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只看楼主更多操作 0楼发表于: 2010-07-14

转：MITSUBISHI INVECS III CVT无段变速系统探讨
无段变速系统是个相当优异的动力传输理念，但消费者的疑虑在于这套系统的可靠度，加上市售车型的普及率相当低，常被对手抨击为：白老鼠（实验品）。之前NISSAN March NCVT系统偏高的故障率让消费者对CVT趋之若鹜，因此新一代Lancer及Virage配备同级车中绝无仅有的CVT系统，到底耐用度及实用性如？
    当您使用四速自排变速系统时，普遍的问题就是1、2档齿比落差过大，会有换档震动的存在、动力衔接不够顺畅、换档时会有动力传输空窗期、油门反应不够直接、动力损耗较大、自排油需定时更换等。一般液压式扭力转换器的动力传输耗损这一点就造成耗油、加速性能较差、引擎工作温度高等负面影响，虽然现在的自排变速系统很聪明，具有锁定装置能由液压动力传输改成直接传输模式，但是遇到换档时仍然需要扭力转换器介入，就算是行车速度够快，仍脱离不了扭力转换器的动力耗损，因此常见自排车的引擎转速与行车时速不成比例，这种在手排车中不可能发生的情形（除非离合器打滑或含着离合器开车），在自排车上却习以为常。
    自排系统为何会从早期的三速演进成四速系统，如今又出现五速自排，意思和密齿比变速箱的道理是一样的，连手排性能车都在追求六前速变速箱，动力衔接才够绵密，引擎才能发挥最佳效益。四速自排因为只有四个档位，为了兼顾各档位间的动力衔接问题，齿轮比不宜拉的太大。因此只能对应一般道路使用状况，对于山路陡坡就很吃力（一档转速太高、二档又没力），最低传输比例通常在1：2.7以上；高速巡航时，四速自排的最高传输比例通常在1：12以下。
    但是CVT的齿轮比变化范围却很大，最大的优点就是「无段变速」，无换档顿挫及动力空窗期，无齿比落差、动力传输直接（但各厂商CVT设计不同，INVECS Ⅲ在时速20km/h仍有动力耗损问题，之后将详细叙述）。
    INVECS Ⅲ钢带式CVT的变速机构并不复杂，动力输入及输出轴之间以一条钢带来负责动力传输，变速机制以两个油压驱动的宽度可变V形槽转轮来达成，这种机构的动力传输限制在于钢带与V形槽间是以摩擦方式牵动，有最大扭矩限制，其它方面并无盲点，成本其实不高，且机构简单。因科技之进步，新一代推挤式钢带结构（之后再陈述）耐用度也不成问题。但是整个变速箱机构并非如此单纯，问题常常出在动力衔接缓冲（即手排之离合器及自排之液压扭力转换器）这个环节。
    之前NISSAN March NCVT系统为何有如此多的问题存在？毛病就是出在「磁粉式电磁阀干式离合器」。March在车身停止时，离合器会做动切断引擎与变速箱间的连结，起步时藉由磁粉电磁阀离合器之柔顺衔接性带动车身，如同手排车一般，只是将驾驶者踩离合器这个动作交由「磁粉式电磁阀干式离合器」来完成，而换档的工作交给CVT去完成，理论上相当完美，动力耗损非常小，而且换档柔顺无手排及自排之顿挫感，操作便利，兼具加速快、省油双重效益。
    但「磁粉式电磁阀干式离合器」这种设计经不起台湾潮湿高温及市区走走停停的用车环境，磁粉容易结块而失去做动柔畅的离合器行程，如同开手排车的驾驶不会放离合器一样，会造成很大的挫动，因为动力衔接失去缓冲，CVT需承受相当大的扭矩，震动在所难免。首当其冲者就是V形槽油压转盘，其油压室外壳组装结构只是利用内外壳金属间之精密缝隙及延展性做密接，没有卡榫、螺丝、阻动环等补强措施，磁粉式电磁阀干式离合器失效后，经一段时间震动之下外壳衔接处产生松动，内部液体外泄造成压力不足导致换档不顺、钢带打滑，最后无法作动！说时在，March新车时是一部相当容易驾驭的小车，原设计理念相当优，但是不够完美的设计问题扼杀了NCVT的生机。 NCVT使用拉力式钢带结构，与INVECS Ⅲ的推力式钢带结构不同，NCVT采用数层宽度不同的薄钢片相结合，焊接非常精密，强度上应付15kgm以下的扭矩还不成问题。所以NCVT的损坏情形并非钢带易断裂，虽然March的扭力不大不会对NCVT钢带造成危害，但是中型房车呢？
