CVT变速箱,它是目前市面上的四大变速箱之一。虽然它产自欧洲,但如今却成为日系品牌的一面旗帜,而我国目前能独立造出CVT变速箱的也就只有万里扬一家公司。
CVT变速箱虽然有着行驶平顺,省油等优点,但它却有个比较突出的问题,那就是家用CVT变速箱很难承受住大扭矩输出的发动机,而且一旦出现变速箱打滑的现象,那意味着变速箱基本就要报废了。
如果我们把CVT变速箱进行拆解,我们会发现,决定CVT变速箱使用寿命最关键的因素之一,就是它的压力钢带,而这条小小钢带的生产与制造,目前几乎是被德国的BOSH(博世)给垄断了。
我们首先不谈生产制造的问题,世界上任何一个产品,特别是能产生较大价值的产品,它们都有一个共同点,那就是:专利归属。
很不幸的是,目前全世界CVT变速箱所使用的压力钢带,它的专利是被BOSH牢牢把控,而另外一种压力钢链,则掌握在德国的另外一家公司舍费勒手中。
所以如果你想造CVT的钢带,首先就得拿到别人的授权,否则免谈。
不过比较有趣的是,BOSH和舍费勒好像都不是那种死抓住专利不肯授权的公司,实际上他们也对于授权其他公司生产这件事还是相对宽松的,所以我们现在也能买到一些国产的钢带。
不过BOSH心里也许很清楚,就算给授权,我们也很难造出优秀的CVT钢带。
解决完专利授权的问题,下一步就是材料制造。
可能会有人问,CVT变速箱在传动力方面为什么一定要用钢带?用皮带不可以吗?
前面壹车热评提到,CVT变速箱的寿命长短,在很大程度上取决于钢带的使用时间。
原因在于CVT变速箱是靠钢带与锥轮压紧以后,所形成的摩擦力来传递扭矩,也就是说拉力或推力过大以后,因为摩擦力不足都会导致变速箱的相对滑动。
那么在这一点上,皮带的材质特点就注定它的使用寿命肯定不如钢带。所以单从这一条理由上,皮带就很难取代钢带成为CVT的传动连接。
可能有抬杠的小伙伴会说,壹车热评说皮带不能取代钢带,那为什么全地形越野车UTV的CVT变速箱,就是采用的皮带作为传动连接呢?
UTV这种越野车,它是小众中的小众玩具,受限于自身的成本因素,它采用的是离心式的离合器工作原理,UTV由于需要强大的越野能力,因此它的扭矩输出会很大,这这样的缺点就是容易对变速箱产生伤害。
所以为了保护变速箱,UTV采用了成本更低的皮带材质,而且也便于维护。更重要的一点是,皮带的更换频率会更高,商家能赚到更多的配件钱。
我们再把话题拉回到BOSH的压力钢带上。
我们从钢带的结构图中就可以看出,CVT钢带是靠很多推片之间相互挤压来传递动力,但这些推片钢环有一个缺点,就是表面容易形成一种氮化物,这就使得钢带在长时间使用后容易因疲劳而产生断裂。
这种氮化物是制造工艺的产物,一般很难消除。
不过在自09年后,博世采用的是全新的钢环材料,取消了以往的石磨工艺,加入钢环自动传送、无溶剂清洗以及钢环边缘激光融化处理工艺,以消除了钢环切面可能产生的磨损与划痕。
除了要保证钢带在运转时候的可靠性,BOSH工程师在测试钢带的时候,还会进一步降低钢带运转时候的噪声,而噪声的大小主要是和钢带运转速度以及钢片的厚度有关。
也就是说钢带运转越快,频率越高,噪声越大,而钢片越厚,则频率越低,噪声越小。
目前博世主要生产有24/6、24/9、24/12以及30/10四种钢带,承受扭矩从150 N.m到350 N.m不等,钢片长度24mm的钢带主要用于2.0L以下排量车型中,而30mm钢片则用于2.0L以上排量车型中。另外,博世将来会继续研发28/12以及28/10两种类型钢带,承受扭矩从250N.m到400N.m不等。
以上还只是简单介绍了一些BOSH钢带的制造特点,可以说光是这些难度就能让很多制造企业望而却步,因为其中不仅涉及到很多专利知识与技术,更需要有很高的工匠精神才行,而支撑这一切的基础都是建立在德国强大的钢材冶炼水平上的。
虽然中国是全世界最大的钢材产能国,但中国的钢材冶炼技术却落后于世界顶尖水平,目前全球钢材冶炼技术最好的国家无非就是德国、日本、美国、奥地利、瑞典、法国等国家。
所以拥有顶尖的冶炼技术,又拥有顶尖的制造水平,还拥有产品的专利产权,BOSH的CVT压力钢带能够独霸全球80%的市场,就连日本的车企也在很大程度上需要依赖BOSH的钢带供应。
可想而知,以我们国家现有的变速箱制造水平,想要独自造出比肩BOSH的CVT钢带,其难度与成本将会是非常巨大的。
为什么我们造不出CVT变速器的钢带?其实造不出CVT钢带国家不止是我们,美国、日本、韩国等等汽车工业发达的地方同样造不出CVT钢带或钢链。我们不妨换一个角度去思考问题,假如我们真的造出CVT钢带,谁来用?订单在哪里?
