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一石三鸟的1.6L+CVT 荣威RX3变速箱技术解析

一石三鸟的1.6L+CVT 荣威RX3变速箱技术解析
2018-01-18 14:24:45 新车评

对于厂家来说,开发一个新车型,能使用已有的成熟的动力总成肯定是最好的,像发动机和变速箱这种重要零件,一旦更换,不仅开发难度变大,开发周期延长,成本也要高出不少,搞不好还会有质量风险。

一石三鸟的1.6L+CVT 荣威RX3变速箱技术解析

  对于厂家来说,开发一个新车型,能使用已有的成熟的动力总成肯定是最好的,像发动机和变速箱这种重要零件,一旦更换,不仅开发难度变大,开发周期延长,成本也要高出不少,搞不好还会有质量风险。所以我们看到了大众的1.4T+7DSG、本田的1.5T+CVT等我们耳熟能详的动力总成大规模地在不同种类的车型上使用,以追求成本摊分最大化和质量风险最小化。但也有反其道而为之的,在去年11月刚刚上市的荣威RX3上,我们就看到了一套全新的动力总成,1.6L+CVT。

  使用这台1.6L发动机还好理解,它属于上汽最新自主研发的新一代蓝芯发动机,可以看做原有的1.5L发动机的更新换代产品。但是,这个来自爱信的CVT变速箱到底有什么魔力,能让上汽决定放弃现有的4AT、6AT和7DCT变速箱,而冒险尝一尝鲜呢?这次,上汽的CVT变速箱技术讲解活动,就把它完全拆开,让我们看个究竟。

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  首先,还是要说明一下这个变速箱的身世,它来自日本爱信AW,代号AWFCX18(后文简称CX18),2012年5月在日本首次投入生产,目前RX3使用的产品和日本生产的卡罗拉的CVT变速箱共线生产,两者在硬件上是完全相同的,只是在逻辑调校上有所不同,RX3的这个变速箱由爱信负责调校,而丰田车上使用的由丰田自己进行调校。

  CX18为爱信AW的中扭矩容量CVT产品,自重74.6kg,可承受185牛米的最大输入扭矩,模拟8挡,并且支持发动机启停功能。在关键的传动参数上,CX18钢带的速比范围为0.396-2.48,变速比范围为6.26,稍微领先于本田的6.2,但相比业内领先的加特可最新的CVT 7 W/R 8.7的变速比范围,还有一定差距。一般来说,变速比越大,变速箱越容易达到更好的动力和油耗的平衡。

一石三鸟的1.6L+CVT 荣威RX3变速箱技术解析
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  不过这台非常成熟的CVT变速箱胜在结构简单,它的主要传动结构由液力变矩器、带DNR离合器的行星齿轮组、无级变速机构、差速器和主减速器组成。液力变矩器结构上与我们熟悉的AT变速箱上使用的并没有什么不同,同样起到变扭、传动和消除传动冲击的作用,同时在这台CVT上,油泵直接由液力变矩器以齿轮啮合的方式驱动,并没有使用链条。CX18的液力变矩器同样支持锁止,并且相比爱信自家的AT变速箱,可以达到更低的锁止车速,在变速箱油温大于20℃时,车速达到12km/h即可实现锁止,而同样的油温,爱信的6AT要到29km/h才能实现锁止。

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  行星齿轮组上的DNR离合器顾名思义,就是实现变速箱切换前进挡、后退挡和空挡的机构。CX18的行星齿轮组的太阳轮连接发动机输入端,行星轮则是连接到无极变速机构的主动带轮。在变速箱挂入D挡时,D挡离合器啮合,行星轮与发动机输入端直接连接,此时主动带轮的转向与发动机输入端一致,实现车辆往前进方向行驶;当变速箱挂入倒挡时,R挡离合器啮合,齿圈固定不动,此时主动带轮的转向与发动机输入端相反,实现车辆倒车;而挂入N挡时,D挡离合器和R挡离合器都不啮合,行星轮只有自转没有公转,车辆实现动力中断。

