對比傳統
大家經常都有看汽車雜志或者是汽車廣告的宣傳片,其中說到汽車參數的時候,會碰到一個術語--CVT,普通人經常把自動檔變速器和無級變速器(CVT)兩個概念混為一談。實際上這兩種變速器工作原理完全不同。CVT結構比傳統的變速器簡單、體積更小,它既沒有手動變速器的衆多齒輪,也沒有自動變速器複雜的行星齒輪組。舊款的CVT多用橡膠皮帶制成,但它的缺點是受力有限,容易打滑因此隻能用在一些摩托車和微型車上,由于制造工藝技術的改良,也應用于中型汽車了,在這方面比較領先的是奧迪和日産,以奧迪為例,廠方就針對傳統的CVT在斜坡上容易後溜以及行駛中的橡皮筋現象進行了改良,在1999年底正式推出Multitronic,除了以油冷式多片離合器代替扭力轉換器以減少動力流失以外,還有兩方面的改進,包括采用金屬片鍊和寬齒比的滑輪組。這條金屬片鍊由1025塊金屬片和75對串針組成,最大可以承受300牛·米的峰值扭力,而傳統的V型鋼帶隻可承受200牛·米的扭力,真是一個天一個地。
另外,Multitronic還有很寬地傳動比,介于2.400到0.395之間,相對于傳統的變速箱,甚至是手動變速箱,有較高的靈活性,令加速更加順暢。而且,在增加和删除手動變速模式的時候,工作變得輕松簡單得多,因為隻需要更改電腦程序,即可更改齒輪的比例和半徑,根本不需要大動刀槍來更換齒輪。所以,一款CVT變速箱可以和多台不同類型不同輸出特性的引擎配合使用。
Multitronic的還有一項特點就是裝置了扭力感應器,确保滑輪夾以适當的力量夾住金屬片鍊,因為過大的夾力會抵消一部分動力,白白的浪費掉,而且也會加速金屬片鍊的磨損。一般來說,CVT變速箱的動力傳輸快,流失較少,所以具有起步快,最高車速較普通自動變速箱的汽車快,并且轉波的過程相當順滑,連貫性非常好,沒有什麼突兀感。駕駛這款車你會發現,引摯的轉速表與速度表指針幾乎是同步變化的,不會出現普通自動變速箱升檔的時候轉速迅速下跌的現象。
液壓機械無級變速箱的水、旱兩用大功率拖拉機能夠滿足在水田和旱田中邊行駛邊工作的要求,實現連續無級變速。
内部結構
無級變速系統(CVT--continuously variable transmission)。
它的内部并沒有傳統變速箱的齒輪傳動結構,而是以兩個可改變直徑的傳動輪,中間套上傳動帶來傳動。基本原理是将傳動帶兩端繞在一個錐形帶輪上,帶輪的外徑大小靠油壓大小進行無級的變化。起步時,主動帶輪直徑變為最小直徑,而被動帶輪變為最大,實現較高的傳動比。随着車速的增加和各個傳感器信号的變化,電腦控制系統來斷定控制兩個帶輪的控制油壓,最終改變帶輪直徑的連續變化,從而在整個變速過程中達到無級變速。
而錐形帶輪之間的傳動帶,在過去的一段時間,由于材質的原因,所受的拉力有限,所能承受的扭矩有限,隻能用在摩托車式小排量車上。近些年來,随着材料技術、加工工藝的不斷提高,生産出特殊材料制造的剛制傳動帶和錐型帶輪。徹底實現了大功率、大扭矩轎車的要求。
CVT最大的特點是無級控制輸出的速比,在行駛中達到行雲流水的感覺,從而沒有了換檔的感覺。乘員感覺不到換檔沖擊,動力銜接連貫。這樣CVT在行駛時增加了舒适性,加速也會比自動變速器快。
技術特性
1.經濟性
CVT可以在相當寬的範圍内實現無級變速,從而獲得傳動系與發動機工況的最佳匹配,提高整車的燃油經濟性。
2.動力性
汽車的後備功率決定了汽車的爬坡能力和加速能力。汽車的後備功率愈大,汽車的動力性愈好。由于CVT的無級變速特性,能夠獲得後備功率最大的傳動比,所以CVT的動力性能明顯優于機械變速器(MT)和自動變速器(AT)。
3.排放
CVT的速比工作範圍寬,能夠使發動機以最佳工況工作,從而改善了燃燒過程,降低了廢氣的排放量。ZF公司将自已生産的CVT裝車進行測試,其廢氣排放量比安裝4-AT的汽車減少了大約10%。
4.成本
CVT系統結構簡單,零部件數目比AT(約500個)少(約300個),一旦汽車制造商開始大規模生産,CVT的成本将會比AT小。由于采用該系統可以節約燃油,随着大規模生産以及系統、材料的革新,CVT零部件(如傳動帶或傳動鍊、主動輪、從動輪和液壓泵)的生産成本,将降低20%-30%。
工作原理
CVT系統主要包括主動輪組、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型金屬傳動帶齧合。發動機輸出軸輸出的動力首先傳遞到CVT的主動輪,然後通過V型傳動帶傳遞到從動輪,最後經減速器、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型傳動帶齧合的工作半徑,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。随着車速的增加,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。



















