除了对CVT变速箱情有独钟的日系车，还有10万左右的国产车加入了CVT阵营。诚然，CVT变速箱可以给车辆带来不错的油耗和乘坐舒适性，但是很多CVT在冬天“打不开”的问题确实是很多车主头疼的问题...那么CVT变速箱的防寒问题从何而来？
要了解CVT为什么会有防寒的问题，我们首先要知道CVT是如何工作的。实际上，CVT主要通过三个部分来实现变速功能，这三个部分是两个锥形轮和一个钢带。如上图所示，其中一个斜齿轮会与发动机的动力输出相连，称为主动斜齿轮；另一个是由主动斜齿轮通过钢带带动的从动斜齿轮。钢带的作用很明确，就是负责将主动锥轮的动力传递给从动锥轮的介质。没错，CVT的动力传递就是这么简单，和满大街跑的自行车没太大区别。
既然我们知道了CVT是如何传递动力的，那我们就该知道CVT是如何实现扭矩变化的了。众所周知，无论是手动、AT还是双离合变速箱，都是通过不同档位匹配不同大小的档位，通过档位之间的大小比例来调节转速和扭矩。但由于CVT变速箱没有传统意义上的齿轮，所以CVT的调速和扭矩转换功能会由两组锥齿轮通过改变各自的周长来实现。 如上图所示，斜齿轮内侧的宽度由中心向四周逐渐变宽，所以当带动力夹的主动斜齿轮到中间时，钢带会沿着斜齿轮的倾斜侧壁向上移动。这样一来，主动锥齿轮一侧的周长就变长了，齿数比也会随之变化。 但是，由于钢带的长度不能改变，CVT变速箱需要在保证传动比变化范围足够大以满足小型化要求的同时，使体积尽可能小，所以当CVT变速箱“升档降档”时，主动锥齿轮和从动锥齿轮的周长会一起改变。其中“升档”的变化方式是主动锥齿轮变大，从动锥齿轮变小，使从动锥齿轮在降低扭矩输出的同时提高转速。降档正好相反。 具体到使用场景，车辆起步时，主动锥齿轮的周长最小，从动锥齿轮的周长最大，相当于用小齿轮带动大齿轮。这时候驱动端会因为周长小而转的很快。随着被驱动端长大，会慢慢转，但会很有活力。这样可以最大化发动机端的扭矩。 随着车速的逐渐提高，主动锥齿轮开始变大，从动锥齿轮开始变小，它们之间的齿数比间隙也开始变小。此时发动机转速会不变，但速度会越来越快。 当车速达到一定程度时，主动锥齿轮的周长会开始大于从动轮，相当于手动变速箱上的5档和6档作为超速档，最终实现发动机少转，车轮多转的效果。 由于CVT的锥轮在车辆起步、逐渐提速、高速行驶三个变速过程中变化极其线性和细腻，所以在at和DCT换挡时CVT不会感到顿挫，所以无级变速的CVT有“最舒适变速箱”的美誉。 至于大家一直在讨论的CVT钢带打滑问题，在一些老款车型上也曾经存在过这种现象。但是现在随着CVT变速箱精度的提高，电控系统对发动机扭矩控制能力的提高，无论是大部分日系车用的皮带，还是欧美车加斯巴鲁用的更强的链条，都不会出现打滑的问题。 说完CVT的两个锥形轮是如何与钢带配合工作的，就不得不提液力变矩器，它可以让CVT变速箱如虎添翼。液力变矩器作为AT变速箱的御用配件，因其能如其名直接改变整个动力系统的扭矩输出而受到自动变速箱的青睐。尤其是低速起步时，需要较大的扭矩，变矩器会直接充当放大器的作用，为车轮提供更大的扭矩，从而增强车轮的驱动力。不仅如此，液力变矩器在某些工况下以油传递动力，还能在一定程度上吸收发动机多余的振动冲击，使动力总成运行更加平稳，增加了车辆的高级感。而在走走停停的行驶环境下，带液力变矩器的CVT车型就不用担心再次起步时离合器接合的冲击，就像那些不带液力变矩器，带摩擦片离合器的CVT车型一样。综上所述，虽然早些年液力变矩器不一定是CVT变速箱的标配，但在这个注重驾驶品质的时代，恐怕没有哪个厂家敢舍弃液力变矩器这个“高级”部件。 在寒冷的冬季，车辆长时间停放在零下十几度的室外环境中，其变速器油温也会向寒冷的室外温度逼近，因此变速器油的流动性会大大降低，导致无法为CVT的锥形轮、钢带等结构提供足够的润滑和保护作用。同时，与CVT共用传动油的液力变矩器，由于传动油流动性差，不能达到发动机最佳的扭矩转换和过度吸振功能。所以为了保证CVT变速箱在低温下不会因为高扭矩功率输入而损坏，也为了让变速箱油尽快达到最佳温度状态，CVT变速箱有一个“冷保护”机制。 