丰田direct shift CVT连续可变变速箱
CVT变速箱优缺点如下：
cvt 无级变速器(cvt：continuouslyvariabletrans-mission)与有级式的区别在于，它的变速比不是间断的点，而是一系列连续的值。
cvt结构比传统变速器简单，体积更小，它既没有手动变速器的众多齿轮副，也没有自动变速器复杂的行星齿轮组，它主要靠主、从动轮和金属带来实现速比的无级变化。其原理是与普通的变速箱一样大小不一的几组齿轮在操控下有分有合，形成不同的速比，像自行车的踏板经大小轮盘与链条带动车轮以不同的速度旋转。由于不同的力度对各组齿轮产生的推力大小不一，致使变速箱输出的转速也随之变化，从而实现不分档次的徐缓转动。
cvt采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递，即当棘轮变化槽宽肘，相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速，传动带一般用橡胶带、金属带和金属链等。cvt是真正无级化了，它的优点是重量轻，体积小，零件少，与at比较具有较高的运行效率，油耗较低。
但cvt的缺点也是明显的，就是传动带很容易损坏，不能承受较大的载荷，只能限用于在1升排量左右的低功率和低扭矩汽车，因此在自动变速器占有率约4%以下。近年来经过各大汽车公司的大力研究，情况有所改善。cvt将是自动变速箱的发展方向。
优点：
1、CVT可以补充变速的损耗，使得引擎一直工作在最高效率状态下，使得油耗和排放减低。
2、CVT运转平顺，没有换挡时候造成的顿挫感。
3、CVT故障少，使用成本低。
4、CVT比其它变速箱少25%的移动零件。
5、CVT更加便宜，但是维修起来仍旧很昂贵。
6、CVT变速箱油更换频率比自动变速箱低。
缺点：
1、很多早期CVT汽车性能不佳。
2、CVT运转过于“顺滑”，这可能给人动力不足的感觉（由于许多驾驶员习惯于汽车启动时候的“抖动、顿挫”感觉）。现在这个“抖动”感觉可以有CVT控制软件模拟。
3、由于CVT在很大一个速度范围里保持引擎转速恒定不变，踏油门加速时候引擎不会像自动变速箱汽车运转声音发生变化，这个会使很多驾驶员产生错觉，以为汽车动力不足。
4、CVT的扭矩受变速介质（通常是皮带或者链条）所限，所以2005年前产的CVT变速箱只能适用于小排量或者“轻任务”汽车。但是，使用“先进润滑油”的CVT变速箱，已经被证明可以支持任意大小扭矩的动力输出，包括使用在公共汽车，重型卡车和工程机械上。
任何种类的自动变速（包括CVT）可能在某些地区不受消费者欢迎和接受。举例：欧洲小型车市场（特别是意大利）。但是在美国日本，自动变速箱在任何尺寸汽车上都是主流产品。
首先不论是AT还是DCT相对手动挡最根本的特征就是在换挡过程中扭矩不中断，也就是加速度不中断。比如下面这个图显示的就是1升2挡DCT对比手动挡换挡中发动机转速的表现：蓝色为手动挡而红色为DCT。当你驾驶手动挡汽车的时候，换挡的过程中需要踩下离合踏板，于是离合器打开，发动机瞬间失去了和车轮转速的同步连接，发动机转速向怠速转速回归。与此同时也暂时失去了发动机的驱动扭矩，可以感觉到加速过程的中断。而当你驾驶的自动挡无论是AT还是DCT，扭矩在换挡的过程中都是从一个离合切换到另一个，发动机的转速也是从一个速比平稳过渡到另外一个速比。
整个过程中发动机的扭矩持续通过两个离合同时传递。这个过程在自动变速箱领域叫做Torque Handover（扭矩交替）。就是扭矩先从一个离合传到另外一个离合, 之后再经过转速同步，加载后的新挡位转速和发动机端的转速同步这时就可以完成换挡了（也可以先转速同步再扭矩交替）。以油门升挡为例，具体过程我画了一个草图来表示：AT和DCT的第二个共同点在于，虽然在结构上大相径庭，但是最终回到扭矩传递的基础单元上却是完全一致的，都是靠离合器来传递扭矩，扭矩传递的过程也都是从一个离合平缓传递到另一个离合。当然AT使用的离合器特性和DCT是不一样的，数量也远比DCT多，因为要兼顾速比调整的角色。
首先AT比DCT省去了类似手动挡的拨叉和同步器挡位选择机构，一切速比的选择完全由行星齿轮+离合器组合来实现，在挡位交替的同时通过切换离合器同步实现挡位的切换。而DCT是要先通过拨叉和同步器来加载需要的挡位之后才能进行换挡的，所有DCT都不可避免的要经历这个过程。比如下图所示的是大众DQ250 6速湿式变速箱的结构图，我用红色圈出了同步器和结合齿圈的位置，只有需要的挡位由拨叉和同步器加载完成之后才能使用离合器进行扭矩交替完成换挡。
