汽车变速箱系列问题分析（含混动变速箱）

电子小二货

前言
国内汽车生产水平已经非常成熟，在民用领域，发动机、底盘基本和世界主流接轨，没有非常明显的差距，但变速箱仍有较大差距，而变速箱关系到汽车的使用寿命，维保价格等一系列关乎车主钱包的问题，故行文分享并解析一下目前中外变速箱水平，望君阅之有所收获。

另外，码字不易，望多多打赏元子

CVT变速箱之殇
在金属零件中，有着一条铁律，就是硬链接一定比摩擦连接更耐用，所以在结构设计上，必须尽可能的减少金属摩擦。

CVT首当其冲，其动力传输部分是通过钢带与锥轮的摩擦进行的，摩擦力=压力*摩擦系数，钢的摩擦系数基本是固定的，为了达到摩擦力，就得加大锥轮的压力，但压力过大又容易把钢带或者锥轮压坏，这里就很考验钢的硬度和韧性，是冶炼学领域了。在爱惜驾驶的情况下，有些牌子能干到20W公里，有些10W公里就不行了，大概就是这个变速箱的天花板了。
PS：丰田的CVT加了起步齿轮，即汽车起步时用硬链接齿轮起步，30时速时转CVT传输动力，避开了起步扭矩大的区段，变速箱的寿命很轻松的干到了顶端。

理论上故障率一样的AT与DCT：
AT变速箱使用的是行星齿轮变速，只需要固定太阳轮、行星架、外齿圈的任意一个，就立刻可以变速，而双离合则是通过拨叉控制挡位，实际上两种技术都很成熟，是硬链接的领域，很少会发生故障，所以两种变速箱的弱点都在离合上面，基本都是离合片过热磨损，或者液压泄压导致损坏。




这三张图片里面有AT变速的摩擦片，干式双离合的离合片，湿式双离合的离合片，看你能不能分出来哈~

干式双离合没有油液的保护，比较容易高温和生锈，寿命是最短的，湿式双离合离合片的寿命不错，但是要注意避免起步猛加油，因为双离合没有液力偶合器，起步是半离合状态特别容易烧离合片，速度上来之后再随心所欲，AT注意勤换油就行了，没什么特别的。

新秀之混动变速箱
除了丰田的ECVT，和发动机不参与轮子驱动的增程式，其余的混动变速都是通过上段所述的离合片离合动力，设计上略有不同而已


虽然有些加了多档的变速箱改善高速性能，有些加了差速器是发动机和电机可以共同驱动，有些加了双电机，可以发动机发电给电机驱动，但他们的机械结构基本受限于湿式离合片的寿命。总体来说，设计难度和钢材的要求不高，寿命都非常不错，但是混合动力还有一个致命缺点，就是电池。即便是丰田的ECVT，电池的寿命也只有8~10年左右，时间一到，就得换电池，也相当于变速箱大修了。

如果你选购混合动力，那么尽可能选购电池大的，且不要充电当纯电车使用，尽量当纯油车使用，因为小容量的电池循环次数增长的特别快，一旦电池寿命到了，也相当于变速箱的寿命到了。

混动可以说是，用电池解决了变速难的问题，但又被电池限制了变速箱的寿命。

变速箱领域最高的智慧结晶ECVT

ECVT是目前唯一一款没有离合控制的变速箱，而且是无极变速，设计的思路就是行星齿轮，中心轮是发动机输出轴，行星架是电机，外齿圈是轮子，只要控制行星架上的电机是发力还是受电，力的程度如何，就能做到汽车变速、前进后退切换、原地充电。这控制不需要机械移动，只需要控制电机电流即可，可靠程度绝无仅有。

虽然目前受限于化学储能，寿命绑死在了10年，但如果改用超级电容（目前体积太大难以实现，或许改善程序应用以应用超小容量可行），或发明了高循环寿命的电池，这一变速箱基本是内燃机的天花板了

后言
变速箱的故障率受多方面因素的影响，结构的设计、钢材的应用、机加工的成熟度都会影响故障率，本文也只是管中窥豹，只是从结构和易损部分分析变速箱而已，并不绝对，只是技术探讨。也有可能几年就找到了更好的电储能方式，不再受限于内燃机，就不用再折腾这机械之美了。

电子小二货

exabslion 发表于 2024-4-30 20:09
在哪里转的文章？
首先CVT寿命问题，奥迪的cvt和斯巴鲁的cvt都是链条连接，还有新的日产的带涡轮的cvt也是 ...

链条的CVT我没写，是因为链条虽然很结实，但锥面也是会坏的，总体来说两者差别不大，说到底CVT的寿命还是看采用的钢材强度，既要硬又要韧。用好钢的即便上大马力（如本田），寿命也能合格，钢差的即便小马力，也是容易坏（如日产）。只是说这种结构，想做好就得有很好的冶炼技术，这也是国产CVT总是稀碎的原因。

丰田E-CVT的专利并没有过期，也没有出售，市面上除了丰田，没有别家有这款变速箱。

目前国产使用的混动变速箱和本田的IMMD基本一直，说不上抄袭，因为本田的设计非常简单，时速80以下发动机发电，电机驱动；80以上切换到发动机直驱，中间的设计就一个离合器，所以没办法申请专利。

IMMD的设计是同轴双电机，中间用离合器隔开，实现发动机发电-电机驱动；发动机直驱动，两种直接切换；国产的则普遍采用异轴双电机，原因不明，但结构差不多，也是发动机发电-电机驱动和发动机直驱动的思路。

在这思路上，有些牌子加了差速器，使得电机与发动机可以同时驱动，马力和扭矩的参数更加好；也有牌子在后面又加上几档变速箱，以弥补发动机经济转速区间过窄的缺陷，但不管怎么说，思路基本时一样的。

另外，一下厂商表的参数看看图一乐就行了，热效率赶超是因为计算方式不同，丰田的热效率是包含空调，发电机等等电器的使用的，而国产车电器都转电驱了，不在发动机负载范围之内，所以热效率“看”起来特别高，实际上，油耗也就那样吧，跟一开始标百公里2L、1L油耗一样，牛顿都得活过来。

也没说不自信，只是战略上要重视人家，人家十年前就已经搞出分层燃烧，汽油压燃等等技术了，现如今抄了一个阿特金森循环就敢说自己全球第一了，未免有些狂妄。

电子小二货

木剑刺 发表于 2024-5-1 15:36
为什么不说说MT？

国内目前的机加工水平做MT变速箱已经信手拈来，质量和吸入感上面也是主流水平了，除了有点费驾驶员，基本没有缺点，我就懒得写了