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    改变你对CVT的固有想法,解析RAV4荣放的Direct Shift-CVT变速箱

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    懂车知识库2022-06-21

    每当提及CVT变速箱,绝大多数朋友首先想到的就是平顺省油这些特性。原因很简单,相比AT、双离合等变速箱采用的挡位传递,CVT变速箱可以依托结构优势轻松实现无级调节。事实上,在汽车技术飞速发展的今天,不少车企在CVT技术上也有着不断的突破,比如丰田开发了一种新的无级变速箱,称为齿轮直驱式CVT(Direct Shift-CVT)。那么,这套变速箱体验如何?我们今天就以RAV4荣放(图片|配置|询价)为例,给大家进行全方位地介绍。

    Direct Shift-CVT变速箱诞生的背景

    CVT,全称Continuously Variable Transmission,翻译过来就是连续可变自动变速箱。从结构来看,CVT的传动方式不同于大多数自动变速箱所采用的齿轮传动,而是使用了钢带摩擦传动。所以在实际工作的时候,CVT相比其他变速箱的传递效率更低,但整套系统的平顺性会更好。

    为此,不少日系品牌车型都会为旗下车型配上CVT变速箱,除了前面提到的丰田,像本田、日产旗下的多款车型,搭载的也是CVT无级变速箱。以丰田汽车为例,从2000年至今丰田CVT变速箱已经迭代至第四代,其中燃油经济性则是演进的重要指标。

    其实,丰田汽车旗下的变速箱是很多的,有4AT,6AT,8AT,CVT,还有混动用CVT等变速箱,为何还要开发这套Direct Shift-CVT呢?原因有三:

    1. 协调平滑和直接两种加速感觉,实现足够的驾驶乐趣;
    1. 简化CVT部分结构,提高设计强度和发挥稳定性优势;
    1. 变速传动比更宽,提高动力性、燃油经济性和NVH性能。

    为了实现这些目标,除了传统的钢带传动结构外,Direct Shift-CVT还采用了齿轮传动结构。具体来看,该齿轮用于起步加速和低速行驶,这种做法有点类似于AT和CVT的并联。

    对比CVT变速箱,Direct Shift-CVT有哪些改变?

    丰田Direct Shift-CVT变速箱其实是在原来丰田Conwentional CVT(K114)变速箱的基础上进行优化升级的,至于二者的区别,我们可以对比下方的表格。

    CVT规格对比

    基于表格不难看出,虽然Torque Capacity(扭矩)从200N·m提升至了215N·m,但变速箱的整体质量从原来的94.7kg减轻至88.5kg,且传动比调节范围从6.5提高至7.5,整套变速箱的表现有着明显的提升。

    从官方介绍的资料来看,Direct Shift-CTV变速器不仅在传动效率上要优于其他对手,而且对比上一代CVT变速箱,这套变速箱的节油表现也会进步6%左右。

    丰田CVT变速箱的快速迭代

    Direct Shift-CVT的结构

    和传统CVT采用钢带传递动力不同,Direct shift CVT变速箱通过2个离合器和1个制动器的调整来实现前进或后退或齿轮传动或皮带传动。在结构上,这是一个双小齿轮行星齿轮结构,系统在钢带传动的输入端固定有一个离合器和一个制动器,在输出端固定有一个离合器。换句话说,这套系统可以视为AMT和CVT变速箱的集合体。

    由于采用了齿轮直接传动,这套变速箱在1档的传动效率、动力响应的确会相比传统CVT有明显提升。但随之而来的问题也是比较明显的,大家都知道,CVT无极变速箱在起步阶段,可以依托无极传输,表现出不错的平顺性,此次引入了齿轮,无疑会加大变速箱的顿挫感。除此之外,这套系统还会因为机械结构更复杂,而导致维修成本过高。

    但这套变速箱的优势也是比较明显的,参考RAV4荣放的产品口碑,Direct Shift-CVT变速箱主要有以下三个优势:

