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X-CVT BY NISSAN 連F1車隊都想用的尖端傳動科技

X-CVT BY NISSAN 連F1車隊都想用的尖端傳動科技


在汽車工藝的發展上,F1賽車可說是汽車尖端科技的發展標竿,對F1車隊來說,無段變速系統(CVT)有著無可抗拒的吸引力:無段變速系統輕量化的結構,意味著可以移去沈重的傳統變速箱,更重要的一點是只要透過電腦的精細計算與控制,F1賽車在加速時可透過連續更改輪軸與鋼帶,而將引擎轉速固定在最大扭矩值,讓引擎輸出保持在最佳狀態。 正當搭載CVT的車隊即將撼動F1賽事時,FIA考量F1應回歸車手競技精神,宣布禁止使用CVT等車手輔助駕駛裝置,以避免這樣聰明的變速科技,掩蓋車手駕駛技術的差異. 現在F1無法使用的聰明科技,就在NISSAN Sylphy(Bluebird); Murano上得以實現.



NISSAN SYLPHY



(鋼帶的耐用度,是CVT系統演進的關鍵,過去由於鋼帶所能承受的壓力有限,因此多半只能應用在小馬力車款上,採高剛性加大V型鋼帶的X-CVT,如今已成功應用在大排氣量車款上。)


從手排、自排到CVT,甚至是最先進的 X-CVT,科技的力量如何慢慢的讓我們的駕駛變得更舒適、更愉悅?


先從變速系統的理論談起,其實說穿了,變速系統就是一種的轉換機構而已。
大齒輪的半徑x大齒輪的轉速=小齒輪的半徑x小齒輪的轉速
這一個簡單的公式,騎過腳踏車的讀者應該能夠體會,當變速器的齒輪設定為前小後大時,腳踏車的起步將會變得十分輕快,而在一定的速度下想要再加速,則只要將前後齒輪的狀態對調即可;當然以此類比或許稍微粗淺了些,因為汽車的引擎動力並不是直接傳送到傳動軸,而是藉由變速系統的傳遞達成的。不論是腳踏車或是汽車,其原理是相同的,變速系統能將引擎的功率輸出,透過齒輪組的轉換,讓車輛在速度與驅動力之間得到最適的組合,以便能夠順利的移動。


從靜止到起步,汽車由於必需克服靜摩擦力。這個常為大家所忽略的阻力,卻是車輛起步所面臨最大的障礙,較大的扭力輸出是必要的,因此變速箱自引擎獲得動力之後,會透過齒輪比讓傳動軸的轉速降低,放大傳動軸的扭力,以便順利地起步,並獲得較佳的加速表現。而當克服了起步的障礙時,車輛面對的是對於速度的需求,因此變速箱將會升檔,以讓傳動軸能夠以較高的轉速運轉,讓車輛的速度能夠有效地提升。在低速到高速的過程中,視行駛的需求,讓引擎的輸出,能夠轉換成為適當的轉速與扭力輸出的搭配,便是變速系統存在的意義,稱之為引擎與車輪間的協調者,實不為過。大略分類,變速系統主要有手動變速系統、自動變速系統及手自排變速系統三類。


為了使汽車操作更為簡單並降低油耗,各汽車品牌莫不戮力投入變速系統的發展。1940年,工程師們開發出全球第一具自排變速系統,從此,汽車操作步入新的紀元。時下的自排系統,主要元件有液體扭力轉換器、自動變速箱、電子控制系統三個部份,在電子控制系統裡面加入手動換檔的控制程式,就成了具有手動操作功能的手自排變速系統。由於變速系統不斷演化,至今,七速變速早已不是夢想,但由於消費者對油耗經濟性及駕馭舒適性之需求日殷,反而促成CVT無段變速系統的誕生。


NISSAN是當今車壇無段變速技術的領航者,也是最早量產CVT技術的車廠之一。全新開發的第三代X-CVT,兼顧了「動力品質」與「經濟效益」:


1.智慧節能,省油10%:NISSAN X-CVT可以連續地改變齒輪比,達到近乎零的動力損失,而且在任何行駛狀態下,引擎都能維持在低轉速,並達到最佳燃油效率。此外,因為沒有複雜的齒輪組,達成機件輕量化,讓X-CVT車款比起搭載4AT同型車省油10%以上!
2.動力輸出,源源不絕:NISSAN X-CVT可以讓引擎持續在接近最大輸出功率的情形下運轉,所以能提供更靈敏的加速反應,不但在超車的時候加速力道充沛,在爬坡時更可以明顯感受到源源不絕的動力輸出。
3.快意駕乘,動力零頓挫:X-CVT的輪軸與鋼帶配合轉轉速,以漸進方式產生相對變化,使得引擎在低高轉速都有適當的扭力與動力傳輸,行進過程格外平順流暢。而且X-CVT過程毫無停滯,感受不到自排車檔位切換時造成的頓挫與抖動。

綜觀變速箱發展史,從3速、4速,一直到目前的5、6、7甚至8速變速箱,目的就是將引擎動力做最有效完整的傳遞。不過不管發展到幾速,只要使用齒輪組,傳輸的功率耗損便無法有效減低;有鑑於此,各國車廠皆積極開發新一代的CVT變速系統,期望能夠達到兼顧經濟省油與充沛動力的目的,因此包括M-Benz A-class、B-class、Audi A4及A6,LEXUS等歐日高級品牌,皆有採用搭載了CVT系統.


不過CVT的發展其實也曾遭遇瓶頸。早期的設計,由於鋼帶所能承受的壓力有限,加上動力傳輸帶的耐用度欠佳,使得過去CVT無法成為主流。1992年的March車系搭配N-CVT,其省油、好開、加速快的優點至今仍為人稱道;但由於一些地区氣候潮濕,導致內部的磁粉容易結塊而故障,因此Nissan開始發展可以適應各地氣候的CVT系統。1997年,從Nissan第二代Hyper-CVT開始改採扭力轉換器,因此早已無N-CVT時期的問題,而且耐用度大幅提升。第三代X-CVT更進一步採用高剛性材質鋼帶設計,前所未見的換檔平順度,非但不會造成動力耗損,且油耗也比同型自排車節省約10%。此外,無段變速系統若用於大排氣量的引擎,需要靠的即是前面提到的鋼帶設計及精密技術,目前全球多數擁有此技術的車廠,仍僅能將其用於小排氣量車款上。



(VQ引擎的大馬力夙負盛名,X-CVT因為獨特的鋼帶設計,成為全球第一具能與高性能引擎匹配的變速系統。)

Nissan突破材質與技術的限制,透過高剛性加大V型鋼帶的設計,開發了可以搭載在3.5升引擎的X-CVT,目前Nissan的LSUV Murano正是全球首部搭載無段變速系統的3.5升車款,透過X-CVT無段變速系統,Nissan已充份展現在創新科技方面的優異能力。



(Nissan Murano是全球首部搭載無段變速系統的3.5升車款,透過X-CVT無段變速系統,Nissan已充份展現在創新科技方面的優異能力。)

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