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率先搭载530/RS-5 聊宝骏全新CVT变速箱

2018-11-26
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  [沈阳爱车网 变速箱技术]  CVT无级变速箱相比AT和DCT变速箱,在换挡平顺性上有很大的优势,非常适合拥堵的城市路况。过去,CVT变速箱技术一直受到外国品牌车企和零部件供应商的垄断。最近几年,我国开始出现了自主研发的CVT变速箱产品。其中,由柳州上汽汽车变速器有限公司柳东分公司(下称“上汽变速器柳东分公司”)与博世CVT业务总部(荷兰)联合开发的CVT变速箱就是这些自主研发CVT变速箱中的一员。这款全新的CVT变速箱将会率先匹配到宝骏530(参数|询价)和RS-5等车型之上。本文将来聊一下这款变速箱的技术细节以及幕后故事。

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● CVT变速箱的由来

  CVT变速箱技术其实早在18世纪末就已经被德国奔驰公司发明出来,当时的CVT变速箱采用的是V型橡胶带。1958年,荷兰的DAF公司的H.Van.Doorne博士研制出名为Variomatic的双V型橡胶带式CVT变速箱,并率先应用在DAF 600车型之上。

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  橡胶带式CVT变速箱存在一系列缺点,如传递功率有限、离合器工作不稳定、传动效率较低等,没有被行业普遍采用。上面提到的DAF 600的橡胶带耐用度不高,需要定期更换,否则的话就会出现打滑现象降低车辆动力性能。

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『CVT变速箱工作原理介绍视频』

  随着CVT变速箱技术的不断发展完善,传动橡胶带被金属带取代、主/从动带轮夹紧力实现电子化控制、加入了液力变矩器......CVT变速箱的传动性能得到大大改进,越来越多车型开始搭载CVT变速箱。

● 为什么选择CVT变速箱的技术路线?

  谈到自主研发,就不得不聊聊选择CVT变速箱这种技术路线的原因。据参与该CVT变速箱开发项目的资深工程师介绍,之所以要自己研发自动变速箱的原因是要打破外国零部件供应商的垄断,从而把车企的命运牢牢握在自己手中;而更重要的是目前中国汽车行业亟需企业通过自主研发来掌握核心技术,从而提升中国在世界汽车市场中的地位。

上汽通用五菱 宝骏530 2019款 1.5T CVT尊贵型

  在大约3-4年前,肩负着振兴中国汽车产业的上汽变速器柳东分公司开始规划自主研发新类型的自动变速箱,但究竟是开发CVT变速箱还是AT变速箱呢?在当时还没有定论。

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  在国家九·五规划期间(第九个五年计划,1996—2000年中国国民经济和社会发展的计划),CVT变速箱的开发研制早已被列入国家重大科技攻关计划,因此在国内有众多企业在进行技术攻关,也促成了中国自主研发的CVT变速箱走向大规模量产。

● 上汽变速器柳东分公司专为宝骏开发的这款CVT到底性能怎样?

  即将应用在宝骏530和RS-5车型上的全新CVT变速箱代号为“CTF25”,目前在上汽变速器柳东分公司新建的变速箱工厂生产,该工厂已建成变速箱年产能为20万台,规划目标年产能可扩充至100万台。该工厂还将生产扭矩容量更大的“CTF35”变速箱(该变速箱或将与宝骏即将推出的全新2.0T发动机匹配)。

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上汽变速器柳东分公司CTF25变速箱与加特可CVT8参数对比
名称 上汽变速器柳东分公司CTF25 加特可CVT8 万里扬CVT25
扭矩容量 250牛·米 250牛·米 250牛·米
传动比范围 7 7 7.07(变速性能更强)
重量 85kg 91.5kg 84.5kg(重量更轻)
中心距 173mm 173mm 197mm
轴向长度 357.9mm 345mm(轴向占用空间更小) 365mm
关键技术 钢带式无级变速 钢带式无级变速 钢带式无级变速
独立液压控制 独立液压控制 独立液压控制
应用车型 宝骏530/RS-5等 三菱欧蓝德/日产天籁等 奇瑞艾瑞泽7

  我们通过参数对比可以发现,相比在日产车型上应用广泛的加特可CVT8变速箱,上汽变速器柳东分公司CTF25变速箱的重量更轻,但轴向长度更大一些;和中国厂商万里扬自主研发的CVT25变速箱(点击查看该变速箱技术解析)相比,上汽变速器柳东分公司CTF25变速箱的中心距和轴向长度明显要小一些,小型化程度更高,但传动比范围稍小,重量也稍重0.5kg。三款变速箱最大承受扭矩保持一致。总体而言,上汽变速器柳东分公司这款CTF25变速箱的性能参数已达到行业主流水平。

● CVT变速箱的模拟挡位究竟是什么原理?

  CVT变速箱的中文为无级变速箱。从名字我们也可以了解到,CVT变速箱的传动比是连续可变的。而实际上,CVT变速箱的传动比并非真正的连续可变,只是挡位足够多,从而实现接近传动比连续可变的效果而已。而在对外宣传时,CTF25变速箱被称为是“模拟8挡”CVT变速箱。这里的模拟挡位究竟是什么原理呢?

