CVT(無(wú)級(jí)變速器)工作原理簡(jiǎn)介.doc

CVT（無(wú)級(jí)變速器）工作原理簡(jiǎn)介中國(guó)汽車(chē)召回網(wǎng)2010-03-29 CVT也叫無(wú)級(jí)變速器，是汽車(chē)變速器的一種，與有級(jí)變速器的主要區(qū)別在于：它的速比不是間斷的點(diǎn)，而是一系列連續(xù)的值，從而實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和駕駛平順性，而且降低了排放和成本。 我國(guó)目前銷(xiāo)售的汽車(chē)裝備了各種變速器，包括手動(dòng)變速器（MT）、自動(dòng)變速器（AT）（含DSG）和無(wú)級(jí)變速器（CVT）。下面作簡(jiǎn)要介紹。 1、MT手動(dòng)變速器（MT：Manual Transmission）采用齒輪組，由于每擋齒輪組的齒數(shù)是固定的，所以各擋速比是個(gè)固定值（也就是所謂的“級(jí)”）。比如，一擋速比是3.455，二擋是2.056，再到五擋的0.85，這些數(shù)字再乘上主減速比就是汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比，5擋變速器共有5個(gè)值（即有5級(jí)），所以說(shuō)它是有級(jí)變速器。手動(dòng)變速器是最常見(jiàn)的變速器，相對(duì)AT和CVT而言，它的結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，主要由輸入軸、軸出軸和中間軸、各軸軸承、各擋齒輪、同步器、換擋操縱機(jī)構(gòu)組成。手動(dòng)變速器故障率相對(duì)較低，使用成本也較低。 2、AT自動(dòng)變速器（AT:Automatic Transmission）可以自動(dòng)升擋和降擋，電腦主要根據(jù)車(chē)速和負(fù)荷（油門(mén)踏板的行程）進(jìn)行升降擋控制，同時(shí)還要參考變速器油溫、換擋模式等多種信號(hào)。AT與MT的相同點(diǎn)就是二者都是有級(jí)式變速器，只不過(guò)AT在各個(gè)擋位都有一段連續(xù)的速比變化，而且能根據(jù)車(chē)速的快慢來(lái)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)擋位的增減，可以消除手擋車(chē)“頓挫”的變擋感覺(jué)。（1）AT的結(jié)構(gòu)：與手動(dòng)波相比，液力自動(dòng)波（AT）在結(jié)構(gòu)和使用上有很大的不同。手動(dòng)波主要由齒輪和軸組成，通過(guò)不同的齒輪組合產(chǎn)生變速變矩；而AT是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過(guò)液力傳遞和齒輪組合的方式來(lái)達(dá)到變速變矩。其中液力變扭器是AT最具特點(diǎn)的部件，它由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成，直接輸入發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞扭矩和離合作用。（2）AT的優(yōu)缺點(diǎn) ：AT不用離合器換檔，檔位少變化大，連接平穩(wěn)，因此操作容易，既給開(kāi)車(chē)人帶來(lái)方便，也給坐車(chē)人帶來(lái)舒適。但缺點(diǎn)也多，一是對(duì)速度變化反應(yīng)較慢，沒(méi)有手動(dòng)波靈敏，因此許多玩車(chē)人士喜歡開(kāi)手動(dòng)波車(chē)；二是費(fèi)油不經(jīng)濟(jì)，傳動(dòng)效率低變矩范圍有限，近年引入電子控制技術(shù)改善了這方面的問(wèn)題；三是機(jī)構(gòu)復(fù)雜，修理困難。在液力變扭器內(nèi)高速循環(huán)流動(dòng)的液壓油會(huì)產(chǎn)生高溫，所以要用指定的耐高溫液壓油。另外，如果汽車(chē)因蓄電池缺電不能啟動(dòng)，不能用推車(chē)或拖車(chē)的方法啟動(dòng)。