咱们自主制造的CVT钢带、钢链在品质上能不能比博世、舍费勒更好?价格能不能比博世、舍费勒更低?产量能不能更大?所以问题的本质就在于品质、成本、产量,这三个维度缺一不可。只有把品质、成本、产量都把控好,才有获得订单的可能。这时候才有讨论是否有必要生产的意义,否则都是空谈而已。
生产什么不是赌气、更不是面子,我们生产产品的本质是为了赚取利润。而CVT钢带或钢链是纯民用的产品,那么研发钢带的前期巨额投入资金就需要用市场、自由贸易来进行回本。而在市场搏杀所依靠的就是质优价廉,如果我们自起炉灶从零开始,我们的自主产品多久能达到博世、舍费勒的水准?民用产品的研发与军用产品概念不同,民用产品想获得订单只能依靠质优价廉。
当企业直接面对市场时什么最重要?那就是利润,也就是企业、工厂所制造的产品是否有销量。所以民用工业产品的核心就是市场竞争力,这就决定了民用工业产品的研发不可能一厢情愿、更不能书生意气。一个企业花费大量资金研发CVT钢带,研发成功后发现品质不如博世的好,成本又远高于博世的同类产品,那么结果是什么?
结果就是得不到任何订单,最终没办法收回成本,亏损或许都是最好的结局,严重些甚至直接破产。可能有朋友会疑惑,那我们为何不生产比博世钢带品质更好、成本更低的产品呢?产生这种疑惑的不妨思考下,我们凭什么能做到呢?博世、舍费勒研发钢带、钢链快30年了,在这漫长岁月中所积累下的经验、技术储备都非常充足。我们从头开始研发,这么多年的差距该如何抹平?
这种差异不仅仅是我们的企业存在,即便是博格华纳、现代魔比斯在CVT钢带研发方面也不能与博世相提并论。所以博格华纳、魔比斯等上游供应商都不碰钢带,他们只生产有能力做好、有竞争力的产品,这就是产业链概念!这条链子上有很多企业(因为汽车上所需要的零部件太多),每家企业只完成产业链的部分、最擅长的部分,因为只有这部分才能产生订单、产生利润,可以让企业生存下去。
民用产品直接面对市场,与军用产品完全是两个概念;如果CVT钢带在军事领域非常重要,那么以我们的工业水平完全可以不计成本的生产出来,因为有订单来保证企业可以生存下去。至于专利保护则不必谈,因为各国军事技术都是保密的,保密则等同于不公开,不公开的技术更谈不上申报专利了,所以军事技术几乎不存在专利保护。但民用技术则会受到专利保护的制约,这也是各大企业不愿触碰别人蛋糕的原因。
现如今CVT钢带、钢链市场完全被德国的博世以及舍费勒所垄断。既然市场、供应链条已经形成,那么后来者又该如何打破这种垄断呢?答案就是只要不出意外,后来者根本打破不了先入场者对市场的垄断,这是真正意义上的先入为主。当我们的企业下定决心研发CVT钢带时将会受到各种冲击,源于市场、源于对手。
CVT钢带市场只属于博世、舍费勒(当然也有拿到授权自己生产的),而自主企业要进场分享那本来就不大的蛋糕,对手会如何看待这个问题?不要总说国外企业用技术卡我们脖子,我们和人家抢饭碗,人家凭什么让我们抢呢?当我们研发出自己的CVT钢带之后,博世面对竞争一定会上市新产品,而且价格会比我们更低。前文说过,市场的核心竞争力是什么?没错,就是质优价廉。
一旦出现这种局面,那我们刚研发出来的钢带就会直接变成废品。工业就是这样,不存在弯道超车,工业领域的壁垒并不是那些所谓高大上的专利、技术,而仅仅是多年的经验、多年的积累,在一次次试错中所吸取的教训是无价之宝;这些都是限制后来者竞争的有力手段,别人吃了几十年的蛋糕那是那么容易分享的?所以在工业领域中无论研发什么,新晋企业所遇到的阻碍都是巨大的。
比如多如牛毛的行业标准、专利保护、技术的延续性(技术是需要更新换代的)、与主机厂的关系等等。所以阻碍不仅仅存在于硬件、技术层面,也离不开关系、人情。试想一个和博士合作十几年的车企,有什么理由和一个刚涉足CVT钢带领域的萌新厂去合作呢?所以咱们自主车企首要目标还是要彻底占据整车市场,在国内市场站稳脚跟后可以逐渐向全球汽车市场渗透。
完全实现上述目标后,才可以有条件、有选择性的参与上游市场供应链条的研发,当然还要考虑自身的实际情况,善于什么、不善于什么。所以我们的自主车企为什么不研发CVT钢带?因为市场太小、因为对手太过于强大。当自主研发的CVT钢带比直接外采的还贵时,只会把一个企业拖垮。还是那句话民用工业生产什么产品不能赌气、也不能为了面子,订单最为重要!拿不到订单的民用技术就没有研发的意义,这就是市场的规则与现实,没有道理可讲。
这个问题,嗯,应该是这么问,中国的汽车工业起步晚,所以还可以理解,但满大街跑的日系车,大多都是使用成本低廉的cvt变速箱,既然使用cvt的日系车这么多,为什么日本不造cvt变速箱的钢带呢?
