CVT的传动效率那么低,为什么还被称为最省油的变速箱?

非专业但实际车评 2024-04-03 01:53:59

如果问哪种变速箱最省油,相信很多朋友都会说是CVT变速箱。似乎CVT变速箱就应该是最省油的?但问题是在众多变速箱中CVT拥有最低的传动效率,不到80%的传动效率显然不能与MT、AT、DCT相比较,那么CVT省油的说法是怎么来的?

如果单从传动效率方面去思考,怎么看CVT与省油都不搭边,但问题是当发动机、变速箱装入车内后就与汽车形成了一个整体。油耗计算也都是以整车油耗为准,没听说过哪个汽车品牌把变速箱油耗单独列出来吧?整体去进行计算油耗就给了CVT变速箱发挥的空间,CVT可以更好的调节发动机效率。

变速箱对油耗的影响是小的,当然这是在与发动机自消耗对比后的结果。简单理解就是内燃机的自消耗占大头,也就是说如何降低发动机的自消耗才是关键,这甚至比变速箱领域的传动效率更为重要。手动变速箱毫无疑问传动效率最高,民用水准的MT传动效率也高达95%。但如果是以1档5000转去行驶会省油么?

如上图所示车辆运行时发动机、传动系统造成的能量消耗,传动系统造成的能量损耗占比太低了。所以一辆车是否省油的关键主要在于发动机,确切的说就是是否能让发动机保持较高的效率去运行。要知道发动机效率并不是恒定的,相反它会随着工况、负荷的改变而发生改变。也就是说一台发动机的峰值热效率或许很高,但在实际运行时却可能偏低。

发动机效率与热效率

实际上发动机效率这个概念我们并不经常接触,大多数时候广大车友所接触的大都是热效率。发动机效率=热效率*机械效率*燃烧效率,因为如今内燃机机械效率、燃烧效率均在95%以上,所以普遍40%左右的热效率就如同木桶中的那根短板。也就是说热效率的高度决定的发动机效率的高低,热效率的高低变化对于油耗的影响是直接的。

上文已有所提到内燃机热效率并不是固定不变的,如上图这台机器热效率最高可以达到约40%左右。但图中也有35%、30%甚至于22%的实际工况,若这台机器运行时能保持住40%峰值热效无疑是省油的。但问题是内燃机工况在车辆实际运行时是不断产生变化的,比如低速工况下内燃机效率就很低、自然很费油。所以如今的变速箱不仅仅是个传动、变速装置,还担负着调节内燃机效率的任务,而这方面CVT更擅长。

变速箱与发动机效率的关系

传动变速器总会受到档位数的限制,比如最初的变速箱只有1个档位,那么就只能依靠发动机转速去调节车速。如跑时速80km时发动机转速可以飙到6000转甚至更高,那么这种状态下发动机的效率会非常差,转速极高且负荷又很低,油耗自然上升。后来变速箱的档位越来越多,双档、4档、5档发展至如今的9档、10档。越来越多的挡位只是为了迎合发动机在各种状态下的工况。

所谓的省油只是在某车速下发动机转速、负荷‬(扭矩‬)恰好落在高效转速区间、理论上就能获得最高的燃油经济性。说着‬很简单‬但‬实际上‬很难‬,比如‬车辆‬保持‬120km行驶时‬发动机‬扭矩‬120nm、转速‬2500转‬时‬能‬达到‬最高‬热效率‬。用‬一台‬6AT变速箱‬去‬跑‬120km时‬,转速‬可能‬达到‬2800-3200转‬左右‬、负荷‬(扭矩‬)在‬80-120nm。这时‬转速‬高过‬理想值‬、扭矩‬低于‬理想值‬。

这时候发动机的热效率就会下降而达不到最高值,如果是用一台8AT去跑呢?用最高档位2500转时车速能达到130-150km,直接超速。当然发动机会降低扭矩输出来保证不会出现功率的溢出,这样一来还是会造成负荷低于理想值还是导致发动机达不到最理想热效率。如果用7档跑呢?又大概率出现6AT的问题,负荷达标而转速又不完美了。或许最需要的是一个“7.5”档,所以在8AT的基础上又加了个7.5档=9AT。