如果拖運(yùn)故障車(chē)，要注意使驅(qū)動(dòng)輪脫離地面，以保護(hù)自動(dòng)波齒輪不受損害。（3）AMTAMT在機(jī)械變速器（手動(dòng)波）原有基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，主要改變手動(dòng)換檔操縱部分。即在總體傳動(dòng)結(jié)構(gòu)不變的情況下通過(guò)加裝微機(jī)控制的自動(dòng)操縱系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)換擋的自動(dòng)化。因此AMT實(shí)際上是由一個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)來(lái)完成操作離合器和選檔的兩個(gè)動(dòng)作。由于AMT能在現(xiàn)生產(chǎn)的手動(dòng)波基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，生產(chǎn)繼承性好，投入的責(zé)用也較低，容易被生產(chǎn)廠接受。AMT的核心技術(shù)是微機(jī)控制，電子技術(shù)及質(zhì)量將直接決定AMT的性能與運(yùn)行質(zhì)量。 3、CVT無(wú)級(jí)變速器(CVT：Continuous Variable Transmission)與有級(jí)式的主要區(qū)別在于：它的速比不是間斷的，而是一系列連續(xù)的值，譬如可以從3.455一直變化到0.85。CVT結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)自動(dòng)變速器簡(jiǎn)單，體積更小，它既沒(méi)有手動(dòng)變速器的眾多齒輪副，也沒(méi)有自動(dòng)變速器復(fù)雜的行星齒輪組，它主要靠主、從動(dòng)輪和金屬帶或滾輪轉(zhuǎn)盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)速比的無(wú)級(jí)變化。其原理是與普通的變速箱一樣大小不一的幾組齒輪在操控下有分有合，形成不同的速比，像自行車(chē)的踏板經(jīng)大小輪盤(pán)與鏈條帶動(dòng)車(chē)輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)。由于不同的力度對(duì)各組齒輪產(chǎn)生的推力大小不一，致使變速箱輸出的轉(zhuǎn)速也隨之變化，從而實(shí)現(xiàn)不分檔次的徐緩轉(zhuǎn)動(dòng)。CVT采用傳動(dòng)帶和可變槽寬的棘輪進(jìn)行動(dòng)力傳遞，即當(dāng)棘輪變化槽寬肘，相應(yīng)改變驅(qū)動(dòng)輪與從動(dòng)輪上傳動(dòng)帶的接觸半徑進(jìn)行變速，傳動(dòng)帶一般用橡膠帶、金屬帶和金屬鏈等。CVT是真正無(wú)級(jí)化了，它的優(yōu)點(diǎn)是重量輕，體積小，零件少，與AT比較具有較高的運(yùn)行效率，油耗較低。但CVT的缺點(diǎn)也是明顯的，就是傳動(dòng)帶很容易損壞，不能承受較大的載荷，只能限用于在1升排量左右的低功率和低扭矩汽車(chē)，因此在自動(dòng)變速器占有率約4以下。近年來(lái)經(jīng)過(guò)各大汽車(chē)公司的大力研究，情況有所改善。CVT將是自動(dòng)變速箱的發(fā)展方向。國(guó)內(nèi)目前有多款車(chē)型裝備了CVT，如東風(fēng)日產(chǎn)天籟、軒逸、奇駿等全系列車(chē)型，一汽大眾奧迪，廣汽本田飛度，南汽菲亞特西耶那、帕力奧，奇瑞旗云等。CVT的主要結(jié)構(gòu)和工作原理 （1）鋼帶式CVT 這種CVT是帶輪和鋼帶的組合，取代常規(guī)的齒輪裝置傳遞動(dòng)力。主要部件包括主動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件。金屬帶由兩束金屬環(huán)和幾百個(gè)金屬片構(gòu)成。主動(dòng)輪組和從動(dòng)輪組都由可動(dòng)盤(pán)和固定盤(pán)組成，與油缸靠近的一側(cè)帶輪可以在軸上滑動(dòng)，另一側(cè)則固定?？