图1 带有液力变矩器的传统CVT：行星轮前进/空挡/倒挡组件在从动锥轮处连接

荷兰DTI公司研发的下一代低成本、新型超高效锥轮CVT的效率可提高约10%，成本降低目标为15%～20%。这使得在激烈的变速器技术方案的角逐中，CVT与AT和DCT一样同样具有强大的竞争力。

传统液压锥轮CVT

当前这一代CVT无级变速器以其相当一致性的布置为特征，即（从输入到输出）液力变矩器、机械驱动泵、行星齿轮前进挡－空挡－倒挡组件、（绝大部分）带有推力钢带的锥轮变速机构（variator）、主传动和差速器（见图1）。这一成熟的拓扑结构在过去30年的CVT发展进程中得到了优化，现在的效率已经达到平均80%～85%，成本相当于5/6速前驱自动变速器（AT）。目前AT和CVT都面临着6/7速双离合变速器（DCT）和（前驱）8/9速AT的竞争：这些新的变速器效率很高且速比范围更大，这是CVT锥轮变速机构所不能达到的。

现在有一种新型CVT，它将一个较小的变速机构与一个两速的自动动力换挡（Powershift转矩保持换挡）组件相结合，速比范围达到7以上，但仍然低于竞争变速器在更高效率下实现8～10的速比范围。

图2 “新型超高效CVT”的部件布置

本文提出一个新的锥轮CVT结构，该结构使速比范围、效率和装配尺寸在一个更高的水平上达到平衡，因而可以将CVT带回到具有相当竞争力的变速器队伍中。

下一代液压锥轮CVT

与当前这一代CVT在20世纪80年代末开始起步时类似，这款“新型超高效CVT”（其部件布置见图2）的设计初衷是为了满足最大200 Nm的低转矩车型的需要。这一初始设定的主要原因是它不仅可实现效率上的大跨越，而且还能降低成本，这对于低转矩车型是至关重要的。DTI公司认为，在变速器市场引入这款“新型超高效CVT”所需要的所有验证应该在较低成本的细分车型中进行。

图3  动力起步模块：带有锁止离合器的行星轮制动装置，用于起步和1～2挡动力换挡

这款“新型超高效CVT”结合了超高效率的自动化手动变速器（AMT）技术和一个小速比范围的紧凑的CVT变速机构，如此可以发挥AMT和CVT的长处，舍弃他们的短处。在此之上，它还采用了DTI公司成熟的动力换挡AMT技术的一个变型。该动力换挡用来在到达CVT变速机构控制范围之前，实现相当于1～2挡的动力换挡。该动力换挡组件的速比范围为1.6，而紧凑的变速机构的速比范围设置在3.5～4.5。这样，总速比范围达到5.6～7.2之间，这对于低转矩细分车型来说已经足够宽了。对于较大转矩的车型，原来速比范围最高为6的变速机构可以与速比为1.6的动力换挡组件相结合，速比范围可达到10，更具竞争力。这款“新型超高效CVT”的功能概述如表所示。

在提高效率方面，最大的跨越是通过大幅降低油泵的负荷得以实现，这是由于该油泵既不需要提供很高的流量（用于液力变矩器起步），也不需要提供高压力（用于CVT锥轮夹紧）。与传统CVT不同，“新型超高效CVT”来自于起步装置的热量像在干式离合器里面一样被（不旋转）钢制压盘所吸收，用于锥轮的夹紧油压是通过一个开/关泵和蓄压器的结合而产生的，这也可在液压（执行机构）AMT中看到。起步性能和吸热能力与所有成熟的（自动化的）手动变速器传动系统相似甚至更好。“新型超高效CVT”平均泵油载荷从传统CVT的500 W减少到低于100 W。这个紧凑的变速机构（速比范围约为4）实现了更高的机械效率，因为锥轮的挠曲和打滑损失因紧凑和刚性变速机构设计而大幅减少。

DTI公司目前在为“新型超高效CVT”寻找合作伙伴并准备样机。据验证，其效率可提高约10%，成本降低目标在15%～20%之间。