但目前为止，一般情况下的CVT宽速比化是下面这样做的。就是在原有基础的两端分别进行低速化和高速化。但这么做会带来一个问题，就是钢带的动力传递效率会随着速比的变大而降低。也就是发动机热效率提高的同时传动效率降低了。这样一来一去，很可能在某些情况下宽速比化的意义就不大了。于是OEM们针对这个问题进行了不同的探索，比如日产当年做过这么一个东西。它就能够在拓宽速比的同时不降低传递效率。然后这次丰田针对宽速比化提出的解决方案就是这次推出的Direct Shift-CVT了。丰田在原有的CVT总成之外又追加了一个可以和发动机直连的齿轮，在启动和低速行驶时直接用齿轮驱动，在高速时才会切换到普通CVT。
这个区别对于以前传统的AT和DCT来说各有优势：
AT的优势在于不仅省去了这些挡位同步器，还省去了相关的挡位传感器，由此不仅省去了这个换挡机构而且少了一组很容易因为摩擦而过热的同步器，整体变速箱的可靠性明显变高了。
在DCT变速箱的研发阶段，我经常会见到因为挂挡（挡位转速同步）时间过长而导致首先普及一个常识，那就是CVT的可调速比越宽，理论上整车油耗就会越低。因为可调速比越宽就可以尽可能多的使用发动机热效率高的区域，近年来AT的多段化有一大部分原因就是基于这个背景。
那么丰田是怎么解决传动效率的问题的呢？其实从下面这张图可以看出，算上齿轮后总的速比的确是变宽了，但其实CVT部分的速比反而是变窄的。然后开头我们就提到，速比越窄传动效率就越高，所以说丰田在另一份资料里说的这台CVT的传动效率接近他社DCT的就是这么实现的。而且用齿轮直连的另一个好处就是加速响应速度比以前的CVT有了飞跃性的提升。
最近很多朋友买车换车考虑丰田的车型，从卡罗拉、雷凌、RAV4到凯美瑞、亚洲龙。问起小星到底丰田的CVT变速箱怎么样，有什么优点。甚至一些专业的朋友对比试了不同品牌的CVT车型后发现丰田的CVT不管怎么折腾油耗都很低。今天就随着小星一起来了解一下丰田专利的direct shift CVT的技术细节吧。
快速迭代的丰田CVT变速箱
↑丰田direct shift CVT变速箱剖视图
CVT变速箱的全称是Continuously Variable Transmission连续可变自动变速箱。CVT的传动方式不同于大多数自动变速箱所采用的齿轮传动，而是使用了钢带摩擦传动。其速比的控制由一组两个可变宽度的滑轮槽实现。低速模式“Low Gear”。输入滑轮槽宽，输出滑轮槽窄。导输入传输半径小而输出传输半径大。因此发动机输入轴转速高于输出轴。相应的超速模式“Overdrive Gear”。输入滑轮槽窄，输出滑轮槽宽。输入传输半径大而输出传输半径小。因此发动机输入轴转速低于输出轴。这就类似于变速山地自行车的调速原理。由于滑轮槽的宽度是连续电控可变的，因此相应的输出速比也是连续可变的。
↑丰田CVT变速箱的快速迭代
由于CVT变速箱在日本有很高的市占率，丰田集团一直持续投资CVT变速箱的研发。从2000年至今丰田CVT变速箱已经迭代至第四代。其中燃油经济性则是演进的重要指标，最新的丰田direct shift CVT较上一代CVT变速箱节油超过6%。那么是什么秘诀帮助丰田在不断更新CVT变速箱的过程中保持燃油经济性的优化呢？我们来看看其中的秘密。
↑丰田direct shift CVT变速箱的工作原理图
最新的丰田direct shift CVT变速箱代号K120。它创新的加入了一套一档直驱齿轮系统。当低速时通过离合器切换到齿轮驱动Gear Drive模式，动力由绿色路径所示由齿轮直接传递动力。当较高速度时通过离合器切换到带轮驱动Belt Drive模式，动力由红色路径所示由钢带和滑轮槽连续可变速比的传递动力。
↑丰田direct shift CVT变速箱的工作模式
由于上述的工作原理，CVT变速箱就有了它的几个鲜明特点。
优点：
1.更好的燃油经济性
2.更富驾驶乐趣。
3.更轻更紧凑的变速箱设计。
↑丰田direct shift CVT变速箱的直驱齿轮系统
丰田direct shift CVT变速箱引入直驱齿轮系统就是为了克服传统CVT的缺点。由于CVT变速箱采用的是钢带摩擦传动，因此对动力输出必须进行限制。否则可能超出静摩擦力而出现相对摩擦，从而磨损钢带。有了直驱齿轮的direct shift CVT变速箱不再需要低速时限制发动机的输出功率和扭矩。
↑日产XTronic变速箱与传统CVT变速箱比较
其实最早日产集团就引入了齿轮系统，不过并未分化出单独的两种驾驶模式。由于日产旗下的SUV车型车重非常重，又要与大马力的发动机配合。因此日产开发了XTronic变速箱方案，在传统CVT变速箱方案的液力变矩器和两组传输滑轮的基础上去除了离合器模块而换成了可传输更大动力的行星齿轮组。而丰田则更彻底的让齿轮系统完全负责低速齿轮驱动模式，并广泛适配TNGA平台的车型。