蓜?dòng)盤(pán)與固定盤(pán)都是錐面結(jié)構(gòu)，它們的錐面形成V型槽來(lái)與V型金屬傳動(dòng)帶嚙合。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸輸出的動(dòng)力首先傳遞到CVT的主動(dòng)輪，然后通過(guò)V型傳動(dòng)帶傳遞到從動(dòng)輪，最后經(jīng)減速器、差速器傳遞給車(chē)輪來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。工作時(shí)通過(guò)主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的可動(dòng)盤(pán)作軸向移動(dòng)來(lái)改變主動(dòng)輪、從動(dòng)輪錐面與V型傳動(dòng)帶嚙合的工作半徑，從而改變傳動(dòng)比?？蓜?dòng)盤(pán)的軸向移動(dòng)量是由駕駛者根據(jù)需要通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)主動(dòng)輪、從動(dòng)輪液壓泵油缸壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的工作半徑可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速。在金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的液壓系統(tǒng)中，從動(dòng)油缸的作用是控制金屬帶的張緊力，以保證來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力高效、可靠的傳遞。主動(dòng)油缸控制主動(dòng)錐輪的位置沿軸向移動(dòng)，在主動(dòng)輪組金屬帶沿V型槽移動(dòng)，由于金屬帶的長(zhǎng)度不變，在從動(dòng)輪組上金屬帶沿V型槽向相反的方向變化。金屬帶在主動(dòng)輪組和從動(dòng)輪組上的回轉(zhuǎn)半徑發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)速比的連續(xù)變化。汽車(chē)開(kāi)始起步時(shí)，主動(dòng)輪的工作半徑較小，變速器可以獲得較大的傳動(dòng)比，從而保證驅(qū)動(dòng)橋能夠有足夠的扭矩來(lái)保證汽車(chē)有較高的加速度。隨著車(chē)速的增加，主動(dòng)輪的工作半徑逐漸減小，從動(dòng)輪的工作半徑相應(yīng)增大，CVT的傳動(dòng)比下降，使得汽車(chē)能夠以更高的速度行駛。 （2）滾輪轉(zhuǎn)盤(pán)式CVT 可用來(lái)傳遞更大的功率和扭矩，適用于較大排量的汽車(chē)上。這種CVT使用轉(zhuǎn)盤(pán)和滾輪的結(jié)合傳遞驅(qū)動(dòng)扭矩并改變傳動(dòng)比。它通過(guò)移動(dòng)動(dòng)力滾輪改變傳動(dòng)比，輸入轉(zhuǎn)盤(pán)給動(dòng)力滾輪及時(shí)施加作用力，所以這種CVT對(duì)傳動(dòng)比變化的反應(yīng)比鋼帶式CVT更快，從而實(shí)現(xiàn)駕駛員加速器輸入的傳動(dòng)比線性變化。此外，與鋼帶驅(qū)動(dòng)式CVT類(lèi)似，傳動(dòng)比的連續(xù)改變使駕駛員享受到無(wú)縫平順換檔，沒(méi)有任何換檔沖擊。 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞到一個(gè)輸入轉(zhuǎn)盤(pán)，輸入轉(zhuǎn)盤(pán)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)把動(dòng)力傳遞到滾輪，再經(jīng)滾輪傳遞到輸出轉(zhuǎn)盤(pán)。通過(guò)連續(xù)改變動(dòng)力滾輪的傾斜角度，CVT執(zhí)行平順而連續(xù)的傳動(dòng)比變化。