随着智能技术的迭代升级,CVT也在不断升级。
扫描二维码,了解CVT如何为汽车节能减排。
文/广州日报全媒体记者周伟利
图/视频广州日报摄影记者苏俊杰
视频剪辑/广州日报视频记者李
打赢“蓝天白云保卫战”刻不容缓。汽车作为承担城市移动出行任务的主体,责无旁贷。满足国六排放,达到第四甚至第五阶段的油耗限值,是一种要求和期待。这些都让汽车企业亮出了进一步提高燃油经济性、降低能耗的“底牌”。
知道容易,做起来难。以1.4吨的汽车为例。在第三阶段油耗限制下,只需将百公里油耗降至7.3升,第四阶段5.1升,第五阶段4.0升。比油耗更严格的是国六排放。国六排放要求和欧六一样的污染物限值,蒸发排放和OBD接近美国,是全球最严格的排放法规。
如何实现?应对方式主要有两种:一种是将传统内燃机与“电”结合,推出插电式混动和纯电动;第二,继续挖掘传统动力总成的潜力,提高热效率和传动效率。传输对提高传输效率起着关键作用。
变速器作为汽车的“大脑”,直接影响着整车的性能,包括燃油经济性、动力性和平顺性。有了性能优异的变速器,车辆性能尤其是燃油经济性才能锦上添花,否则就会大幅衰减,而CVT变速器在这个过程中起着极其重要的作用。
变速器“了解更多”
都说发动机是汽车的“心脏”,所以变速器就像是汽车的“大脑”,变速器对汽车怎么跑起着决定性的作用。目前变速器主要有四种:MT(手动变速器)、AT(自动变速器)、CVT(无级变速器)和AMT(自动离合器手动变速器)。MT变速箱的优点在于传统的高效率,缺点在于操作繁琐。AMT有MT的传动效率和AT的使用方便性,但有明显的顿挫,降低了舒适性。大浪淘沙,AT和CVT逐渐成为市场上的主流变速器结构,占据了近70%的市场份额。
AT变速器有固定的齿轮组,可以承受高扭矩,动力输出有阶梯,为车辆的运动性和操控性“加分”。它的缺点是舒适性不够,油耗略高。
CVT的传动机构没有固定的齿轮组,而是由一对滑轮和一根钢带代替。结构上的差异使得CVT没有AT常见的换挡顿挫,动力输出线性平顺。理论上,CVT有无限多个档位,可以以更快的速度随时调整到最佳传动比,使其始终运行在最合适的传动比,这也使得CVT变速箱在油耗表现上优于at变速箱。
在目前最“智能”的应用中,CVT的灵活变速也可以实现无缝加减速。业内专业人士普遍认为CVT是适合无人驾驶的理想变速器,可以提供平顺的响应和自由变速,包括日产SERENA和琦君。自驾车型全部采用CVT变速器。
在电动化领域,CVT的机会更多。在混合动力汽车方面,CVT和电机已经成功商业化。现在的电动车虽然没有配备变速器,但是配备了合适的变速器,提高了电机的效率。
CVT变速器更省油,至少可以节省10%的能耗。
推广“绿色交通”,只有“传统燃油汽车节能减排”和“纯电动汽车推广”才能同时实现。甚至,要把“传统燃油车节能减排”放在首位。这就不难理解为什么北京、上海、广州要在2019年率先实现国六排放,2019年综合考核“双积分”。
要实现“绿色、低碳、环保”的战略,除了城管部门的锲而不舍,还需要在这座城市扎根的企事业单位积极配合。在这方面,Gatco广州是走在行业前面的。
没有人会不同意CVT变速器比at变速器省油。但是,不同的公司有不同的数据可以节省多少燃料。根据广州盖特克提供的数据,在相同车型、相同发动机输出扭矩值的情况下,与AT变速器(以及同类CVT)相比,至少可以节油10%。注意,10%的节油效果是在量产车上测出来的,不仅仅是在实验室,不仅仅是在PPT上。
“说到传统汽车的节能减排,人们往往会进入一个误区,那就是只看发动机,忽略变速器。两者兼顾,两者搭配是最理想的。只提高发动机的热效率,不注重变速器的传统效率是没有用的。”Gatco广州公司副总经理黄光吉说。
在Gatco的R&D中心,记者看到R&D的人员正在有条不紊地进行测试。测试内容不限于零部件的国产化,还包括可靠性和耐久性的验证。以Jatco CVT7 W/R为例,采用新型钢带和皮带轮,扩大传动比范围,CVT变速器全球最大传动比为8.7。其中,油泵是摩擦损失的重要因素。通过改变油泵吸油口的形状,取消了流量控制阀的使用,从而减少了约30%的摩擦损失。
“理想的变速器应该具有自由变速和高效传动的特点。CVT本身传动性能优异,通过技术迭代,可以进一步提高传动效率,接近公认的理想传动。”黄光吉接着解释道。
以1.6L排量的A级车为例,燃油经济性提升10%,一年行驶15000 km,6.0L/100km,每年可节省90L燃油。目前国内大部分一线城市汽车保有量都在200万辆以上,其中AT和CVT变速器近7款,AT和CVT的市场份额约为7:3。如果把AT变速器全部换成CVT,通过简单的改装就可以节省8820吨汽油。
8820吨汽油可能不够。可以理解为,节省8820吨汽油相当于减少22140吨二氧化碳。这只是一个城市的数据。如果置换范围扩大到全国,不仅限于一线城市,那么能省下的汽油显然会更加巨大。
CVT稳定性的优势日益明显,优势也在不断被挖掘。
必须承认,挖掘发动机和变速器的潜力来提高燃油经济性并不多——每个环节的提升可能不到1%——远不及纯电动汽车的“颠覆”。纯电力驱动也被认为是未来移动出行的一个重要标志。但是,从传统燃油切换到纯电驱动需要时间,中间存在巨大的变数。IEA 2016年预测:到2050年,49.4%的车辆将使用内燃机混合动力,58.2%的车辆仍将搭载内燃机。
