CVT（無級變速器）工作原理簡介中國汽車召回網2010-03-29 CVT也叫無級變速器，是汽車變速器的一種，與有級變速器的主要區別在于：它的速比不是間斷的點，而是一系列連續的值，從而實現了良好的經濟性、動力性和駕駛平順性，而且降低了排放和成本。 我國目前銷售的汽車裝備了各種變速器，包括手動變速器（MT）、自動變速器（AT）（含DSG）和無級變速器（CVT）。下面作簡要介紹。 1、MT手動變速器（MT：Manual Transmission）采用齒輪組，由于每擋齒輪組的齒數是固定的，所以各擋速比是個固定值（也就是所謂的“級”）。比如，一擋速比是3.455，二擋是2.056，再到五擋的0.85，這些數字再乘上主減速比就是汽車動力傳動系統的總傳動比，5擋變速器共有5個值（即有5級），所以說它是有級變速器。手動變速器是最常見的變速器，相對AT和CVT而言，它的結構最簡單，主要由輸入軸、軸出軸和中間軸、各軸軸承、各擋齒輪、同步器、換擋操縱機構組成。手動變速器故障率相對較低，使用成本也較低。 2、AT自動變速器（AT:Automatic Transmission）可以自動升擋和降擋，電腦主要根據車速和負荷（油門踏板的行程）進行升降擋控制，同時還要參考變速器油溫、換擋模式等多種信號。AT與MT的相同點就是二者都是有級式變速器，只不過AT在各個擋位都有一段連續的速比變化，而且能根據車速的快慢來自動實現擋位的增減，可以消除手擋車“頓挫”的變擋感覺。（1）AT的結構：與手動波相比，液力自動波（AT）在結構和使用上有很大的不同。手動波主要由齒輪和軸組成，通過不同的齒輪組合產生變速變矩；而AT是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩。其中液力變扭器是AT最具特點的部件，它由泵輪、渦輪和導輪等構件組成，直接輸入發動機動力傳遞扭矩和離合作用。（2）AT的優缺點 ：AT不用離合器換檔，檔位少變化大，連接平穩，因此操作容易，既給開車人帶來方便，也給坐車人帶來舒適。但缺點也多，一是對速度變化反應較慢，沒有手動波靈敏，因此許多玩車人士喜歡開手動波車；二是費油不經濟，傳動效率低變矩范圍有限，近年引入電子控制技術改善了這方面的問題；三是機構復雜，修理困難。在液力變扭器內高速循環流動的液壓油會產生高溫，所以要用指定的耐高溫液壓油。另外，如果汽車因蓄電池缺電不能啟動，不能用推車或拖車的方法啟動。如果拖運故障車，要注意使驅動輪脫離地面，以保護自動波齒輪不受損害。（3）AMTAMT在機械變速器（手動波）原有基礎上進行改造，主要改變手動換檔操縱部分。即在總體傳動結構不變的情況下通過加裝微機控制的自動操縱系統來實現換擋的自動化。因此AMT實際上是由一個機器人系統來完成操作離合器和選檔的兩個動作。由于AMT能在現生產的手動波基礎上進行改造，生產繼承性好，投入的責用也較低，容易被生產廠接受。AMT的核心技術是微機控制，電子技術及質量將直接決定AMT的性能與運行質量。 3、CVT無級變速器(CVT：Continuous Variable Transmission)與有級式的主要區別在于：它的速比不是間斷的，而是一系列連續的值，譬如可以從3.455一直變化到0.85。CVT結構比傳統自動變速器簡單，體積更小，它既沒有手動變速器的眾多齒輪副，也沒有自動變速器復雜的行星齒輪組，它主要靠主、從動輪和金屬帶或滾輪轉盤來實現速比的無級變化。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，像自行車的踏板經大小輪盤與鏈條帶動車輪以不同的速度旋轉。由于不同的力度對各組齒輪產生的推力大小不一，致使變速箱輸出的轉速也隨之變化，從而實現不分檔次的徐緩轉動。