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  现今的CVT变速箱在调校过程中,工程师会预先为变速箱选定7-9个基础挡位(也就选定7-9个传动比),然后以这些挡位为基础进行调校工作,这样能减少工作量,缩短开发时间。而在基础挡位之间,传动比的改变(改变液压油压力)则由电脑根据相应的公式经过计算后自动完成。所以市面上的CVT变速箱宣传的模拟多少个挡位,指的其实就是上面提到的基础挡位。

上汽通用五菱 宝骏530 2019款 1.5T CVT尊贵型

  在衡量CVT变速箱设计优劣时,齿比范围参数比模拟挡位数更为关键。齿比范围参数数值越大,变速箱兼顾车辆低速加速响应以及高速巡航油耗的能力越强。CTF25变速箱的齿比范围为7.0,达到同级主流CVT变速箱的水平。

● 上汽变速器柳东分公司与德国博世合作研发

  德国博世则是世界上为数不多,掌握着一系列CVT变速箱设计和制造专利的零部件供应商。而这些专利是制造性能优越、质量可靠的CVT变速箱的关键。于是,上汽变速器柳东分公司便谋求与德国博世展开合作,利用德国博世的经验来开发和制造自己的CVT变速箱。而提到合作研发,我们必须搞清楚上汽变速器柳东分公司和德国博世在项目中各自担当的角色。

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  首先,我们来说说传动钢带。传动钢带是CVT变速箱里面的一个关键部件。这个部件主要负责传递动力。该部件在设计和制造工艺上都有着非常多的讲究,研发成本非常高(包括时间成本和资金成本)。

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上汽通用五菱 宝骏530 2019款 1.5T CVT尊贵型

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  前面与也提到了,博世手上掌握着一个CVT变速箱专利群,里面囊括了CVT变速箱从设计到生产等各方面的技术。上汽变速器柳东分公司与博世合作,看重的是博世这个CVT变速箱专利群的含金量。

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  上汽变速器柳东分公司在这个新CVT变速箱的开发项目中做了些什么工作呢?下面我来给大家仔细梳理一下。

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上汽通用五菱 宝骏530 2019款 1.5T CVT尊贵型

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  每一套带轮和带轮轴都需要匹配合适的圆柱滚子才能正常工作。圆柱滚子直径太大,会导致带轮卡滞,卡滞将导致CVT变速箱换挡不畅,内部摩擦增加;圆柱滚子直径太小,会导致带轮和带轮轴之间产生松动,这样会导致CVT变速箱工作噪音增大。

上汽通用五菱 宝骏530 2019款 1.5T CVT尊贵型

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  为通过大规模量产化来降低制造成本,像是变速箱壳体、液力变矩器、差速器、齿轮等技术含量相对较低的部件,上汽变速器柳东分公司选择了自行加工或委托相关供应商代加工。

上汽通用五菱 宝骏530 2019款 1.5T CVT尊贵型

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  在变速箱样机制造出来后,这款全新的CVT变速箱便进入了调试和反复迭代优化设计的阶段。新的CVT变速箱调试工作都是由上汽变速器柳东分公司自主完成的。

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  在前期开发阶段,新的CVT变速箱需要进行一些基本的设计检验和性能标定(如标定最大承受扭矩、传动效率、最大传动比等数据)。在验证新变速箱没有大的设计缺陷并达到相应的主要性能指标后,新变速箱会进行基本控制参数标定和各种工况下的耐久测试。此时变速箱输入轴会被连接到一个电机,这个电机模拟的是发动机;变速箱的两个输出轴(车轮半轴)会被连接到两个单独的电机,这两个电机模拟的是车辆在实际路面上行驶时的负载。有了上述三个电机,工程师就能在各种不同工况下验证变速箱的性能和耐久性。

上汽通用五菱 宝骏530 2019款 1.5T CVT尊贵型

  发动机和CVT变速箱在实验室内完成匹配装车路试后,工程师会根据试车员反馈信息来调整变速箱ECU程序和参数,微调各个基础挡位的传动比,让动力总成在加速性能和燃油经济性上取得更好的平衡。

● 装载CTF25变速箱的宝骏530(参数|询价)开起来是怎样的感受?

  相比宝骏530此前搭载的双离合变速箱,新的CVT变速箱最大的改善在起步阶段,随着油门踏板的踩下,变速箱将动力梳理得更加平顺,即使驾驶员突然松开油门减速,也不会出现此前双离合变速箱的顿挫和拖拽感。

上汽通用五菱 宝骏530 2019款 1.5T CVT尊贵型

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  这款CVT变速箱带有S挡,当驾驶员深踩油门时,变速箱让发动机保持在高转速以获得较好的动力响应性能。当然由于CVT变速箱的结构特点,CTF25变速箱没有AT或双离合变速箱强制降挡后带来的推背感,车辆提速过程循序渐进,舒适性良好,但在运动氛围营造上稍有欠缺。

● 全文总结:

  上汽变速器柳东分公司自主研发的这款全新CVT变速箱在性能上已经达到目前行业同级CVT变速箱的主流水平。我认为随着中国汽车保有量的进一步增加,城市拥堵状况只会越演越烈。在中国市场,拥有比DCT双离合变速箱平顺性更好的CVT变速箱优势会显得越来越明显,未来会有相当不错的发展前景。上汽变速器柳东分公司的CVT变速箱工厂规划目标年产能为100万台(目前已建成生产线年产能是20万台),优先会供给宝骏品牌旗下车型使用,未来不排除会对其他品牌厂商供货。(图/文/摄/汽车之家 常庆林 协助 刘东)

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