无段速牙箱
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| 牙箱 类型 |
|---|
| 手动牙箱(MT) 自动牙箱(AT) |
无段速牙箱（英语：Continuously Variable Transmission，缩写：CVT），中国大陆称无级变速器，台湾称无段变速箱，港澳则称无段变速波箱，是可以连续调节转速／扭矩转换比的自动牙箱，于1879年由米尔顿·里夫斯发明，最初用于锯木机器中，及后才安装于自己的汽车之上[1]。
| “Continuously Variable Transmission”的各地常用译名 | |
|---|---|
| 中国大陆 | 无级变速器 |
| 台湾 | 无段变速箱 |
| 港澳 | 无段变速波箱 |
| 马新 | 无段速牙箱 |
简介
无段速牙箱（CVT，也称为单速牙箱、滑轮传动或扭转转动）是一种自动牙箱，可以透过连续变速改变有效传动比[2]。这与其他提供固定数量的齿轮比的机械牙箱形成对比。CVT的灵活性允许输入轴保持恒定的角速度。
早期以皮带驱动设计提供了整体大约88％的效率（近年以钢带为主可以提升至96％），虽然低于手动牙箱（98％），但可以透过平顺的变速特性来抵消损失，他可以使引擎以最有效的速度运行持续平顺地输出动力。当需要动力时，CVT的比例可以立刻改变，让引擎以其产生最大功率的转速区间输出动力（可以一直维持在峰值效率的转速）。在轻量小扭力产品（如摩哆车）中，皮带驱动的无段速牙箱还提供易于使用和机械简单化的优点。CVT本身并不一定须要有离合器，然而在一些车辆（例如轿车、高挡机车）中，添加离心式或是油压离合器作为“缓冲”，这在N挡（空转）或是排入挡R时是有需要的。
CVT有V型橡胶带式、钢带式、多盘式、钢球式、滚轮转盘式…等多种构造，大都利用金属带和可变半径的滚轮传输动力。透过主动滚轮与被动滚轮半径的变化，达到类似齿轮比的变化[3]。理论上这种传动方式的效率很高，不过必须建立在能负荷没有打滑所传递的动力的情况下。由于是利用钢带与滚轮之间的摩擦力传递动力，所以钢带及滚轮的工作情况十分苛刻。为了有效传递动力，钢带与滚轮之间不允许打滑，而且原本产生的热能已经很多，如果再打滑恐怕将会造内部机件的烧毁或严重耗损。而为了增加静摩擦力，最直接的方式就是增加钢带与滚轮之间的压力。但摩擦力增加了，动力传输的耗损也会增加，无形中还是增加了油耗。
钢带的强度也是一大重点，目前无段速牙箱大多使用于汽车、踏板式摩托车、机车、拖拉机为主，以日本及德国制为主流。无段速牙箱优点主要在没有传统多组齿轮式自动牙箱换挡过程造成的损耗，传统自动牙箱换挡太快会造成震动，近年来无段速牙箱搭配扭力转换器或电子控制离合器与引擎连结，可以发挥所长很快速顺畅得由低速进入高速齿轮比不用担心震动，也就是能比较快速顺畅进入省油齿轮比，但并不适用于扭力过高的情况，这时要用较高的油耗作补偿，传统自动牙箱相对比较耐用耐高扭力，所以汽车公司仍继续开发八前速以上之传统自动牙箱。现代无段速牙箱也可用电子控制液压调整滚轮间距来产生几个固定齿比挡位，不过若切换此模式来换挡就会与传统自动牙箱一样，会多增加一点油耗。
Direct-Shift CVT
专为TNGA系列平台使用，最大的特色是加入起步齿轮，有效改善刚起步无力的问题，可模拟10速手自排。
Super CVT（又名丰田K CVT）
2000年登场，可模拟七速手自排，牙箱与引擎之间使用传统扭力转换器做连结。
E-CVT（Toyota Power Split Device）
使用于丰田的混合动力车辆，虽然运作原理上与传统CVT完全不同，但驾驶感受与CVT相同。
此种牙箱是由行星齿轮与马达组成，其优点有，构造简单、可靠度高；缺点是若需要将引擎输出转换成扭力，效率很差，而且当马达或控制马达的变频器故障时，牙箱就故障了；因此此种混合动力车辆并没有纯汽油模式[4]。