CVT采用傳動帶和可變槽寬的棘輪進行動力傳遞，即當棘輪變化槽寬肘，相應改變驅動輪與從動輪上傳動帶的接觸半徑進行變速，傳動帶一般用橡膠帶、金屬帶和金屬鏈等。CVT是真正無級化了，它的優點是重量輕，體積小，零件少，與AT比較具有較高的運行效率，油耗較低。但CVT的缺點也是明顯的，就是傳動帶很容易損壞，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，因此在自動變速器占有率約4以下。近年來經過各大汽車公司的大力研究，情況有所改善。CVT將是自動變速箱的發展方向。國內目前有多款車型裝備了CVT，如東風日產天籟、軒逸、奇駿等全系列車型，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的主要結構和工作原理 （1）鋼帶式CVT 這種CVT是帶輪和鋼帶的組合，取代常規的齒輪裝置傳遞動力。主要部件包括主動輪組、從動輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件。金屬帶由兩束金屬環和幾百個金屬片構成。主動輪組和從動輪組都由可動盤和固定盤組成，與油缸靠近的一側帶輪可以在軸上滑動，另一側則固定。可動盤與固定盤都是錐面結構，它們的錐面形成V型槽來與V型金屬傳動帶嚙合。發動機輸出軸輸出的動力首先傳遞到CVT的主動輪，然后通過V型傳動帶傳遞到從動輪，最后經減速器、差速器傳遞給車輪來驅動汽車。工作時通過主動輪與從動輪的可動盤作軸向移動來改變主動輪、從動輪錐面與V型傳動帶嚙合的工作半徑，從而改變傳動比。可動盤的軸向移動量是由駕駛者根據需要通過控制系統調節主動輪、從動輪液壓泵油缸壓力來實現的。由于主動輪和從動輪的工作半徑可以實現連續調節，從而實現了無級變速。在金屬帶式無級變速器的液壓系統中，從動油缸的作用是控制金屬帶的張緊力，以保證來自發動機的動力高效、可靠的傳遞。主動油缸控制主動錐輪的位置沿軸向移動，在主動輪組金屬帶沿V型槽移動，由于金屬帶的長度不變，在從動輪組上金屬帶沿V型槽向相反的方向變化。金屬帶在主動輪組和從動輪組上的回轉半徑發生變化，實現速比的連續變化。汽車開始起步時，主動輪的工作半徑較小，變速器可以獲得較大的傳動比，從而保證驅動橋能夠有足夠的扭矩來保證汽車有較高的加速度。隨著車速的增加，主動輪的工作半徑逐漸減小，從動輪的工作半徑相應增大，CVT的傳動比下降，使得汽車能夠以更高的速度行駛。 （2）滾輪轉盤式CVT 可用來傳遞更大的功率和扭矩，適用于較大排量的汽車上。這種CVT使用轉盤和滾輪的結合傳遞驅動扭矩并改變傳動比。它通過移動動力滾輪改變傳動比，輸入轉盤給動力滾輪及時施加作用力，所以這種CVT對傳動比變化的反應比鋼帶式CVT更快，從而實現駕駛員加速器輸入的傳動比線性變化。此外，與鋼帶驅動式CVT類似，傳動比的連續改變使駕駛員享受到無縫平順換檔，沒有任何換檔沖擊。 發動機動力傳遞到一個輸入轉盤，輸入轉盤的旋轉運動把動力傳遞到滾輪，再經滾輪傳遞到輸出轉盤。通過連續改變動力滾輪的傾斜角度，CVT執行平順而連續的傳動比變化。輸入轉盤和動力滾輪之間接觸點畫圓的大小以及輸出轉盤和動力滾輪之間觸點畫圓的大小根據動力滾輪傾斜角度的變化而變化。圓的大小比值對應輸入轉盤和輸出轉盤的轉速比，轉速比等于傳動比。 當輸出轉盤的圓較大時，輸出轉盤的旋轉比輸入轉盤慢，這相當于傳統變速器的低檔。反之，輸出轉盤的圓較小時，輸出轉盤的旋轉比輸入轉盤快，這相當于傳統變速器的高檔。 動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。 動力滾輪的這種構造可以使各個滾輪繞著耳軸旋轉。 當動力滾輪的軸線通過轉盤中心時，不會產生滾輪的傾斜力。因此，既然滾輪傾斜保持不變，就沒有改變傳動比。 