“目前,电动汽车还存在很多问题,包括它的行驶里程、耗电量、成本和易用性,以及未来的后期处理等一系列问题…如果有更低成本的解决方案,为什么不去做呢?为什么要用更贵的方法?”广汽研究院常务副院长、动力总成技术研发中心主任吴健在接受采访时表示。
在吴健看来,挖掘传统动力总成的潜力是比推广纯电动汽车更好的方法,成本低,见效快。基于这一理念,广汽自主研发了第三代发动机,热效率进一步提升至38.3%,并开始“推出”自主变速器。不出意外,首批7DCT变速器将于明年搭载在传祺的车型上。
日本爱信精机是AT变速器的领导者,其6AT变速器广泛应用于德国、日本和中国品牌。但在CVT领域,爱信也是全球三大CVT制造商之一,享有较高的市场认可度。显然,该品牌希望保持在传输技术浪潮的最前沿。
全天候汽车专业连锁机构技术总监张格雷认为,无论变速器未来如何发展,都要把可靠性放在第一位。“近年来,高速at变速器大召回,意味着AT变速器的档位不能无限增加,CVT在节油和稳定性方面的优势日益明显。”
强调高品质量产CVT,最大变速比8.7。
作为制造业“皇冠上的明珠”,汽车制造业一直以供应链复杂、管理难度大而著称。在汽车制造业,变速器生产“更难”。2007年,当盖特可以在广州设厂的时候,中国的CVT市场还“一片荒芜”。十一年后的今天,广州黄埔和广州盖特克一起,呈现出一派“欣欣向荣”的景象。目前,该品牌已成为全球唯一拥有从微型车到3.5L大型车全系列CVT产品的制造商,也是全球首家累计生产4000万台CVT的制造商。
在Gatco广州的眼里,产品的“品质”是超越产品本身的存在。制造质量要让整车企业放心,零部件质量要让消费者放心。也正是在这种品质理念的驱动下,品牌通过控制设计和生产的各个环节,创新性地打造了一整套生产体系:JEPS(Jatco Excellent Production System)。“2012年,我们成立了质量技术中心,通过产品开发、市场质量保证、供应商质量保证等职能,与生产紧密合作,为产品生产提供支持。盖特克广州将从原料配料、加工、组装、检验到出货的所有流程整合到一条生产线上,在节能减排、质量、成本、交货期等方面都符合世界第一的目标。”黄光吉说。
2015年,盖特克广州率先成功量产Jatco CVT7 W/R,这是盖特克在日本以外据点研发并量产的第一款新车型,将当时世界上CVT的最大速比提升至8.7。传动比越高,越有助于提高传动效率、行驶加速性和舒适性,越能降低燃油经济性,适用于更多类型的车型。如何实现,CVT7 W/R不仅扩大了速比范围,还通过使用钢带和滑轮系统,减少油泵,减少液体间的搅拌阻力,实现了小型化。
R&D团队不断壮大,CVT人均年产量超过600台。
人工智能的应用不仅体现在产品上,还贯穿于生产过程中。“作为汽车‘大脑’的变速器,随着智能技术的迭代升级,CVT变速器正在向‘智能大脑’方向进化。”黄光吉说。在Gatco广州位于黄埔的工厂,AGV物流小车承担了70%以上的物流配送工作,提高了准确率,减少了很多人工操作。对于AGV的利用,盖特克广州站在全球制造业的前沿,每年接收大量“学习者”,并“反哺”盖特克的日本总部工厂。
在热加工过程中,通过使用连续真空渗碳设备,效率比普通气体渗碳提高60%左右,能耗、自动化、环保都有很大提高。而且在业务创新、管理创新、人文创新等企业效率、人均GDP、质量控制等重要指标上,Gateco广州都处于Gateco全球体系的前列。
自2014年以来,Gateco广州公司的员工人数一直保持在2000人左右,其中,建立了超过120人规模的研发团队。一线生产工人逐年减少,但年产量逐年增加,从60万台增加到120万台,人均年产600多台CVT。
可靠性一直是消费者对于CVT的“纠结点”。其实CVT已经诞生100多年了,其可靠性已经在市场上得到充分验证。平台化、规模化、智能化等生产技术的应用,将其性能提升到了一个新的高度。CVT变速器的“进化”可以更快更激进。但是CVT变速器公司还是“步步为营”。相比AT和MT,CVT因为挡位众多,无疑是未来的发展方向。每一项新技术应用于CVT时,都需要进行大量的验证试验。这些链接是刚性的,不能压缩。要提高效率,只能在决策和流程上创新。好消息是,CVT的技术路线已经明确,就是更节能、更平顺、更智能。这些想法不会只停留在PPT上,在不久的将来会一一实现。
记者笔记
当前,中国经济正迎来新一轮转型升级。这是时代的要求,也是中国制造业的自我挑战。从广州出发影响世界。十年,在历史长河中,只是一瞬间。然而,在岭南这片热土上,却是一群城市建设者,尤其是汽车人梦寐以求的多事之秋。作为广州城市的“微蜂窝”,从广汽传祺到盖特克广州,广汽产业积极实施供给侧结构性改革,十年推进“品质+”,降低能耗,丰富绿色产品,扩大消费群体,完善服务体系,给中国城市建设和汽车历史留下深刻印象。面对下一个发展周期,毫无疑问,他们将抓住中国城市全球化的新机遇,以“绿色”为支点,积极拥抱中国汽车工业的“新四化”。
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