然后,我把正确的答案告诉你!因为中国的国产车使用cvt变速箱的虽然也有,但比较少,如同九牛一毛,所以中国没必要造cvt变速箱的钢带。而日系车虽然使用cvt特别多,日系车企也把钢带式cvt变速箱当做是降低造车成本、创造更多利润的一大利器!但是呢,cvt变速箱使用的钢带却都是德国博世出品的。这个人家有专利!明白专利是什么意思吗?就是说这是具有知识产权的东西,不是任何人都可以随便造的,哪怕是号称世界的丰田都不行,技术的日产更不行,买发动机送车的本田也不行。
也就是说,所有cvt变速箱使用的钢带都是具有工匠精神的德国生产出品的,并没有使用日本的造假钢材来制造,这点你放心就是。至于cvt变速箱容易顿挫和吹口哨,甚至还可能因为钢带打滑导致cvt彻底报废,这是cvt变速箱的原理决定的。所以厂家才给它设置了相应的冷保护和热保护功能,就是为了尽量避免钢带的打滑。
而cvt变速箱近几年的投诉量猛增,甚至能占到所有变速箱投诉总量的40%!这个倒不是因为德国博世出品的钢带质量不行,而是跟具体cvt生产整合厂家的品控、以及cvt变速箱本身的耐用性有关。
CVT变速箱作为三类自动变速箱之一,多应用在入门级车型上,日系车尤其热衷CVT变速箱,CVT变速箱的核心零部件就是钢带,但是目前主流的CVT变速箱的钢带和钢链基本都来自两个供应商,博世和舍弗勒,如此巨大的市场,为什么中国不造CVT变速箱的钢带?
事实上,不是咱们国内的企业不想造,而是真的造不出来。目前我国能够独立研发和生产CVT变速箱的企业只有万里扬一家,而万里扬最新的CVT 25型号变速箱,可以承受250牛米的扭矩,其钢带也是博世提供的,为什么如此强大的中国制造,却连CVT变速箱这小小的钢带都造不出来?其实世界上只有一个国家,能够造出CVT变速箱的钢带,那就是德国,日本、美国、法国等等国家等不行。这主要是以下几个原因:
1、专利壁垒和成本问题
德国的汽车工业起步较早,技术积累雄厚,早早地就建立起了专利壁垒,目前CVT变速箱的传动机构的专利,都握在德国两家企业的手中,钢带的主要专利在博世那里,链条的主要专利在舍弗勒那里。任何企业想要生产钢带或者钢链,要么购买这两个企业的专利授权,价格较为高昂,要么绕开技术自己从头干,而国产车起步较晚,如果研发CVT变速箱的钢带,成本非常高,直接采购的方式将有利于节省成本。
2、技术难度极高
很多人认为钢带不就是一条由钢材制造出来的铁链吗?有那么高的难度吗?下面我们看下钢带的剖面图,可以看到实际上钢带是由非常多个三角钢片组成的,每个钢片和CVT变速箱的锥形轮进行耦合,传递动力,本身结构并不算复杂,但是对于钢材的要求极高,而目前世界质量最好的钢铁企业在日本、欧洲和美国,日本五大钢铁企业的技术水平领先世界三十年。而国内的主流钢铁企业主要以还是以普通钢材为主,特种钢材也就是宝钢一家比较强,比如说剃须刀的刀片,也是国外的几家公司造的更锋利更耐久,而CVT变速箱对于耐久性、抗疲劳、强度的要求更高。全世界只有少数几个钢铁企业可以生产。
退一万步说,即使国产企业花费大力气攻克了这一技术,但是由于博世和舍弗勒在这个市场耕耘已久,这种对变速箱寿命要求很高的零部件,一般车企也根本不会信赖你的产品,所以结果只能是吃力不讨好。
3、技术路线不同
如果我们去查看国产车的变速箱使用情况,就会发现,10万元以下的国产车几乎清一色的使用CVT变速箱,10万元以上的国产车大部分使用的都是双离合变速箱,再到更高售价的车型,就会使用AT变速箱。对于国产车而言,CVT变速箱只会使用在低端车型上,双离合变速箱才是各家车企研发的重点,这是由于双离合变速箱上限更高,传动效率更高,更适合国内严苛的排放政策,而CVT变速箱则通过采购供应商的产品进行解决。
因此,之所以国内企业不生产CVT变速箱,一是造不出来,其技术难度极大,虽然说如果真的有国家的力量去攻关,肯定能够克服这一技术难题,但是也没有这个必要,CVT变速箱钢带的市场份额就那么多,几乎被两家企业全部瓜分了,其他的企业已经没有多少市场空间了。因此也别纠结中国这个生产不了,那个生产不了啦,毕竟圆珠笔芯的事件可是还历历在目呢。