JATCO（捷特科，日产）
N-CVT
为日产第一代的CVT系统，衍生自Subaru的ECVT，采用电磁式离合器，缺点是里面的磁粉易受潮而结块，在部分气候潮湿的地方故障率较高。
Hyper CVT
为日产第二代的CVT系统，以扭力转换器取代电磁式离合器，强化耐用度及改善第一代N-CVT缺点。
Xtronic CVT
简称X-CVT，为日产第三代牙箱，由Jatco所生产，钢带采用12层、400片的“土”字型钢片所组成，牙箱与引擎之间使用传统扭力转换器做连结，可承受3.5升以上引擎的扭力。使用X-CVT之车系为NISSAN的TIIDA、BLUEBIRD SYLPHY、ROGUE、TEANA、MURANO等。
INVECS CVT
为三菱汽车所使用，牙箱与引擎之间使用传统扭力转换器做连结，与日产的XTRONIC CVT同为Jatco生产，使用之车系为LANCER FORTIS、OUTLANDER、COLT PLUS等。
Subaru（斯巴鲁）
ECVT
电子式无级变速自排系统为斯巴鲁早期所使用之CVT牙箱。
Lineartronic CVT
为斯巴鲁车系采用的CVT牙箱。
Multimatic CVT无级变速系统
1995 Honda Civic VTi上，本田首次搭载Honda Multimatic（MMT）CVT无级变速系统，解决了传统CVT扭力承受度不高的问题（但还是不如现代的CVT），是世界上第一个量产的高输出的CVT。但与手动牙箱相比，MMT上使用的离合器系统是粘性联轴器系统，仍然比以往的基于扭力转换器的自动牙箱低。实际使用上时间一长也会造成传动带 在锥形滑轮上出现打滑的情况，最大承受动力也只有当时本田公布的130ps，之后在不被看好的情况下就如同其他早期的CVT一样仅仅出现在一些轻型车上。
Earth Dreams CVT无级变速系统
2012年起为本田在现在主流车款所采用的G-DESIGN技术CVT牙箱系统，本体采用钢带式结构。钢带采用12层、400片的“土”字型钢片所组成（生产厂商为BOSCH），牙箱与引擎之间使用传统液压扭力转换器做连结。这款牙箱的特点是有更高更广的变速比与更积极的变速速度，扭力承受能力也大幅提升，配合模拟挡位甚至可以拉到红线区也不会强制升挡，又有巡航时低转速的经济特性，符合本田一贯的造车理念。
AUDI（Multitronic）
为AUDI B6/B7所采用的CVT牙箱系统，牙箱与引擎之间采用电子控制离合器做连结，可减少性能损失。曾有一段时间积极推广至旗下车款，但由于离合器片容易过热导致故障率过高，特别是在欧洲多山路与驾驶习惯仍然以手动牙箱为主，CVT平顺的换挡特性也相对不受欢迎，基于市场成本考量AUDI决定停止开发MultitronicCVT牙箱系统，继续使用双离合器牙箱系统。
Autotronic
为马赛地-奔驰所采用的CVT牙箱系统。
参考资料
- ^ A tale of two brothers. gasenginemagazine.com. [19 July 2020]. （原始内容存档于2021-11-04） （英语）.
- ^ Fischetti, Mark. No More Gears. Scientific American. January 2006, 294 (1): 92–3. Bibcode:2006SciAm.294a..92F. PMID 16468439. doi:10.1038/scientificamerican0106-92.
- ^ How CVTs Work. howsuffworks.com. 27 April 2005 [26 August 2020]. （原始内容存档于2020-05-16）.
- ^ Toyota Prius - Power Split Device (PSD) （页面存档备份，存于互联网档案馆） （英文）