    INVECS Ⅲ使用推挤式钢带设计，钢带由450片「壬」字形铁片叠合构成，铁片间并无任何胶粘、焊接，两边以两条平行多层（Lancer9层、Virage12层）复合钢带串连所有小钢片。作动方式由动力输出油压转轮将钢带夹紧并推向从动油压轮产生作用力，并非一般复合钢带的拉扯带动方式，因此能承受30kgm的扭力，基本上不需担心钢带断裂，而是扭力输入过大会造成钢带与油压转轮间的滑动。推挤式的钢带机构也是CVT系统的一项突破，就算是大型房车，引擎扭力不超过30kgm也可以使用CVT，日系车市场正是如此。
    MITSUBISHI有鉴于磁粉式电磁阀干式离合器耐久性问题，因此离合机制采用自排车的液压扭力转换器。先别认为CVT配上液压扭力转换器这样的设计就没有看头，和一般的自排变速箱相较起来，其实两者差距颇大。INVECS Ⅲ的扭力转换器仅在时速20km/h以下作动，高过这个速度就转变成直接传动（一般自排变速箱要在时速60km/h左右才会锁定传动轴，且遇到换档就会解除锁定，性能表现上各家车厂设计不一），换档全部交由CVT去执行，扭力转换器就派不上用场。此种设计兼顾CVT寿命及低车速时的加速柔顺性，但缺点是车速20公里以下会有扭力转换器的动力耗损问题，起步加速性也比较软调。INVECS Ⅲ与一般自排系统相同的是：檔位在D时，怠速皆有液压力道带动车体，能缓慢前进，倒车亦是。MITSUBISHI认为这样的设计很方便，无须NCVT一般停车时会切换成空档。
    INVECS Ⅲ在油压转轮的外壳设计就有阻动环机构防止漏油。日本原厂设计这颗变速箱时，其耐用度设定就是针对「随车报销仍不需维修」的要求，虽然说和自排变速箱比较，两者都具有液压扭力转换器，但是INVECS Ⅲ这套系统扭力转换器的工作时间相当短，承受的工作量亦少（因为只有在低车速、低转速工作，耗损自然少），寿命当然较长。而且结构上，INVECS Ⅲ也是采用全密闭式的变速箱机构，原厂强调可「终车免换油」，但是台湾的环境不比日本，还是定期换油比较保险。
    INVECS Ⅲ使用三种油：V形槽油压转轮内部液压油（永不更换）、钢带与油压转轮间的润滑油（可更换）、扭力转换器内的自排油（与一般的ATF油相同，无须特殊油品，可更换），整个变速箱都是日本原装进口。制造过程全部在无尘室进行，这套系统制造上最严格之处为精密度（尤其是钢带的制程），其实生产成本不高，比传统自排变速箱便宜，但受限于CVT专利问题以及少量制造，现阶段生产成本仍无法降下来。
    说到INVECS Ⅲ的手自排模式，说穿了，纯粹就是为了操控乐趣而生，因为CVT根本就没有档位嘛！因此，如果消费者嫌「六速」手自排不够，要七速才够！没关系，INVECS Ⅲ要做出登山脚踏车之「24」段变速都不成问题，那只会累死驾驶者的右手。这「六档」是怎来的？就是限制CVT变速齿比而来，各档位的齿比是可以“调整“的，台湾产Virage六速手自排档位设定方式，就是中华汽车的试车人员及工程人员带着笔记型计算机，一起开着Virage上山下海，沿路不断用计算机调整各文件齿比，经一段时间测试后再决定最终版本。台湾产Virage低档位齿比设定比日本方面更绵密，目的就是希望更运动化及适应台湾用车环境。