有些产业不做,不是做不出来,而是利润太低,产值不高,没有动力去做。
具体例子就是笔芯钢珠。前几年,很多公知突然带节奏说中国连一个小小的笔芯钢珠都做不出来,当时,国内确实没有厂家做,全部依靠进口。由于公知不停嘲讽中国,此事甚至惊动了总理,最后太钢集团开了一炉。
这一炉出来的笔芯钢珠,够全世界用好几年了,太钢集团没什么,人家毕竟还有其它业务,倒是气死了日本和瑞士的钢珠企业,未来几年面临产能过剩,分分钟倒闭。
生产CVT变速箱的企业不多,且目前都有固定供应商了,除非有供应商作死,不然生产出来也很难打进人家供应链。
提到CVT钢带,就必须提到CVT无极变速箱,因为钢带是CVT无极变速箱的核心零部件。少了,就做不成。目前CVT钢带主要的生产商是德国博世。博世主要生产钢带,舍弗勒主要生产钢链,产品几乎占据全球CVT钢带市场的全部份额。还有一小部分,被爱信跟日产瓜分。这其中,并没有中国。中国,目前确实造不出CVT变速箱的钢带。
而中国不造CVT变速箱的钢带,原因很多。这些原因综合起来,就是中国不造CVT钢带的原因。
CVT钢带的本质是商品,既然是商品,那么盈利需要着重考虑。而CVT变速箱的市场份额并不多,所需的CVT钢带也不太多。
目前DCT双离合变速箱,CVT无极变速箱,AT手自一体变速箱瓜分自动挡市场。高端车多用AT手自一体变速箱,中低端车多用DCT双离合变速箱,低端车爱用CVT无极变速箱。用CVT无级变速箱最多的,是日系。
丰田集团:卡罗拉(1.6L NA自然吸气发动机)、雷凌(1.6L NA)、RAV4 (2.0L NA)
本田集团:雅阁(2.0L NA,2.4L NA)、CRV(2.0L NA)、XRV (1.8L NA)、哥瑞 (1.5L NA)、飞度(1.5L NA)、缤智(1.8L NA)、奥德赛(2.4L NA)、锋范(1.5L NA)、杰德(1.8L NA)
日产集团:逍客(2.0L NA)、奇骏(2.0L NA)、楼兰(2.5L NA)、轩逸(1.6L NA)、骐达(1.6L NA)、阳光(1.5L NA)、NV200 (1.6L NA)、英菲尼迪QX60(3.5L V6 NA)、英菲尼迪ESQ(1.6LNA)
在中国大陆市场,日系车占的份额并不多,2022年12月占比14.4%。夹在德系,法系,国产,韩系,美系里面,并未占据主导优势。可见,市场上用CVT变速箱的车并不多,自然对cvt钢带的需求有限。
这么一点市场,根本养不活太多的供应商。以博世的压力钢带为例子,本身占据全球80%的市场份额,其供应亚洲和美洲区的越南隆城厂,年产量也就250万根左右,隆成厂建厂十几年一共也就产了2500万根钢带。剩下还有一个荷兰Goirle厂,产能还不如越南厂。 若是抢光博世所有的市场,也就凑个一年500万根。
若是CVT钢带值钱,一年五百万根也是一个很大的市场。但是,CVT钢带并不值钱。CVT变速箱是最廉价的自动变速箱,一台变速箱5000-8000块钱人民币一台,其中的CVT钢带,一台市场价1000左右。大规模采购,价格还可以再优惠。就算它1000块钱一条,博世一年生产500万条,一年毛利润50亿。按纯利润30%计算,生产500万条利润15亿,可能还更少。
试想一下,15亿利润很多吗?部分头部主播动动嘴皮子,年利润就上亿,确实没必要为了这么点利润生产CVT钢带。赚钱的行业那么多,为何盯着小众的CVT钢带市场。
严格来说,CVT钢带也不是想造就能造出来的。CVT钢带工作时,为了提供足够的静摩擦力,钢带对锥形轮表面要施加很大压力,钢带表面虽然算粗糙,但锥形轮表面却是光滑的,两者都是金属表面,在润滑油的环境里,不知道要多大压力才能提供足够的静摩擦力。
压力大了,对压力油泵、锥形轮的轴承、钢带的链节等的摩擦都会带来巨大挑战,再加上变速的时候钢带在锥形面上的游动,形成滑动摩擦。
另外,整车设计要求钢带可以至少坚持25万公里的行驶,而整根钢带的横截面宽度约3cm,钢带所受到的拉力(应力)在7-8万牛。这些复杂的矛盾是如何克服的?寿命如何得到保障?技术如何实现?