但问题是汽车的车速不只有120km,对于驾驶者而言他们在遵守交规的基础上以任何车速行驶,车速改变、发动机最高热效率对转速、负荷的需求又发生改变,这该如何解决呢?难道再在9AT的基础上加个8.5档、6.5档甚至7.1档?当然这可以做到,市面上有10AT的存在,实验室中也有12AT的存在。但发动机工况是无穷尽的,难道也要给变速箱增加无数个档位来完美匹配发动机工况么?

很显然AT、MT、DCT都做不到,对这些机器而言无限增加传动比显然是不合理的,所以如今民用级别变速箱止步于10AT。无级传动是个完美的理念,但现实中的档位不可能做到无数个,尽量增加的档位也仅仅是尽可能的去应付更多的常见工况,但却不可能面面俱到。但CVT却可以,它是先天的无级传动结构,不断的给AT增加档位实际上就是在贴近无级传动。

CVT的特性与优势

CVT自身结构可以看作是任何变速箱的最终进化形式,当然这种进化并不符合实际只能被迫中止。传统变速箱可以看作是连接一段高低落差的楼梯,挡位数=台阶数。各位都该知道台阶数越多的楼梯爬起来越省力,省力对于发动机而言就是省油。相反台阶越少落差越大,爬起来就越费力。这对于机器而言就更费油,所以4AT的燃油经济性远不如9AT。当一段楼梯拥有无数个台阶时,这段楼梯是什么?当一段楼梯拥有无数个台阶时这段楼梯就变成了坡道。

很显然爬坡路远比怕楼梯更省力,我们也可以把拥有“有限”台阶的路况叫楼梯,将拥有无限♾️台阶数的路况叫坡。所以传统的变速箱(台阶数有限)相当于楼梯,而拥有无限台阶数的坡则是CVT。变速箱的总传动比就是一段超大的落差,比如1档4.7、9档0.48左右,这段落差很大。在这段落差间填充的档位越多、换挡越平顺,发动机也更容易找到最适合的状态运行。但这种容易显然建立在有限的基础上。

而CVT变速器则可以在一段大落差间拥有无数个档位(档位无数即无档,就好比台阶数无限密集时就没了台阶成坡了)。这使得发动机在任何工况下都能找到最舒服的运行状态,这是不是就更省油了?是的,所以我们现在能看到CVT即便传动效率如此之差,但实际油耗依然不高。原因就在于它利用对发动机的效率维持弥补了传动效率低的绝对劣势。但世界上没有绝对完美的机械形式,传动端的劣势一时半会解决不了。

4 阅读:1348
评论列表
  • 2024-06-18 20:46

    就像某车企虽然车很垃圾,奈何粉丝信仰,所以照样大卖

    浮云 回复:
    任何车龟速都省油
    德先生跟赛先生何在 回复: 浮云
    你可真能扯
  • 2024-04-10 19:05

    任何变速箱你缓加油慢刹车都省油,它就是用拉胯的加速强制你进入省油模式

  • 2024-06-09 22:15

    CVT便宜!卖高点车价他难卖出去

    浮云 回复:
    车主自己骗自己而已,60龟速什么车都省油,所以你会看到三大妈都不会跑起来,怕被踢出群
  • 2024-06-18 20:54

    CVT寿命短。身边有两人都开CVT变速箱的日产车。七万多公里全都出现了偶尔挂不上档的症状。

  • 2024-04-10 08:21

    现在都没什么人用油车了!

    用户17xxx27 回复:
    油车比电车多
  • 2024-04-25 07:45

    很专业,又通俗易懂[点赞][点赞][点赞]

  • 2024-06-18 21:55

    省个鸡腿!看看同级卡罗拉、思域有没有双离合的朗逸省油?

  • 2024-06-19 19:32

    省成本低啊,不然用8AT9AT来凑试试

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