Om du följer bilvärlden på nära håll kanske du har lagt märke till ett intressant mönster: tyska bilar använder vanligtvis dubbla-kopplingsväxellådor (DCT), amerikanska bilar föredrar automatiska växellådor (ATs), medan japanska bilar-särskilt hög-familjemodeller- nästan uteslutande använder kontinuerligt variabla transmissioner (CVT).
[Bild]
Man kan fråga sig: Har inte Japan Aisin? Aisins automatiska växellådor är världskända-och Toyota är en stor aktieägare i Aisin. Så varför använder de inte sina egna AT istället för att förlita sig så mycket på CVT?
Bakom denna fråga ligger hela tillverkningsfilosofin för japanska biltillverkare.
**Låt oss först förstå vad en CVT faktiskt är.**
Innan vi diskuterar "varför", måste vi klargöra vad en CVT är.
CVT står för Continuously Variable Transmission. Traditionella AT:er förlitar sig på uppsättningar av växlar för att växla; till exempel har en 6AT sex framåtväxlar och en 8AT har åtta. Varje växel motsvarar ett fast utväxlingsförhållande, och växling innebär att man byter från en växel till en annan.
[Bild: Djup-analys av CVT-överföringar]
En CVT är helt annorlunda. Den har inget koncept för diskreta "växlar". Dess kärnstruktur består av bara tre komponenter: två koniska remskivor och en stålrem.
Du kan visualisera mekanismen hos en cykel med flera-hastigheter. Både de drivande och de drivna remskivorna är koniska skivor med varierande diametrar, förbundna med en stålrem. Ett hydraulsystem pressar de koniska skivorna för att röra sig närmare varandra eller längre isär, vilket gör att remmens arbetsradie ändras kontinuerligt-en större radie fungerar som ett "stort kugghjul", medan en mindre radie fungerar som ett "liten kugghjul".
[Bild]
Nyckeln ligger i ordet "kontinuerligt". Medan AT:er växlar i diskreta steg, kan en CVT växla smidigt och sömlöst mellan maximala och lägsta utväxlingsförhållanden, vilket teoretiskt ger ett oändligt antal utväxlingar.
Detta resulterar i flera distinkta egenskaper hos CVT.
**Fördel 1: Bränsleeffektivitet**
Detta är den faktor som japanska biltillverkare prioriterar framför allt.
En CVT låter motorn arbeta konsekvent inom sitt mest effektiva varvtalsområde. När en AT däremot växlar, stiger och sjunker motorvarvtalet, vilket skapar intervall där energi "slösas bort". CVT:er kan justera utväxlingen i realtid- baserat på fordonets hastighet och gaspådrag, vilket håller motorvarvtalet låst exakt vid sin mest bränsleeffektiva-punkt.
[Bild]
Fördel 2: Jämnhet
Alla som har kört en bil med en CVT känner till känslan av sömlös acceleration-något som är svårt för AT-system (automatisk växellåda) och DCT-system (dubbel-kopplingsväxellåda) att replikera. AT:er upplever ofta ett lätt avbrott i kraften eller ett ryck under växlingar, medan DCT:er kan vara benägna att rycka vid låga hastigheter. Däremot följer CVT:ns acceleration en jämn kurva och levererar kontinuerlig, oavbruten kraft.
Denna mjukhet leder till märkbar komfort, särskilt i stopp-och-stadstrafik.
Fördel 3: Låg kostnad och kompakt storlek
Strukturen för en CVT är mycket enklare än den för en AT. En AT innehåller komplexa planetväxelsatser, flera kopplingspaket och bromsband, medan en CVT huvudsakligen består av två remskivor med variabel -diameter och en stålrem.
Antalet komponenter är cirka 20 % lägre än för en 6- AT. De är också betydligt lättare - Aisins berömda tvärgående 6-växlade AT väger 90 kg, medan en jämförbar CVT endast väger 67,5 kg, en skillnad på 22,5 kg.
Med färre delar och lägre vikt minskar naturligtvis kostnaderna. För biltillverkare som tillverkar fordon i stor skala, ger en besparing till och med en liten summa per transmission-multiplicerat med försäljningsvolymer i miljoner-en enorm vinstmarginal.
Så frågan uppstår: är andra biltillverkare omedvetna om dessa fördelar?
De är säkert medvetna. Det finns dock djupare skäl till varför japanska biltillverkare föredrar CVT.
Japans nationella omständigheter gör bränsleeffektivitet till en överlevnadsimperativ
Japan är en resurs-fattig nation som nästan helt är beroende av importerad olja. För japanska biltillverkare är bränsleeffektivitet inte bara ett "försäljningsargument"-det är ett grundläggande krav för överlevnad.