面对这些技术问题,博世自然有自己独到的解决思路。博世的CVT钢带,由钢片和钢环组成。钢环有8-10层薄层叠加而成。每一层薄片的厚度在0.3mm,误差在微米级。钢环作为基底层,多层叠加,可以分散压力,保证钢带在使用中不被拉长,变形,从而影响寿命。
钢片则是三角片,密集的三角片组成在一起,形成一条完整的钢带。这些三角片,能够提高钢带的摩擦系数,提高静摩擦力,避免钢带打滑。同时,对钢材本身的抗拉扯力,刚性,抗磨损等性能有要求,不是普通的钢材,是特种钢。还要对生产钢带的特种钢做钢圈自动传动、无溶剂清洗以及钢圈边缘的激光熔化处理等多种措施。
多种措施下,博世的钢带宣称可以实现30万公里设计寿命,性能优异。而生产钢带的相关技术专利,也被博世握在手里。其他车企想要,要么采购钢带成品,要么花钱买技术授权自己生产。
若想绕过博士专利生产钢带,并不简单。因为钢带发展这么多年,博世也是钢带龙头,相关的技术路线早尝试过,也申请了许多相关专利,基本把后来者的路堵死了。花费高额成本绕过,CVT钢带本身也不赚钱,并不是一个划算的生意。
假设真的国产化CVT钢带,商品生产出来自然要对外销售。那么如何获取订单,就是一个难题。
像万里扬,本田,丰田,斯巴鲁等对钢带有需求的厂商,为什么要抛弃成熟可靠的博世,转头去选择一个刚刚研发出CVT钢带的厂家?贸然更换供应商,需要根据新供应商产品的特性,改变装配流程,改变质检标准,重新培训员工,甚至还要更改流水线。装配出成品后,还要承担极有可能出现的质量问题,承担售后维修成本,实属牵一发动全身的大事。若是选择原有供应商,就可以问题。
所以,在目前CVT钢带市场固定的情况下,贸然入局,得不到客户认可,拿不到订单,赚不到钱,撑不了多久。
在禁售燃油车,发展新能源车的大势下,纯油车会被插混车,纯电动车取代。作为油车核心零部件的变速箱,无论是DCT, AT或是CVT无极变速箱,都会消失。
现在常见的混动车,如卡罗拉双擎,丰田IMMD混动,比亚迪DMi超级混动,用的变速箱叫做E-CVT无极变速箱。虽然带CVT的字眼,里头却没有钢带,变成了齿轮,离合器,机电模块。目前新能源车的渗透率已经超过了30%,每年递增,蚕食整个纯油车市场,CVT钢带的市场份额可以预见会越来越低。
更干脆的是纯电动车,完全取消了传统的变速箱,仅使用单速变速箱,纯齿轮结构,高端的会加机电单元,离合器,差速锁,就是没有CVT钢带。
可见,纯油都要被淘汰了,变速箱也不行了,还生产与之配套的CVT钢带,实属不智。
中国之所以不生产CVT钢带,是出于市场大势考虑,觉得没市场,赚不了多少钱,没必要花费人力物力攻克专利壁垒,就为了所谓的意气生产CVT钢带。
这个问题换成其他国家也一样适用,比如说为什么美国不造CVT变速箱的钢带,日本为什么不造CVT的钢带。又或者扩大一下思路,为什么苹果手机不自己造屏幕?开面馆的为什么不自己种麦子?
其实原因很简单:可以,但没必要
造车不像是造航母,不是什么高精尖技术,也不是可以用来保卫国家的武器,汽车是要讲究利润的。变速箱有AT、CVT,还有DCT(双离合),各种变速箱竞争还挺激烈,各有优劣,而CVT变速箱口碑不咋样,主要应用在日系车上。CVT往上有性能更好的AT变速箱,往下有更便宜的双离合变速箱,国产车目前的主要研发趋势是双离合变速箱,一是技术门槛低,二是成本低;CVT变速箱市场份额又不高,自己研发钢带岂不是费力不讨好的事情?还不如老老实实的研究双离合变速箱,实在不行买AT变速箱也挺好。
现在CVT钢带或者钢链的技术主要掌握在德国的博世和舍弗勒两家手里,而全世界绝大多数CVT变速箱的钢带都是他们提供的,这两家其实是存在一定竞争关系的,所以钢链的专利他们都可以授权,所以是可以自己研究生产的。但博世和舍弗勒既可以直接给你供货CVT钢链,也可以合资建厂,所以不管什么方式,都比自己研究捣鼓钢链来的便宜。再说了,为什么非要用CVT变速箱呢?买AT变速箱不香吗?
