舒適的坐在駕駛座上,你正享受著汽車帶來的移動樂趣。在科技越來越進步的時代,駕駛者能做的事情越來越少,好比經驗老到的飛行員,遇到自動駕駛系統,飛行就只剩下航管通訊,還有,喝咖啡。觸摸排檔桿的機會少了,我們卻鮮少注意在舒適車艙底下,科技的力量已經取代了忙碌的右手,複雜精密的變速系統,讓駕駛者能夠更從容地應付道路狀況,若少了它,就算是五百匹馬力,也只不過是非洲草原上的一群生物。

齒輪魔術

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?

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。

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。

第三代 X-CVT 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%。

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。

便利時代

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。

CVT 在機構上與傳統自排的差別在於,CVT 系統運轉是透過動力輸入軸與輸出軸上的錐盤帶動皮帶作動,不像傳統變速系統採用複雜的齒輪構造。CVT 比傳統自排系統少了 40%的零件,體積小、重量輕,不但能夠降低油耗,而且不易損壞,減輕車主維修保養的負擔。同時,CVT 在動力傳輸上沒有傳統自排的齒比落差,因此動力傳輸過程直接無損耗,也沒有換檔的頓挫感。正因為 CVT 具有這些優點,目前已逐漸成為汽車市場主流,包括 M-Benz A-class、B-class、Audi A4 及 A6 等高級品牌車款,都搭載了 CVT 系統。

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。

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;但由於台灣氣候潮濕,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。

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 進口的 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。

Nissan 因應消費者需求與全球汽車工業發展趨勢,將全力發展 X-CVT,為消費者提供昂貴的 Hybrid、高價柴油車款之外,另一個既聰明又大眾化的省油選項。Nissan 總代理裕隆日產汽車也計畫於未來的國產車款上逐步導入第三代 X-CVT,為國內消費者提供最佳的移動品質。