丰田direct shift CVT变速箱优势详解
A.更好的燃油经济性
↑丰田direct shift CVT变速箱变速范围比较
当今变速箱发展方向是更宽广的变速范围。既兼顾低速挡的加速性能，又兼顾高速档的油耗。这一直是CVT变速箱发展的难点。传统CVT受制于滑轮槽的体积速比一般在6.5左右。丰田direct shift CVT变速箱由于低速交由齿轮直驱，带轮部分连续可变速比设计更照顾中高速区间。因此整体速比达到了更优的7.5。发动机可以容易地保持在经济转速区间，从而获得了更好的燃油经济性。
B.更富驾驶乐趣
↑丰田direct shift CVT变速箱加速特性比较
由于低速挡由齿轮直驱，丰田direct shift CVT变速箱加速特性的黑色曲线相较传统CVT的灰色曲线有更好的加速响应和更高的加速度。一方面在齿轮驱动模式下可以直接爆发发动机的潜力。另一方面带轮驱动的设计做了性能优化，滑轮槽的夹角从11度减小至9度，获得了20%的响应速度提升。使得配备该CVT的TNGA平台车型更富驾驶乐趣。
C.更轻更紧凑的变速箱设计
↑丰田direct shift CVT变速箱带轮体积比较
虽然丰田direct shift CVT变速箱拥有更复杂的结构和更好的性能，但是作为变速箱主体的滑轮槽则得以简化。滑轮槽的设计偏向照顾中高转速，降低了负荷要求。因此滑轮槽惯量得到了40%的优化。变速箱设计更轻更紧凑。
综上所述，丰田direct shift CVT变速箱创新的引入了齿轮驱动模式和带轮驱动模式。从而在传统CVT的基础上获得了更好的燃油经济性、更富驾驶乐趣和更轻更紧凑的变速箱设计。希望以上的介绍能够让你对丰田CVT变速箱的了解更进一步。
介绍视频：
参考文献和扩展阅读
SAE论文2018-01-1062 Development of New Continuously Variable Transmission for 2.0-Liter Class Vehicles
SAE论文2015-01-1101 Development of New Continuously Variable Transmission for
2.0-Liter Class Vehicles
SAE论文2014-01-1730 Development of Driving Force Control Technology of CVT for North American Market
SAE论文2014-01-1728 Development of New Generation Continuously Variable Transmission
SAE论文2013-01-0367 Development of Ratio Control System for Toyota's New Continuously Variable Transmission
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
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烟台市17718553974： 丰田cvt变速箱质量可靠吗 - ？
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伏东海迈： 车身稳定控制系统(VSC),英文全称Vehicle Stability Control .它是由丰田汽车公司开发的一种主动安全系统.与其功能相近的系统还有宝马的DSC动态稳定控制、博世的ESP电子稳定程序.近几年来,丰田在主动安全性方面取得了巨大的成就,从美国的权威J.D.POWER的测评结果来看,雷克萨斯主动安全技术方面的评价超过宝马和奔驰.其间,VSC系统功不可没.作为车辆的辅助控制系统,它可以对因猛打方向盘或者路面湿滑而引起的侧滑现象进行控制.当传感器检测出车辆侧滑时,系统能自动对各车轮的制动以及发动机动力进行控制. 希望我的回答能帮到您.
烟台市17718553974： 丰田ecvt变速箱质量可靠吗 ？
伏东海迈： 丰田ecvt变速箱质量可靠.丰田ecvt变速箱寿命是比较长久的,几十年没问题,也是可靠性最高的变速器,因为它的齿轮是咬合的,变速箱根本没有物理动作,理论上根本就不可能坏,比手动变速箱还简单.
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烟台市17718553974： 卡罗拉12t变速箱有齿轮起步吗 ？
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