我们知道CVT变速箱有自己的局限性,那就是不能承受太高的扭矩,否则或造成钢带或者钢链打滑,严重将会报废变速箱,但它的好处是可以提高平顺性,但缺乏运动性。与其相反的是双离合变速箱,它动力传递效率高,结构简单,成本对较低。虽然目前双离合变速箱存在顿挫的问题,但随着离合器摩擦材料以及变速箱程序的优化迭代,顿挫问题将会越来越小。所以说双离合 变速箱是有不断优化的空间的,并且它的优点会越来越明显,这也就是为什么国产厂家都在大力研发双离合变速箱的原因,这也是为什么奥迪也开始使用双离合的原因。
而CVT变速箱基本都是受制于钢带或者钢链的极限,制造钢带或者钢链一是受技术专利垄断,二是CVT变速箱可提升的空间有限,没有再继续研究下去的必要,市场不大。
总结来说,在经济全球化的时代,汽车作为国民消费品,它不具备像战斗机、光刻机、航母这样具有垄断以及国防性质的产品,而且汽车变速箱CVT并不是最佳选择,根本没必要花钱,花时间去研发一个不赚钱的东西。
他从1958年开始使用DAF和沃尔沃小型车开发了第一批量产的CVT。但是,它使用的橡胶带不够坚固或耐用。改用创新的钢带,并花了很多年时间来完善设计。1987年,皮带式CVT终于实现了批量生产,在斯巴鲁Justy,菲亚特Uno 60 Selecta和福特嘉年华上首次亮相。所有这些汽车的发动机均小于1300 cc,因为皮带强度不足以承受更高的扭矩。随着皮带构造和材料的不断改进,到1990年代末,它已应用于2升级别,从2002年开始适用于3.5升级别。
钢带由数百个垂直钢板(可提供对皮带轮的抓握力)和纵向钢带(可将垂直钢板固定在一起并承受应力)组成。它既灵活又坚固。如今,市场上大多数无级变速器,无论是Jatco,本田,丰田,ZF还是Punch生产的,仍然使用博世提供的皮带。博世于1995年收购了VDT。钢带生产基地也在荷兰,印度是全球第二大生产基地,主要服务于日本,中国和印度。
现在其实很多的国家都可以生产钢带,材质和技术并不是难题,只是研发成本和专利是个问题?如果说我们现在生产钢带,毫无疑问成本会高于博世。钢带现在已经有着成熟的市场,然而也无法真正意义上决定一台变速箱的未来,毕竟什么产品都有更新换代的过程。现在的汽车变速箱可选范围有很多种,CVT并不是唯一的选择。
很多人会有疑问,那日本会不会生产CVT钢带,答案是会的,丰田旗下有一个专门生产钢带的公司,名称为:CV Tech九州有限公司。我想可能是为了以后更好来研究和改进产品,摆脱对博世的依赖。日本在CVT变速箱有着举足轻重的位置,没有日本对CVT变速箱持续的研究和改进,可能CVT变速箱就会成为历史,日本斯巴鲁(富士重工)对该产品有着巨大的贡献。
总结:没有创新能力和从基础做起的认知和行动,就没有主动权。弯道超车永远是一个神话!!!
当前世界上的cvt钢带或链条主要持有在两个公司手中,Cvt的钢带在德国博世的手中,Cvt的链条持有在德国舍费勒的手中,也就是说,如果想要生产钢带或者链条,必须要经过以上的两个国家去授权,实际上,所谓的授权就是每生产出一条钢带,要交一部分利润给上述两个公司。因此,作为我国的汽车零部件供应企业来说,单纯的从市场行为来看,如果考虑自己生产cvt钢带,专利壁垒是绕不过去的坎。
可能有些童鞋说,难道一个钢带就这么复杂?为什么我们自己不可以生产的?的确,cvt钢带的原理是非常透明的,其核心的原理就是由一台柔性钢索上面嵌套着众多的钢片所组成,而cvt的链条则由不等长的钢片和钢柱嵌套组成,实际上,以我国目前的工业设计水平来说,完全可以自己进行设计,但是由于CVT变速箱的产业链已经比较成熟,各个零部件之间的匹配也已经形成完善的供应链,在不改变CVT变速箱原理的前提下,自行设计的钢带或链条是无法和现有的成熟产品进行配套的,也就是说,归根结底专利还是绕不过去的一个坎。
CVT变速箱采用的钢带或者链条,对于材料的要求还是比较高的,要求器采用的优质纯净钢材內所夹杂的杂质非常少,并且器夹杂物的直径不得大于10um,这是一个非常高的要求,世界上只有少数的几个厂家比如日本山阳特种钢材厂生产的特种钢材才可以达到,相对来说,这种优质纯净,刚才具有优异的抗疲劳和耐久性能。
目前市场上的cvt钢带零售价格大约只有1000元左右,如果我国自己想要生产的话,难度其实还是很大的,投入产出比也是不划算的,专利有壁垒,材料受限制,价格相对不高,基于以上的种种原因中国的零部件供应商还没有形成自己的生产计划。
