系统来断定控制两个带轮的控制油压,最终改变带轮直径的连续变化,从而在整个变速过程中达到无级变速。
加入副变速机构——变速比增大,机器体积减小
这款全新一代XTRONIC CVT变速箱是加特可公司与日产共同开发的一款产品,它的型号为JF015E,能承受的扭矩范围在110-150牛米之间。它将应用于日产的小型及紧凑型车型上面,而新一代SUNNY阳光将是首次搭载此变速箱的车型。
全新一代XTRONIC CVT变速箱
通过之前对传统CVT变速箱的了解,我们知道它是由不断变化直径的主、从动带轮以及钢带的运转来获得不同的传动比,从而控制车辆的传动效率。而能够影响变速箱体积的因素之一就是带轮的直径以及钢带的长度,那么带轮的直径越大,所获得的传动比也越大,同时还会获得更好的动力传递效率,而当带轮的直径减少,那么传动比及动力传递效率也会减小。
由于这款全新变速箱要为日产的微型和紧凑级轿车匹配,所以它的体积不能过大,那么为了使变速箱减小后的体积与所达到的传动比达到一个平衡,工程师在这套变速箱上加入了一个被称为副变速机构的结构。(下文我们将由带轮和钢带组成的这套机构称为“主变速机构”)
从上图我们可以看到,全新一代XTRONIC CVT变速箱在与从动轮相接的部分加入了一个副变速机构(也称行星齿轮技术)。这套系统里面含有一套行星齿轮
和离合器,这种结构一般在自动变速箱里面非常常见,它能带来两档的动力传递作用,而这两档动力传递分别拥有1.821和1.0的传动比。
新型CVT和现有的CVT对比结构图
在加入了这套副变速机构之后,我们看到相比于现有的CVT变速箱,它的体积相应的减小了一些。据官方表示,全新变速箱在改进之后,与上一代产品相比它的尺寸缩短了10%。当然,尺寸缩短10%除了加入了副变速机构之外,采用了更小尺寸的带轮及超扁平液力变矩器也起到了一定的帮助。
在主变速机构带轮减小之后,它的传动比也相应减小,根据带轮直径的不同,它的传动比范围是4:1。而副变速机构根据档位的切换也拥有1.821到1这两档传动比。当这台全新变速箱在运转的时候,等于是主、副变速机构共同工作,所以我们便能得出这台变速箱的总传动比范围为7.3.:1。由这样的数据来看,这台全新XTRONIC CVT变速箱的传动比与传统CVT变速箱和普通自动变速箱的传动比相比,都是最高的。
主/从动轮位置改变——减小油液的摩擦力,提升经济性
传统的CVT变速箱采用飞溅式的润滑方式对摩擦部件进行润滑。但由于变速箱内的钢带距离油底壳的润滑油液距离较近,所以在车辆转向的时候,润滑油的液面高度会因此而发生变化,这样钢带在工作的时候会与润滑油相接触,从而所吸附上的油液会增加钢带与带轮的摩擦力。那么为了减小这种不必要的摩擦力,工程师将带轮及钢带组成的这套主传动机构的位置提升,使其不与润滑油液面相接触,这样的设计是为了降低摩擦力,从而带来更加平顺的动力传递效果,当然,这样的设计也能提升一定的经济性。
由此我们能够看出,这款全新XTRONIC CVT变速箱较现有的日产CVT变速箱来说确实有它所独有的特色。在整体体积缩小的前提下,还能获得在自动挡变速箱中最大的传动比。同时通过对各部件结构的改进,它的总重量也轻了不少。目前我们仅从理论上了解到它的好处,那么装车之后它的表现将会如何,在我们对新阳光进行详尽的评测之后,问题便会得到解答。