輸入轉(zhuǎn)盤(pán)和動(dòng)力滾輪之間接觸點(diǎn)畫(huà)圓的大小以及輸出轉(zhuǎn)盤(pán)和動(dòng)力滾輪之間觸點(diǎn)畫(huà)圓的大小根據(jù)動(dòng)力滾輪傾斜角度的變化而變化。圓的大小比值對(duì)應(yīng)輸入轉(zhuǎn)盤(pán)和輸出轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速比，轉(zhuǎn)速比等于傳動(dòng)比。 當(dāng)輸出轉(zhuǎn)盤(pán)的圓較大時(shí)，輸出轉(zhuǎn)盤(pán)的旋轉(zhuǎn)比輸入轉(zhuǎn)盤(pán)慢，這相當(dāng)于傳統(tǒng)變速器的低檔。反之，輸出轉(zhuǎn)盤(pán)的圓較小時(shí)，輸出轉(zhuǎn)盤(pán)的旋轉(zhuǎn)比輸入轉(zhuǎn)盤(pán)快，這相當(dāng)于傳統(tǒng)變速器的高檔。 動(dòng)力滾輪支撐在耳軸的上方和下方，總成與液壓伺服活塞連接，可以上下移動(dòng)。 動(dòng)力滾輪的這種構(gòu)造可以使各個(gè)滾輪繞著耳軸旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)動(dòng)力滾輪的軸線通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)中心時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生滾輪的傾斜力。因此，既然滾輪傾斜保持不變，就沒(méi)有改變傳動(dòng)比。 由于轉(zhuǎn)盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)，滾輪只要向上或向下移動(dòng)0.1mm1.0mm，就可以?xún)A斜。這就使EXTROID CVT即時(shí)響應(yīng)傳動(dòng)比改變的指令，導(dǎo)致特別快速的傳動(dòng)比變化。 動(dòng)力滾輪的傾斜角度有液壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行操縱。盡管通過(guò)傾斜動(dòng)力滾輪改變傳動(dòng)比，但并沒(méi)有直接給滾輪加力。相反，使用轉(zhuǎn)盤(pán)產(chǎn)生的力使?jié)L輪傾斜，當(dāng)滾輪從中心軸垂直移動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)就使?jié)L輪傾斜。由于轉(zhuǎn)盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)盤(pán)產(chǎn)生的力使?jié)L輪移動(dòng)和受力最小時(shí)就立刻傾斜，因此，我們能夠快速感覺(jué)到傳動(dòng)比變化明顯。當(dāng)駕駛員的加速器輸入時(shí)，就可以線性加速和減速。汽車(chē)自動(dòng)變速器工作原理(組圖)2009-05-12 唐普資訊雖然現(xiàn)在市場(chǎng)上車(chē)型繁多，配備的自動(dòng)變速器種類(lèi)也繁多，但其控制和使用方法都大同小異。早幾年，在國(guó)產(chǎn)車(chē)中最常見(jiàn)的是4前速自動(dòng)變速器，現(xiàn)在很多車(chē)型更新?lián)Q代，配備了5前速自動(dòng)變速，奧迪A4甚至還配備了6前速自動(dòng)變速。自動(dòng)變速器看似復(fù)雜，事實(shí)上只要我們了解了其中一些簡(jiǎn)單參數(shù)的奧秘，那么在選購(gòu)汽車(chē)時(shí)，自動(dòng)變速器的好壞就可一目了然了。自動(dòng)變速器最重要的參數(shù)就是擋位的個(gè)數(shù)。這一點(diǎn)凡是開(kāi)過(guò)車(chē)的人都能理解，誰(shuí)都愿意開(kāi)擋位多的車(chē)。如果擋位越多，變速器與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的配合就會(huì)越緊密，能夠把發(fā)動(dòng)機(jī)的性能發(fā)揮得更好。