由于轉盤高速旋轉，滾輪只要向上或向下移動0.1mm1.0mm，就可以傾斜。這就使EXTROID CVT即時響應傳動比改變的指令，導致特別快速的傳動比變化。 動力滾輪的傾斜角度有液壓機構進行操縱。盡管通過傾斜動力滾輪改變傳動比，但并沒有直接給滾輪加力。相反，使用轉盤產生的力使滾輪傾斜，當滾輪從中心軸垂直移動時，轉盤就使滾輪傾斜。由于轉盤高速旋轉，轉盤產生的力使滾輪移動和受力最小時就立刻傾斜，因此，我們能夠快速感覺到傳動比變化明顯。當駕駛員的加速器輸入時，就可以線性加速和減速。汽車自動變速器工作原理(組圖)2009-05-12 唐普資訊雖然現在市場上車型繁多，配備的自動變速器種類也繁多，但其控制和使用方法都大同小異。早幾年，在國產車中最常見的是4前速自動變速器，現在很多車型更新換代，配備了5前速自動變速，奧迪A4甚至還配備了6前速自動變速。自動變速器看似復雜，事實上只要我們了解了其中一些簡單參數的奧秘，那么在選購汽車時，自動變速器的好壞就可一目了然了。自動變速器最重要的參數就是擋位的個數。這一點凡是開過車的人都能理解，誰都愿意開擋位多的車。如果擋位越多，變速器與發動機動力的配合就會越緊密，能夠把發動機的性能發揮得更好。但光看擋位的個數是不夠的。事實上一臺自動變速器的擋位多少并不是技術的核心，因為簡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，有的擋位甚至多達20多個。自動變速器的技術核心在它的控制機構。因為一臺好的自動變速器，它的換擋品質必須做到響應速度快，換擋沖擊小等特點。而這一切都需要靠設計和改進性能優良的控制機構得以實現。自動變速器是通過各種液壓多片離合器和制動閘限制或接通行星齒輪組中的某些齒輪得到不同的傳動比的。所以換擋品質的好壞與這些離合器和制動器有直接關系。根據汽車擋次的不同，出于成本考慮，經濟型車的自動變速器的控制機構通常被設計得很簡單。如圖：上圖為自動變速器中最常用的制動機構。它通過制動帶來限制行星齒輪的運動。制動帶在杠桿的推動下能迅速包緊被制動的齒輪或軸，從而產生強大的制動力達到限制行星齒輪運動的目的。杠桿是直接被頂桿推動的，頂桿的動力又來自液壓。所以行星齒輪的制動完全由液壓來決定。這種制動帶式的設計，結構非常簡單，成本也很低，常用于經濟型車的自動變速器當中。但由于制動帶制動非常唐突，制動力來得很猛，所以換擋震動相對較大。在高擋車中很少用這種設計。高擋車中用得較多的是多片離合器式制動設計。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機構。采用這種設計的自動變速箱能獲得很好的換擋品質，換擋時動作非常柔和幾乎感覺不到震動和換擋沖擊，但制造維護成本很高。早期的自動變速器通常都是機械控制的，最多只有少量電子系統作為輔助。機械式的自動變速器液壓油路結構復雜，成本高，而且耐用性差，需要經常維護，維修費用也高得出奇。現代自動變速器基本上已經采用了電液一體化的設計，其實不單變速器是這樣，現在很多自動化設計都是采用的電液一體化設計。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，可靠性和響應速度高。我們完全可以想象，是布置復雜的液壓回路容易一些還是布置電線容易一些？答案當然是后者。電液一體化變速控制，除了上述優點以外，還有一個很大的好處就是控制方法更加智能化。因為電磁閥是直接與行車電腦相連的，電腦可以很容易的根據汽車的各種狀態調整控制方式。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變速器的車上，有經濟模式，運動模式，雪地模式可供選擇。在經濟模式下，電腦控制變速器在低轉