趣味機型：裝備CVT變速箱的汽車真的省油嗎？

名詞解釋：

• CVT-continuously variable transmission，釋義為連續可變傳輸，用於命名變速器則為「無級變速器」。

日系汽車普遍使用這種機型，但這種變速器不是日本的某個車企發明；發明它的人叫做【範·多明斯】，是一個荷蘭人。而在這種自動變速器被髮明的二十餘年前（1939年），4AT變速箱已經開始大量應用，推出的十年就已經裝備了數百萬輛車，這在上世紀中葉已經是非常可觀的數字了。

那麼為什麼範多明斯還有發明CVT呢？參考下圖。

這是無級變速器的核心結構，可以稱之為錐輪和鋼帶，是不是很簡單？答案是肯定的。範多明斯發明這種變速器的初衷正是要降低自動變速器的製造成本，以拉低自動擋汽車的售價（消費門檻）。

但是這種機型的缺點非常多，在對車輛品質要求不是那麼低的歐洲車市，CVT被無情地淘汰了；其缺點主要在於特殊的換擋結構，也就是錐輪鋼帶的滾動摩擦，但是初期的無級變速器用的還不是鋼帶，而是“皮帶”。

問題：踏板摩托車是不是各類摩托車中油耗最高的呢？

答案還是肯定的！很多排量低至125cc的小踏板，其耗油量直逼500cc的準重機車。造成油耗過高的核心因素排除發動機的技術落後以外，其裝備的“皮帶”無級變速器也有很大的影響。

CVT換擋的方式比較特殊，兩組錐形輪的夾角都可以變化；主動錐輪的夾角“拉伸”之後則皮帶會往內部滑，從動輪的夾角“收縮”則會把皮帶往外推——拉伸等於縮小主動輪的圓周長，等於讓大齒輪變成了小齒輪；收縮等於增加圓周長，小齒輪變成了大齒輪。説白了這就是用錐輪的夾角變化模仿大小齒輪比，不同的齒輪比可以實現增扭或加速。

圖1：錐輪鋼帶角度變化與傳動比的關係

圖2：動態演示

這是無級變速器的換擋原理，但換擋的基礎還沒有説明——「皮帶摩擦傳動」。主動輪和從動輪是不接觸的，想要讓主動輪推動或拉動從動輪轉動，需要的是一個“傳動帶”；皮帶連接兩個錐輪就起到了傳動帶的作用，這樣的傳動模式有什麼缺點呢？

核心缺點是動力損耗過大，因為滾動摩擦的過程中是存在動力損耗的。滾動摩擦是不是會產生高温呢？車輪也是滾動摩擦，長時間駕駛總能升高温度，温度可以高達100℃左右；然而熱能也是能量，輪胎滾動升温的熱能來自車輪輸出的動能。也就是説部分動力會轉化為熱能，但這裏的熱能是“無用功”。

能量是守恆的，CVT的鋼帶錐輪滾動摩擦也會產生熱能，而且温度會比較高；也就是説CVT傳動過程中損耗了很多動力，温度越高損耗的動力越多。燃油車內燃機的熱效率本就很低，燃燒產生的能量有70%左右都是要被浪費掉的，那麼再加上變速器過大的動力損耗，踏板摩托的油耗必然會很高。

簡而言之就是動力損耗過大，只能依靠拉昇轉速提高車速，轉速越高油耗越高；所以踏板摩托不省油，CVT的汽車肯定也不能省油了、除非車身很輕盈。

鋼帶錐輪的問題以及省油的方式解析

汽車的無級變速器不用皮帶傳動，因為橡膠材質的皮帶的強度很低，承受不了汽車發動機的扭矩；所以皮帶只適合踏板摩托使用，汽車用的是鋼帶或鋼鏈。然而這種鋼帶的問題會更多，因為鋼帶與金屬材質的錐輪以滾動摩擦的方式傳動，過程中產生熱能的同時還會產生磨損。

任何物體的滾動摩擦都會磨損，不論是皮帶輪還是汽車輪胎；但是皮帶更換的成本並不高，而鋼帶更換的成本很高且更換後的變速器運行穩定性會變得很差。所以無級變速器因磨損嚴重而打滑丟轉之後，一般都要更換總成，費用動輒五位數甚至六位數。

為了降低鋼帶磨損的程度，CVT的鋼帶錐輪還需要進行嚴格的潤滑；潤滑系統是否會再次影響傳動效率，這個問題可以撇開不談，但是“低温保護”的程序必然會大幅提升耗油量。冬季的時候温度總會很低，變速箱油低温的流動性能又很差；結果則是低温冷啓動車輛之後，變速箱油無法進行有效潤滑，必須原地加熱變速箱油之後才允許換擋。

低温保護時間是不固定的，温度稍低一些則一分鐘就有可能解除，但温度稍微低至零下一位數或兩位數之後——低温保護程序的時間可以長達十幾分鍾才能解除，這一階段會大幅提升耗油量！

低温啓動時的發動機機體與防凍冷卻液的温度也很低，而熱能會從高温物體傳導至低温物體，反向理解為低温物體能吸熱也型；燃油汽車的動力是依靠燃燒產生的熱能來轉化，那麼熱能被低温物體過量吸收之後，動力是不是會更差呢？

動力會差到以平均800rpm的轉速怠速都不穩定，所以必須提高轉速到1200rpm左右，怠速的發動機才不會有明顯的抖動感。

然而轉速越高油耗越高，ECU又會在冷啓動熱車時加大噴油量；熱車過程中的平均油耗會是熱車後的平均油耗的一倍，怠速每小時的耗油量大約時排量的½~⅓。由此可見不得不怠速熱車的油耗會有多高了，內燃機升級為電噴而淘汰化油器，原因正是化油器也需要冷啓動加熱，這會大幅提升油耗和增加尾氣排放，所以才被不受穩定異響的電噴系統替代。

綜上所述，裝備CVT的汽車即使在温暖的環境中使用，其過大的傳動損耗也會讓車輛比同級裝備AT或濕式雙離合的汽車高；反之在低温環境中冷啓動，CVT的耗油量就會相當高了。而且會因燃燒不充分而快速形成積碳，大部分積碳都是在原地熱車過程中形成的，即使是手動擋車也不例外。（電噴發動機不需要原地加熱）

重點是CVT的使用壽命相當短，平均十幾萬公里需要大修或更換是比較正常的，駕駛風格剽悍一些的車輛甚至幾萬公里就要更換；所以無級變速器既不省油、也不省心、還不省錢，除非車輛的價格足夠低，否則裝備這種機型的車輛不建議消費者選擇。