    INVECS Ⅲ换文件作动模式和NVCT有点类似，排入D档全油门踩下去，变速箱在低齿比下先将引擎转速拉上去之后，转速将固定在4500rpm左右，再藉由CVT改变齿比来提升车速。因此车速改变，引擎转速却不会变（减速时，CVT也会降低齿比），除非车速太低，不然转速不会下降。换句话说，引擎转速到达4500rpm前，车速是藉由引擎转速来提升，到达4500rpm之后，车速是藉由CVT变速机构来改变。这种模式和以往有文件位的自排或手排系统不同，最明显的就是引擎声浪不同，使用CVT系统的车辆其排气声浪是连续性，听不到换档间抑扬顿挫的排气声浪，若引擎噪音偏高者，CVT系统会产生不适的连续性引擎噪音，让车室成员感到不适。当然，Virage的手自排模式下，驾驶者一样听得到脉冲式的引擎排气声浪。
    排入Ds文件全油门前进，引擎转速会先提升至6000rpm以上，然后再藉由CVT变速机构来提升车速，加速性能优异，山路上的下坡制动效果也非常好，但排气声浪吵得有点烦！当然Ds文件只是加速冲刺或需要文件煞时才用得上，没事不要放Ds档大脚油门就不会有这么大的噪音。CVT变速系统的行路性非常平顺无顿挫，加速过程顺畅，因此不知不觉中很容易超速，因为加速过程无须换文件，因此驾驶者无法感应换文件带来的加速力道及细微的G值变化。换句话说，加速过程缺乏「文件位」乐趣，除非眼睛盯着速度表，否则不易察觉车速变化。难道这意味着生活过得一帆风顺就会显得无趣！好象在谈哲学耶！
    INVECS Ⅲ为何要在CVT系统上加入手排模式并非空穴来风。
    INVECS Ⅲ在体积上并没有比传统自排变速箱小，别以为少了档位齿轮就能节省体积，因为油压转轮体积相当大，而且变速箱旁还有一个油压泵，使用炼条带动，其它还有扭力转换器、前进档及倒车档离合器、终传齿轮、差速器等。之前试驾Virage就感受到INVECS Ⅲ优异的性能表现，加速性能强悍，油门反应直接（20km/h以下例外），拉转速如同手排车一般容易，再加速凌厉，手排模式反应相当快，性能表现凌驾同级车之自排变速系统。且使用手排模式时除非排文件技巧很好，不然是拼不过Ds模式的，「无段胜有段」不是吗？
    不过INVECS Ⅲ的加速性能对开习惯自排车的驾驶而言，初期会有一定程度的不适应，而且Virage那颗高转速取向、非宁静诉求的引擎特性，搭配INVECS Ⅲ虽然有令人兴奋的排气声浪及加速感，但是开久了仍会嫌它噪音大。
    INVECS Ⅲ有过热保护措施，一旦变速箱之工作温度超过100℃，系统马上转变成保护模式，引擎及变速箱工作效率将大幅下滑，车辆性能仅止于「会动」而已，此时必须回厂做计算机系统重新设定才能恢复正常。目前原厂仍未处理过类似状况，而笔者仅在赛车场上见识过类似情形。
    原厂表示CVT系统有优异的油耗表现，因为CVT可以将引擎固定在最大扭力转速工作，也可以固定在低转速区域工作，无换文件动力空窗期（换档是会消耗能量的，自排车油门到底强迫降档更是耗油）。新一代Lancer换上INVECS Ⅲ变速箱，原厂表示省油性更佳。
    INVECS Ⅲ变速箱上市至今，其回厂检修机率与一般的自排变速箱一样，品质上没有特别糟或特别好。这具变速箱若内部有任何问题，通常都是要整个换掉，因为制造过程都是密闭式的，拆修会有许多衍生问题出现。
    未来，CVT将会是一个自排变速箱的趋势，虽然国人受到NCVT的负面影响太大，普遍认为CVT＝高故障、低耐用度，其它车厂也趁机攻击对手拿消费者当白老鼠。事实上，CVT用在日本中小型汽车、马力较低的引擎车系上并无容易耗损之疑虑，成熟度不成问题，耐用度不比一般自排变速箱差。其实一般的速克达机车也是使用机械式无段变速机制，皮带传动，靠普力盘作动产生变速作用，结构更精简，目前仍未被其它系统取代。CVT本身并无耐用度不佳的问题（除非超过其扭力上限或是赛车用途另当别论），实用性与整个系统设计有关。