在目前我国众多的汽车品牌中,有完全生产CVT变速箱及钢带的公司,只有万里扬这么一家,不是不想造,而是有苦衷的。
所以,造是肯定能造出来的,一点问题都没有,而且质量也不比他们差。
那为什么很少有国产品牌自己造呢?这肯定是有原因的,请往下继续看,即将揭晓答案。
CVT变速箱所使用的钢带,不是普通意义上的什么钢带,而是一种能够承受特定压力的特殊钢带。
关于CVT变速箱技术,我们应该先来简单了解一下它的发展历程,现在好多的日系车都在大量的搭载CVT动力系统,会让人不由自主地认为,这就是日本人发明的。
其实不然,无级变速器(CVT)最早由荷兰人范·多尼斯(VanDoorne’s)发明的。
发明初期的CVT变速系统,其实都不是真正意义上的变速箱。
更不像现在这么成熟的手动变速器或自动变速器箱,不像现在的CVT那样,用很多的齿轮相互作用,通过完美地运转完成变速。
最初的变速箱是用两个可调节大小的滑轮,和一根皮带来驱动实现变速的,其主要原理是滑轮的传动比大小可以随意变化,所以就感受不到换挡的那种突跳档感觉。
众所周知,德国奔驰公司是最先在汽车上采用CVT技术的鼻祖。
早在1886年就将V型橡胶带式CVT安装在汽车上,但由于当时的条件及技术的不成熟,致使橡胶带式CVT变速箱存在一系列的缺陷,主要是:功率有限、离合器工作不稳定、液压泵、传动带和夹紧机构的能量损失较大,所以就没有被汽车行业普遍认可接受。
后来再进入20世纪90年代,有人认为CVT还是以后发展的主流方向,在当时被认为在小型车型中,CVT被认为是关键技术,全球科技的迅猛发展,使得新的电子技术与自动控制技术不断被采用到CVT中。
所以,汽车界对CVT的开发研究又开启了新的时代,并且投入很大的人力物力,下了很大的功夫,尤其是小型乘用轿车方面的研究投入就更大了。
这就有了后来以及现在的CVT变速箱。现在我们已经大概了解了CVT的发展历程,它是经过好几代人的不懈奋斗,才实现的劳动成果,是来之不易的,是值得珍惜的劳动成果。
打个比方,如果这是你自己辛辛苦苦几十年奋斗而来的劳动果实,你会轻易地拱手相让吗?
答案肯定是否定的,没有人能随随便便成功,更没有哪一项科技成果是轻而易举得来的。
其实这个钢带也没那么复杂,别人有的我们国家现在几乎也不缺,有些方面还略有胜出,难道是真的造不出来吗?
这个答案也是肯定的。
不过如果要造这个钢带,要先算一笔账是不是划算?
假如买人家的成品一套是800元,如果要自己建厂研发生产,那么建厂的前期投资是一笔不小的费用,关键是要完善好产业链,现在市场上各个零部件之间的匹配也已经形成完善的供应链。
不然建了厂依然是摆设,因为你要生产所需的关键材料,还是掌握在少数人手里。
还有一点,就算是费劲千辛万苦终于生产出来了,结果是质量不过关,耐久性满足不了你设计要求,等等的各种原因及问题,最终导致产品的流产,最后只能倒闭。
话说回来人家研究几十年,积累了多少的技术经验,这些都是金钱买不了的,好不容易才有了今天的结果。其实这东西原理很简单,但个别零部件的技术含量很高,你说你想干就想着肯定能干成,只能勇气可嘉。
CVT变速箱核心的原理说白了就是由一台液压油泵,在上面套一个柔性钢索,再在柔性高强钢索上面,嵌套上一定量的特质钢片和符合一定比例尺寸的小刚柱,这种镶嵌所组成的链条就是CVT的钢带。
目前我国的的工业设计生产水平来讲,是可以自行设计研发生产的。
目前不能自行生产的主要原因就是由于CVT变速箱的产业链已经比较成熟,在不侵犯目前变速箱知识产权的情况下,自行设计的钢带或链条是无法和现有的成熟产品进行配套的,说一千道一万,专利还是绕不过去的一个坎。
据我所知,目前国内能生产CVT变速箱及配件,且拥有自主知识产权的只有奇瑞系。
所谓知识产权,就是发明申请专利的问题。目前市场上的变速箱各种零部件都已经有了各自的专利,是受国际法律保护的,如果没有自己的知识产权,一意孤行会导致在这个市场上寸步难行的。
目前国际上,CVT钢带或链条的知识产权主要持有在两家公司手中,CVT的钢带在德国博世公司手中,CVT的链条持有在德国舍费勒公司手中。
也就是说,如果想要生产钢带或者链条,必须要经过以上的两个国家去授权。
所谓授权实际上就是什么也不干,我同意你也生产这个东西。