但光看擋位的個(gè)數(shù)是不夠的。事實(shí)上一臺(tái)自動(dòng)變速器的擋位多少并不是技術(shù)的核心，因?yàn)楹?jiǎn)單的增加行星齒輪組就能增加擋位。象奔馳，沃爾沃的商用貨車(chē)，有的擋位甚至多達(dá)20多個(gè)。自動(dòng)變速器的技術(shù)核心在它的控制機(jī)構(gòu)。因?yàn)橐慌_(tái)好的自動(dòng)變速器，它的換擋品質(zhì)必須做到響應(yīng)速度快，換擋沖擊小等特點(diǎn)。而這一切都需要靠設(shè)計(jì)和改進(jìn)性能優(yōu)良的控制機(jī)構(gòu)得以實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)變速器是通過(guò)各種液壓多片離合器和制動(dòng)閘限制或接通行星齒輪組中的某些齒輪得到不同的傳動(dòng)比的。所以換擋品質(zhì)的好壞與這些離合器和制動(dòng)器有直接關(guān)系。根據(jù)汽車(chē)擋次的不同，出于成本考慮，經(jīng)濟(jì)型車(chē)的自動(dòng)變速器的控制機(jī)構(gòu)通常被設(shè)計(jì)得很簡(jiǎn)單。如圖：上圖為自動(dòng)變速器中最常用的制動(dòng)機(jī)構(gòu)。它通過(guò)制動(dòng)帶來(lái)限制行星齒輪的運(yùn)動(dòng)。制動(dòng)帶在杠桿的推動(dòng)下能迅速包緊被制動(dòng)的齒輪或軸，從而產(chǎn)生強(qiáng)大的制動(dòng)力達(dá)到限制行星齒輪運(yùn)動(dòng)的目的。杠桿是直接被頂桿推動(dòng)的，頂桿的動(dòng)力又來(lái)自液壓。所以行星齒輪的制動(dòng)完全由液壓來(lái)決定。這種制動(dòng)帶式的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，成本也很低，常用于經(jīng)濟(jì)型車(chē)的自動(dòng)變速器當(dāng)中。但由于制動(dòng)帶制動(dòng)非常唐突，制動(dòng)力來(lái)得很猛，所以換擋震動(dòng)相對(duì)較大。在高擋車(chē)中很少用這種設(shè)計(jì)。高擋車(chē)中用得較多的是多片離合器式制動(dòng)設(shè)計(jì)。如下圖：綠色圓筐中的部分就是多片離合器式的行星齒輪制動(dòng)機(jī)構(gòu)。采用這種設(shè)計(jì)的自動(dòng)變速箱能獲得很好的換擋品質(zhì)，換擋時(shí)動(dòng)作非常柔和幾乎感覺(jué)不到震動(dòng)和換擋沖擊，但制造維護(hù)成本很高。早期的自動(dòng)變速器通常都是機(jī)械控制的，最多只有少量電子系統(tǒng)作為輔助。機(jī)械式的自動(dòng)變速器液壓油路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，而且耐用性差，需要經(jīng)常維護(hù)，維修費(fèi)用也高得出奇?，F(xiàn)代自動(dòng)變速器基本上已經(jīng)采用了電液一體化的設(shè)計(jì)，其實(shí)不單變速器是這樣，現(xiàn)在很多自動(dòng)化設(shè)計(jì)都是采用的電液一體化設(shè)計(jì)。所謂電液一體化，就是指用電子方式控制液壓油路。這樣就省去了各種復(fù)雜的液壓控制閥和控制管路，直接用電磁閥取代液壓閥。電磁閥最大的好處就是布置方便，可靠性和響應(yīng)速度高。我們完全可以想象，是布置復(fù)雜的液壓回路容易一些還是布置電線容易一些？答案當(dāng)然是后者。電液一體化變速控制，除了上述優(yōu)點(diǎn)以外，還有一個(gè)很大的好處就是控制方法更加智能化。因?yàn)殡姶砰y是直接與行車(chē)電腦相連的，電腦可以很容易的根據(jù)汽車(chē)的各種狀態(tài)調(diào)整控制方式。不象純液壓控制那樣，控制模式是固定不變的。所以在很多配備了電液一體化式的自動(dòng)變速器的車(chē)上，有經(jīng)濟(jì)模式，運(yùn)動(dòng)模式，雪地模式可供選擇。在經(jīng)濟(jì)模式下，電腦控制變速器在低轉(zhuǎn)