    1. 更轻更紧凑的变速箱设计;
    1. 燃油经济性更好;
    1. 驾驶乐趣更出色。

    更轻更紧凑的变速箱设计

    从结构设计来看,虽然丰田Direct Shift-CVT变速箱拥有更复杂的结构和更好的性能,但是作为变速箱主体的滑轮槽则得以简化。同时在设计上,滑轮槽的设计偏向照顾中高转速,降低了负荷要求,所以整套系统的尺寸和重量,都比原来的CVT变速箱更有优势。通过这些手段,转动惯性减少了40%,换档响应性得到了极大的改善。

    新款Direct Shift-8AT

    燃油经济性更好

    对于汽车的变速箱来说,它的变速范围越宽越好。宽速比的优势比较明显,既兼顾低速挡的加速性能,又兼顾高速档的油耗。这一直是CVT变速箱发展的难点。传统CVT受制于滑轮槽的体积速比一般在6.5左右,而Direct Shift-CVT变速箱的数据能够达到更优的7.5。为此,发动机也就可以更好地处于合理工作区间,保证汽车的低油耗。这种优势在高速巡航上,也可以得到很好地体现。

    驾驶乐趣更出色

    由于低速挡由齿轮直驱,所以丰田Direct Shift-CVT变速箱的加速体验相比传统CVT车型更为迅速。我们都知道,CVT的传动比由轮系的夹角决定的,如果需要把CVT传动比做的较大,在同样的结构下,就需要增加钢带轮的直径或者加宽钢带轮的夹角。具体到这套系统上来,该款CVT变速箱滑轮槽的夹角从11度减小至9度,获得了20%的响应速度提升,整车的驾驶体验还是比较出色的。

    丰田有哪些车型搭载了direct shift CVT变速箱

    目前来看,在丰田汽车的产品矩阵当中,搭载这一变速箱的车型主要是2.0L版本,比如丰田旗下凯美瑞、C-HR、奕泽、RAV4、亚洲龙等车型。至于2.5L版本,则是搭载成本更高的8AT变速箱。

    可能有的朋友会想,丰田投入了这么多的精力,按照道理来说,Direct Shift-CVT变速箱应该应用到旗下的多款车型身上,但事实上,丰田汽车并没有让这套变速箱做到全系标配。其实原因很简单,CVT传动的钢带能够承受的力量有限,虽然Direct Shift-CVT变速箱加入了齿轮等硬件配置,但其归根结底还属于CVT变速箱,在遇到大扭矩的时候,依旧会出现打滑,影响驾驶体验,所以这套变速箱也就没有全系标配。

    给CVT变速箱装上齿轮,日产汽车也可以

    目前来看,大面积使用CVT的企业主要集中在本田、丰田以及日产三家身上。而为CVT变速箱配上齿轮,且实现量产的,就只剩下丰田和日产了。其实,站在历史发展的角度,日产引入齿轮比丰田还要快。

    具体来看,为了提升传递效率,日产汽车开发了XTronic变速箱方案,在传统CVT变速箱方案的液力变矩器和两组传输滑轮的基础上,这套系统去除了离合器模块,取而代之的是可传输更大动力的行星齿轮组(又称副变速器),比如日产天籁2.0T车型就是搭载的这套变速箱(可模拟8速)。

    日产XTronic变速箱

    这套行星齿轮组又两大优势: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;二是减轻重量,除了外壳减重,带轮直径减少外,钢带构造也在之前的基础上进行了优化。据悉,XTronic变速箱对加速踏板的响应和加速感比普通CVT的响应速度快30%。可见,在功能上,XTronic变速箱与丰田的Direct Shift-CVT变速箱基本类似。

    结束语:

    基于前面的分析不难看出,和常见的CVT变速箱不同,Direct Shift-CVT在拥有钢带轮驱动的同时,还具备齿轮直驱模式。为此,搭载了该款变速箱的RAV4荣放在实际进行动力传输的时候,也就具备更高的传递效率。当然,这种技术并非丰田独有,像日产汽车也针对旗下部分车型引入了这种技术。话说,在丰田与日产之间,你会选择谁的CVT技术?

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