在解析無(wú)級(jí)變速器(CVT)的換擋頓挫原因之前,首先需要了解燃油車(chē)為何會(huì)頓挫。
頓挫:
之于汽車(chē)而言為“瞬間的減速再加速”,減速時(shí)駕乘人員仍然受到向前的慣性力的作用,制動(dòng)減速與其為“反向作用力”,在安全帶的約束下會(huì)感覺(jué)往前沖的時(shí)候被拉了一下;隨后再加速則會(huì)感受到“推背感”,這一前一后、晃蕩了一下就叫作頓挫,其實(shí)就是這么個(gè)概念。
換擋頓挫的根本原因是短暫的“減速再加速”,減速的原因是換擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器斷開(kāi)連接,一旦失去油門(mén)信號(hào)則發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)快速的往怠速轉(zhuǎn)速回落;假設(shè)換擋之前的行駛轉(zhuǎn)速為2500rpm,換擋完成后再結(jié)合的轉(zhuǎn)速為1500rpm,公制馬力1PS等于七十五公斤力,如果這是臺(tái)1.5T 300N·m(1250~4000rpm)的發(fā)動(dòng)機(jī),差距則如下。
- 2500rpm=106PS
- 1500rpm=64PS
差值為42PS,也就是差了3150公斤力。
毫無(wú)疑問(wèn),換擋之前的轉(zhuǎn)速和之后的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的馬力差距很大,能實(shí)現(xiàn)的車(chē)速顯然也會(huì)有很大的差距;同時(shí)不同前進(jìn)擋對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的運(yùn)行阻力也有差距,高速擋可以理解為“阻力大”,升轉(zhuǎn)速會(huì)比較慢,所以在換擋完成后結(jié)合的瞬間必然會(huì)有“發(fā)動(dòng)機(jī)+變速器制動(dòng)”,隨后再加油門(mén)或自動(dòng)擋汽車(chē)不松油門(mén)(自動(dòng)加油門(mén))把轉(zhuǎn)速拉起來(lái)之后才會(huì)讓制動(dòng)感消失。
換擋頓挫就是這么出現(xiàn)的,MT、AT、AMT、DCT,這四種變速器在換擋時(shí)都要分離發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器,那么換擋所用的時(shí)間越長(zhǎng)則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速回落程度越大,發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的程度也就會(huì)更高;所以只有換擋足夠快的變速器才能相對(duì)的平順一些,MT手動(dòng)擋換擋的速度是以“秒”來(lái)計(jì)算的,頓挫感總會(huì)比較強(qiáng),自動(dòng)變速器的AMT最慢所以最頓挫,AT相對(duì)好一些、DCT最快。
不過(guò)有些干式雙離合變速器又會(huì)因半聯(lián)動(dòng)的設(shè)定導(dǎo)致低速頓挫,濕式雙離合可以做到齒輪變速箱的最高標(biāo)準(zhǔn)。
然而無(wú)級(jí)變速器在調(diào)整速比的時(shí)候是不用斷開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的連接的哦,因其輸入動(dòng)力的主動(dòng)錐形輪(鏈輪)和鋼帶不能分離、只能一直結(jié)合著,被動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)(驅(qū)動(dòng)車(chē)輪)的從輪錐輪也不能與鏈輪分離。改變速比和加速的操作一起進(jìn)行,也就是錐輪同步改變夾邊的同時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也在改變。
這就是CVT的運(yùn)行狀態(tài),錐輪夾角的同比變化模擬了大小齒輪,也就是低中高速擋;那么在轉(zhuǎn)速和速比同步變化、沒(méi)有轉(zhuǎn)速回落差值的前提下,為什么還是會(huì)出現(xiàn)換擋頓挫的問(wèn)題呢?不論是愛(ài)信精機(jī)、加特克、派沃泰、萬(wàn)里揚(yáng)或其他品牌,目前來(lái)看所有的無(wú)級(jí)變速器都有換擋頓挫的突出問(wèn)題。
“模擬檔位”是頓挫的核心因素
經(jīng)常看到某些CVT是“模擬七檔”或“模擬九檔”,這是啥意思呢?
說(shuō)白了就是模擬7~9AT,由于錐形輪的夾角變化是線性的,說(shuō)白了就是一點(diǎn)一點(diǎn)一點(diǎn)的變,角度每變一點(diǎn)點(diǎn)都會(huì)改變速比,也就是都等于一個(gè)前進(jìn)擋;CVT理論上有無(wú)數(shù)個(gè)前進(jìn)擋,可是必須像AT或DCT等齒輪變速器一樣,模擬出幾個(gè)固定的傳動(dòng)比才能讓車(chē)輛正常的駕駛,下面是固定傳動(dòng)比的概念。
為什么要模擬前進(jìn)擋?這也許是很多日系汽車(chē)用戶不能理解的問(wèn)題。其實(shí)很好理解,CVT的傳動(dòng)比寬度是有限的,它就像是個(gè)隨時(shí)準(zhǔn)備關(guān)閉的水龍頭,擰小了出水快、擰多了出水慢,對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)而言就是低速擋油耗高但動(dòng)力強(qiáng),高速擋油耗低動(dòng)力弱但車(chē)速快。
CVT的傳動(dòng)比要與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一起升高或降低,那么加速時(shí)則為“轉(zhuǎn)速升高、車(chē)速升高、動(dòng)力逐漸減弱”,假設(shè)到了100km/h的時(shí)速后,發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不變了,變速器的傳動(dòng)比也不變了——再加速的時(shí)候就會(huì)很慢,因?yàn)楦咚贀醴糯笈ぞ氐哪芰懿睿D(zhuǎn)速會(huì)比較費(fèi)勁,而且轉(zhuǎn)可以升高的極限已經(jīng)很有限了。結(jié)果自然是車(chē)輛很難超車(chē),動(dòng)力感受會(huì)非常差。
“降檔超車(chē)”是其他車(chē)輛的正常操作,比如100km/h用六檔巡航,想要超車(chē)可以降到四檔來(lái)放大扭矩、提升瞬間的爆發(fā)力;然而無(wú)級(jí)變速器就做不到了,除非模擬出固定傳動(dòng)比的前進(jìn)擋。怎么模擬呢?簡(jiǎn)而言之為設(shè)定出固定的“角度”,在100km/h巡航時(shí)如果快速大幅踩油門(mén),ECU&TCU就會(huì)認(rèn)為需要降檔加速,兩組錐輪快速的滑動(dòng)改變角度以提升放大扭矩的能力。
這就是CVT為什么會(huì)頓挫的原因,油門(mén)節(jié)奏踏板配合“敏感的CVT”,有些正常的駕駛操作會(huì)被認(rèn)定為“激活降檔超車(chē)”;正常加速時(shí)忽然降檔必然會(huì)頓挫,這種模擬出的前進(jìn)擋更容易出錯(cuò),且錐形輪和鋼帶的磨損速度和程度都會(huì)加大,一旦磨損程度嚴(yán)重則容易在換擋的時(shí)候出現(xiàn)頓挫。
所以理論上能夠?qū)崿F(xiàn)換擋平順的CVT也做不到平順,畢竟內(nèi)燃機(jī)的極限太低;那么為什么CVT明明會(huì)頓挫還要用這種變速器呢?這個(gè)答案可作為本片的結(jié)語(yǔ),無(wú)級(jí)變速器的制造成本低。
編輯:天和Auto-汽車(chē)科學(xué)島
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