[Bild: Hög-bild av överbelastad stadstrafik]
Dessutom är Japans inrikesvägar smala och trånga, och hastighetsgränserna är låga (100 km/h på motorvägar); den mesta körningen består av stadspendling och resor med låg-till-medelhastighet. Under dessa förhållanden maximeras CVT:ns styrkor-bränsleeffektivitet och smidighet-, medan dess svagheter (som trög respons vid snabb acceleration och brist på kraft för omkörningar med hög-hastighet) knappt märks i daglig användning. Japansk biltillverkningsfilosofi överensstämmer perfekt med CVT-tekniken.
Kärnan i japanska familjebilar har aldrig varit "prestanda" eller "hantering", utan snarare "hållbarhet, bränsleeffektivitet och enkel körning."
Mjukheten hos en CVT säkerställer komfort för både förare och passagerare; dess bränsleeffektivitet avlastar bördan av ägandekostnader; och dess enkla struktur innebär färre potentiella felpunkter.
Ännu viktigare är att de naturligt aspirerade motorerna som japanska familjebilar föredrar är en perfekt matchning för CVT. Naturligt aspirerade motorer levererar kraft linjärt och undviker plötsliga vridmomentökningar som är karakteristiska för turboladdade motorer. När de kontinuerliga växlingsförhållandet-växlingarna hos en CVT kombineras med den linjära effekten från en naturligt aspirerad motor blir körupplevelsen otroligt smidig och känslig för gaspådrag.
Så varför använder inte tyska bilar CVT?
Detta beror på två helt olika tillvägagångssätt för fordonsdesign.
Tyska bilar-särskilt de från Volkswagen, BMW och Audi- betonar prestanda och körglädje. Många av deras motorer är turboladdade, vilket ger högt vridmoment och explosiv kraft. CVT:er är dock beroende av friktion mellan en stålrem och koniska remskivor för att överföra kraft, vilket i sig begränsar mängden vridmoment de kan hantera. Vid hård acceleration begränsar bilens dator vridmomentet för att förhindra att remmen slirar, vilket resulterar i en känsla där motorn varvar högt men bilen inte tar upp farten därefter.
Vilket är bättre: japanska eller tyska bilar? En titt på den globala marknaden berättar historien!
Dessutom är "växlingsstöten"-den skarpa, kraftfulla rytmen av växlingar-eftertraktad i tyska bilar något en CVT inte kan ge. CVT:er är så smidiga att entusiaster som söker en dynamisk körupplevelse ofta tycker att de är "tråkiga".
Följaktligen väljer tyska tillverkare växellådor med dubbla-kopplingar (DCT) och traditionella automatiska växellådor (AT). dessa kan hantera högre vridmoment, växla snabbare och erbjuda en mer engagerande "känsla".
Inte alla japanska bilar använder dock CVT.
Det är värt att notera att användningen av CVT i japanska bilar främst är koncentrerad till ekonomiska familjemodeller.
För modeller med motorer med större volym eller de som fokuserar på prestanda, använder tillverkarna fortfarande traditionella automatiska växellådor (AT). Till exempel använder Toyota Camry 2.5L en 8-växlad AT, Honda Avancier 2.0T använder en 9-växlad AT och Nissan Patrol använder en 7-växlad AT. CVT-tekniken har kontinuerligt utvecklats under åren.
Många människor associerar fortfarande CVT med problem som halka, tröghet och dålig hållbarhet. I verkligheten har japanska biltillverkare investerat mycket i att förbättra CVT-tekniken.
Toyota införlivade en startväxel i sitt CVT-system; genom att använda växellåda vid låga hastigheter löste det problemet med trög acceleration vid start.
Honda utvecklade kontrolltekniken "G-Design Shift", som optimerar transmissionens effektivitet och gasrespons. En Civic utrustad med en 1,5T-motor och CVT kan accelerera från 0 till 100 km/h på under åtta sekunder.
JATCO, ett företag som kontrolleras av Nissan, är världens största CVT-tillverkare. Dess senaste CVT8-växellåda använder en hög-stålrem (klassad till 490 MPa) som klarar ett vridmoment på 380 Nm, vilket gör den kompatibel även med 3,5L V6-motorer.
Naturligtvis, oavsett hur mycket tekniken går framåt, har CVT fortfarande inneboende fysiska begränsningar. De förblir den idealiska transmissionstypen för familjebruk, men ändå minst lämpade för aggressiv körning.
Så, för att återgå till den ursprungliga frågan: varför använder de flesta japanska automatiska bilar CVT?
Svaret är enkelt: de flesta konsumenter letar efter en bil som är-effektiv, smidig, lättkörd och prisvärd.
Japanska biltillverkare mötte helt enkelt majoritetens verkliga behov vid rätt tidpunkt med hjälp av rätt teknik.
När det gäller de som prioriterar prestanda-kan de helt enkelt välja fordon med traditionella automatiska växellådor (AT) eller växellådor med dubbla-kopplingar (DCT). Det finns inget sådant som en perfekt överföring; det finns bara den som bäst passar dina behov.