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  而CVT变速箱的核心部件——无极变速机构,由主动带轮、钢带和从动带轮组成。带轮的结构其实就是两个锥面将钢带夹在中间,通过变换两个锥面之间的间距,改变与钢带接触面的直径。当主动带轮两个锥面间距变小,即主动带轮直径变大,从动带轮也同步增大两个锥面的间距,即从动带轮直径变小,就实现了速比减小。反之,主动带轮锥面间距变大,从动带轮锥面间距变小,就实现了速比增大。而主动带轮和从动带轮可变化的速比范围即前面提到的0.396-2.48。

  如果你对CVT变速箱不了解,一定会以为CVT的钢带与带轮的接触面是钢带内侧,但实际上,传统的CVT钢带与带轮的接触面是钢带的侧面。钢带由许多金属推片串在柔性环上组成,每一片金属推片的侧面都有许多细槽增大摩擦力,它与主动带轮的锥面产生摩擦力,随主动带轮旋转方向运动,不断推动前面的金属推片运动,然后又通过摩擦将力传到从动带轮,从而实现传动。钢带传递的是推力,而不是拉力,所以正常情况下柔性环是不传力的。

  众所周知,CVT最怕的就是钢带打滑,钢带打滑就意味着金属推片与带轮的摩擦力小于传动的阻力,此时不但会发生金属推片摩擦面和带轮锥面的磨损,柔性环也将受力,导致变形甚至损坏。上汽的工程师表示,在变速箱匹配时,他们就已经考虑了这个问题,所以特别针对急加速、上坡、制动等容易发生钢带打滑的情况,在保证不影响驾驶体验的前提下,对带轮的压紧力、发动机的输入扭矩等进行了特殊标定,以实现钢带全寿命(至少20万公里)免维护。

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  除了传动零件,CX18剩下的零件就是控制零件和辅助零件,它的主要控制单元为变速箱阀体,形状结构和卡罗拉、雷凌上的是一模一样的,它共有3个电磁阀和2个开关阀,就像这台变速箱的大脑,控制着液力变矩器的锁止、DNR离合器的切换、主从动带轮的油压、油泵的工作等功能。令人稍有担心的是,此前部分国产的卡罗拉和雷凌出现的CVT故障的维修措施正是更换此模块。不过国产的卡罗拉和雷凌变速箱为天津生产,而RX3的CVT变速箱为日本进口,应该会靠谱一点。

  为了实现启停,这台CX18使用了双油泵的设计。在发动机运转时,液力变矩器带动齿轮泵工作,为其他零件的运转和润滑提供油压,这个与液力变矩器直接连接的齿轮泵可以实现高低压两种工作模式,保证变速箱时刻处于最优的工作状态。而在发动机启停时,装在变速箱侧面的电子油泵接过齿轮泵的工作,维持变速箱内部的油压。

  通过优化变速箱的控制策略,这台CVT变速箱不仅能实现液力变矩器锁止,还可以实现滑行断油,同时保证大部分时间发动机都处于经济转速区间,传动效率高达88%,与大众第一代DSG传动效率相当。官方公布的搭载1.6L+CVT动力总成的荣威RX3百公里油耗为5.6L,在同级中处于优秀水平。

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  拆解完这台变速箱之后,官方还组织了一次场地试驾,时间比较短,粗略的感受是这套动力总成在平顺性和低速的轻快感相比之前用DCT和AT变速箱的车型有所提升,真的有种开着丰田车的感觉。不过这台1.6L发动机做起加速的冲劲和后劲还是稍弱一些,如果换成RX5上那台1.5T匹配扭矩容量更大的CVT,体验应该会更上一层楼。

  看到这,我们大概也就知道上汽为什么要“喜新厌旧”了。借着新的1.6L发动机上马的时机,选择了新的CVT变速箱进行匹配,相比4AT和6AT更省油,并且由于这台CVT货源比较充足,不至于整车产能受限;相比DCT,CVT又更符合中国消费者对于驾驶平顺性的需求;并且这台变速箱已经足够成熟,质量风险也不高,实在是一石三鸟的选择。不过目前官方仍未公布这台CVT变速箱后续的搭载车型,相信如果不是受限于成本,后续上汽使用的4AT变速箱将逐步被CVT变速箱取代。

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