众所皆知,许多目前民用车上的先进技术都源自于F1赛车。早期有单体车身结构与通风碟式刹车,近期较闻名的也有ESP动态稳定系统及本田车厂引以为傲的VTEC可变气门正时系统,但鲜少人知有一项变速箱技术却因为FIA的阻挠而胎死腹中,那就是我们今天要介绍的CVT无级变速系统及它背后的故事。
F1工程师眼中的理想世界,就是让引擎能够在最长的时间里以最佳效率(最大扭矩或最大马力状态)运作,但这个目标在传统的变速箱设计上因为受限于齿轮组的数目而困难重重,唯一有可能实现这个梦想的变速箱设计原理就是CVT(Con-tinuouslyVariableTransmis-sions)无级变速系统。
CVT并不是什么高科技,今日多数的速克达(Scooter,又称踏板摩托车)都采用这类变速箱设计。简单来说它的构造是两个可以改变半径的滑轮加上传递动力的皮带(后期为了适应于大马力输出的引擎而改用钢带),透过两个半径可以改变的滑轮来仿真传统变速箱内的不同齿轮比例。CVT变速原理的发明人是荷兰的Hub与WimvanDoorne兄弟(当时称为Variomatic变速箱),他们俩创立的DAF公司也在之后50年不断推广CVT变速箱。这项传动技术在40年代诞生时首先被应用在军事用途,随着技术不断改良,80年代CVT在迷你车款上大放异彩:包括福特嘉年华、菲亚特乌诺60、富士Justy、日产Micra与菲亚特Punto都采用了CVT变速箱。
对F1车队来说、CVT有着无可抗拒的吸引力:它意味着可以移去沉重的传统变速箱,更重要的一点是只要透过计算机控制,F1赛车在加速时可透过连续更改滑轮比例而将引擎转速固定在最大扭矩值,进而缔造出无可比拟的加速成绩!1991年DAF公司找上了威廉姆斯车队技术总监海德,讨论过后双方决定共同开发在F1赛车上使用的CVT系统。
当时CVT系统最大的技术瓶颈在于该系统无法使用于大马力及高扭矩输出的引擎上,但DAF公司花了半年的时间研发出可用于800kW(相当于1072匹马力)引擎的CVT系统,虽然此系统只有4小时的寿命,但也足够在F1比赛中使用。威廉姆斯车队将搭载CVT系统的赛车命名为FW15C,并由当时的测试车手库特哈德(今日迈凯轮的出赛车手)进行测试。库特哈德在测试过后对这辆赛车大加赞赏:FW15C不但在加速过程中毫无间断,它也可以使用过去在卡丁赛车上的左脚刹车技巧。而且,威廉姆斯车队还开发出一个可让车手在驾驶时调整最佳引擎转速的开关(当领先对手一段距离时,可选择减轻引擎负荷)。
可惜正当CVT准备轰动F1赛坛时,FIA却在1993年赛季宣布禁用所有车手辅助驾驶装置:而CVT与ABS、ESP、主动悬挂系统都列于名单内。无奈之下,FW15C赛车只得移到DAF公司的博物馆内供后人凭吊。
虽然CVT在F1赛道上师出未捷身先死,但当时发展的技术却没有消失:之后DAF与奥迪车厂共同研发出以CVT为基础的multitronic系统,并搭载于A4、A6与A8车系上。读者如果有机会试驾奥迪A41.8T或是A43.0车款(包括国产的奥迪A6系列),就可以体会到我在前文所说的“加速毫无间断”的感受。
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