但是,每生产出一条钢带,要交一部分利润给上述两个公司,这个费用可能是你利润的30%左右,甚至会更高。
所以总的来说,使用现成的反而比自己研发生产更省钱,话又说回来,万一有一天他们不高兴不给你供货了,就像这两年中美贸易战一样,华为就深受其害。
根本原因是专利法。除了买专利,不管怎样形状、材质,只要原理相同,即为侵权。买了专利,包括材料都不用研发,真接买来零件组装即可。
这就牵涉到市场规模。专利所有人已切了整个蛋糕,买专利人能回本吗?所以只能买专利人的产品,不自己生产,更不去想“研发”。
实际上在变速箱领域国内更倾向于AT变速箱,但是这个AT的确是不好造,因为它受制于各种专利,咱们国家起步完,技术专利少,造不出来。所以向大众学习做起了双离合变速箱,这个变速箱能够承受大扭矩,换挡快,所以能够装在运动型车上,湿式双离合故障率也低一些,所以国产好多车都在使用双离合。CVT变速箱不是一款十分理想的变速箱,靠钢链钢带和锥盘来实现变速,理论上它适合轻型车上来使用,日本一些品牌用钢链也是能够实现大扭矩的,为什么日本车一直坚持使用CVT呢,这与日本车的特点和国内的情况有关,日本车大部分讲究平庸好开,日本国内资源匮乏,喜欢用低成本来办大事,日本有极好的钢材,因为虽然钢链是用的德国博世或者舍佛勒的,但是锥盘也是要能够经得起摩擦的,这一点我们的钢材还是要差一些的,所以CVT是需要极好的钢材的,不是那个国家也随便能够生产的。在这种情况下,双离合是个不错选择
在过去的一年里我国的科技成就绩让全世界侧目,嫦娥五号成功登月, 九章量子计算机问世,北斗系统组网完成……但是,科技实力飞速发展的中国,为什么还是造不出小小的变速箱钢带?目前主流的CVT变速箱的钢带和钢链基本都来自两个供应商,博世和舍弗勒。国内的企业是真的造不出变速箱钢带,还是没有那个必要呢?
首先,别看CVT的钢带小,但是技术含量真的不小,而这种技术含量和登月工程还不同,毕竟一个是举国之力攻关,是国家行为,而研发变速箱钢带是企业行为,需要考虑到技术难度,为什么除了德国的两家企业,美国日本法国韩国这些工业强国都造不出CVT变速箱钢带呢?其实主要还是材料问题。
CVT的钢带其实不是一个光滑的钢带,它是有很多个三角形的钢片组合而成的,这些细小的钢片之间的缝隙就担任传动的工作,和锥形轮耦合,传递动力,大家可以想一下,这么小的钢片要传递两百牛米的动力,钢材的强度要求极高。而且对于耐久性、抗疲劳性都有很大的要求。而目前国内的特种钢材技术水平,和世界先进的水平还有一定差距,全球只有日本、欧洲几个钢铁企业才能生产这种钢材。
如果下功夫去攻关材料问题,可能这种钢材也不是不能生产,毕竟圆珠笔滚珠的事件还历历在目,总有键盘侠批评中国造不出圆珠笔笔尖,后来太钢和中科院参与,炼了两炉钢,直接把瑞士制造圆珠笔滚珠的企业整倒闭了。所以只要不计成本的攻关,材料问题肯定能突破,但是专利壁垒问题却很难解决。博世和舍弗勒在变速箱领域积累已久,成熟的结构基本都申请了专利,想要绕过专利壁垒,只能重新设计一种稳定的钢带结构,这谈何容易。所以这就是先来者的优势,没办法。
目前全球来说,只有博世的压力钢带,可以达到30万公里的设计寿命,在这样的情况下,即使国内企业研发出了CVT钢带,也会因为设计寿命不如博世的钢带,而鲜人问津。退一万步说,即使我们某家企业花巨资,真的突破了CVT钢带的技术壁垒,制造出了同等寿命的CVT钢带,需要花费的成本也是天文数字,这样一来,钢带的成本就会拉高,相比博世成熟的技术,在价格上依然竞争不过人家。
2018年,CVT变速箱的占有率是17%,2023年有望达到24%,大约四分之一的车型会采用CVT变速箱,市场规模将达到498亿元。但是钢带只有CVT变速箱的一个部件而已,其市场份额本身就不大,而且目前CVT钢带的市场份额几乎已经被博世和舍弗勒两家企业瓜分,其他品牌很难再分得市场份额。
事实上,我们总是拿着我国的科技成就和全世界相比,这是不现实的,在全球分工的大背景下,虽然中国拥有全球最齐全的工业门类,但你不能要求咱们国家把全球所有的活都干了,清醒认识自身优势和劣势,提高产业链、价值链的掌控力才是最重要的。
本文由作者:用户2521190104.5 于 2023-04-06 发表,原创文章,禁止转载。
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