冬季我们冷启动车辆时，车辆会首先限制发动机的扭矩，防止驾驶员在冷状态下剧烈驾驶，从而对CVT的钢带和锥轮造成损伤。 在保证了CVT的安全性之后，接下来就是如何让变速器油快速升温了。这项任务由液力变矩器和CVT共同承担。在液力变矩器中，要想快速升温，就意味着液力变矩器的发动机连接的泵轮需要转得更快，这样才能将更多的机械能转化为热能，也就是说当车辆离开室外停车位时，发动机需要转得更快。但发动机提速时，通常会带来更大的扭矩，会对冻结的变速箱造成冲击。为了解决这个问题，发动机工程师会在“CVT防寒”的暖机阶段限制发动机的进气量和喷油量，让发动机产生的实际功率突破发动机自身的运行阻力，达到更高的转速。其实高转速低扭矩的效果和原地油门吊杆原理差不多。这样，变矩器就可以在短时间内完成变速器油加温的任务。 在CVT变速箱中，为了尽快提高变速箱油的温度，还需要将更多的机械能转化为热能。它采用的方法是减小主动锥齿轮的周长，增大从动锥齿轮的周长，以达到大传动比的“低档”效果。这样，发动机可以以更高的速度驱动主动锥齿轮和从动锥齿轮。同时，由于“低档”和大传动比的设置，车辆在行驶过程中不会被迫产生不必要的加速。 综上所述，在CVT防寒的暖机阶段，整车会呈现出发动机转速很高，但车辆加速很慢的状态。此时叠加CVT本身平稳的“升档”模式，会再次加剧驾驶员对车辆无法加速的主观判断。一般来说，在-20度的环境温度下，一般CVT车型只需要在低温保护下行驶1km，变速箱就可以恢复正常。 到目前为止，我们已经回答了大部分CVT发动机在冬季出现冷保的原因和机理，但这还不包括一个经常被诟病CVT冷启动的日系品牌。同时，对于这个品牌的车主来说，他们当然不认同我们说的CVT防寒问题只开了1km就解除恢复正常的说法。如果他们的车内环境在-10度以下，不采取有效措施，甚至可能行驶十几公里到目的地，CVT变速箱温度也不会升高。造成这种现象的原因是该品牌的CVT变速箱采用了与其他品牌CVT不同的加热方案。 为了让变速器油快速升温，这个品牌在上述通过提高转速来加热变速器油的方法基础上，还设计了让变速器油通过水箱内冷却液的管道机构。在理想状态下，由于水箱中的冷却液比变速箱油中的冷却液升温快，这种结构可以使变速箱油利用高温冷却液，简单地通过拉高转速来发热，达到比其他CVT更快的升温速度。同时，当变速器油的温度上升到100度以上的工作温度时，以及在激烈行驶过程中温度高于110度时，通过90度左右的水箱的设计也可以帮助变速器油起到一定的冷却作用。 这个方案看起来很巧妙，但是这个换热系统实际工作效果遇到零下十几度的严寒天气就不会那么理想了。因为在严寒天气下，虽然水箱中的冷却液仍然会先于传动油升温，但根据热交换原理，冰冷的传动油在吸收冷却液的热量后，也会导致冷却液降温，这无疑会拉长冷却液达到理想工况的时间。 更糟糕的是，当车辆在低于零下十度的环境温度下行驶时，水箱与冷风的迎面碰撞会导致水箱中的冷却液被强制冷却，造成热量散失。因此，冷却剂和变速器油都面临温度升高受阻的情况。此时如果车辆碰撞体积过大，可能会出现行驶10公里以上CVT变速箱防寒无法解除的情况。...... 所以这个品牌车型在严寒天气下通过提高发动机转速来提高发动机和变速箱温度的时间会明显长于其他品牌车型使用常规CVT的时间，同时转速也会高很多。而且这个品牌的CVT变速箱为了避免低温下高扭矩对钢带和伞齿轮的损坏，在防寒阶段会强烈拒绝“升档”，甚至直接断开与发动机连接的离合器，以保护自身部件的健康。最后的结果就是发动机转速上去了，但是转速不能正常提高。...... 如果你有室内停车的条件，那么我们建议你尽可能在室内停车场预热汽车1、2分钟。当水箱中的冷却液温度升高时，它可以在行驶到外面之前加热变速器油。否则直接开出去，冷却液的加热条件会太差。如果不具备室内停车条件，也可以尝试用板材堵住前进气格栅的通风部分，减少车辆碰撞对水箱内冷却液的强制冷却。 虽然CVT变速箱有换挡不顿挫，能让发动机始终运行在最高效率区间的优点。但由于钢带锥齿轮的动力传递方式更为脆弱，CVT在冷启动时无法与实心齿轮相比，这是目前所有CVT变速箱面临的最大问题。所以如果你平时开快车，受不了车辆冷启动后糟糕的驾驶感受，那么CVT车型可能真的不适合你！
