奥迪01j型无级变速器_cvt_的结构与工作原理

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1、48基础知识讲座 M A S T E R I N G T H E B A S I C S目前，市场上无级变速器的传动理论都是在 “链式传动理论” 基础上发展起来的， 但因其动力能力传递有限，只适用于超小型汽车和小功率发动机的中档汽车上。而奥迪公司是首家推出的带T i p t r o n i c 功能的m u l t i t r o n i c 变速器，能够应用于功率和扭矩分别达到1 4 9 . 2 k W 和 3 0 0 N m 的V 6 2 . 8 L 发动机上。目前在汽车上广泛使用的自动变速技术是将液力变矩器和行星齿轮系组合的自动变速器技术，在主要汽车制造商生产的城市用车中的平均装车率已经

2、达到7 0 % 。 但是液力变矩器和行星齿轮系的组合有着明显的缺点 ：传动比不连续，只能实现分段范围内的无级变速；液力传动的效率较低， 影响了整车的动力性能与燃料经济性；增加变速器的挡位数来扩大无级变速覆盖范围，就必须采用较多的执行元件来控制行星齿轮系的动力传递路线，导致自动变速器零部件数量过多、结构复杂、 保养和维护不便。 所以汽车行业早就开始研究其它新型变速技术，无级变速（C V T ）技术就是其中最有前景的一种。 C V T （C o n t i n u o u s l yV a r i a b l e T r a n s m i s s i o n ） 技术即无级变速技术，采用传动带和

3、工作直径可变的主、 从动轮相配合传递动力。 由于C V T可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配， 提高整车的燃油经济性和动力性， 改善驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性， 所以它是理想的汽车传动装置。 一、0 1 J 型无级变速器的结构奥迪 0 1 J 型无级变速器主要由飞轮减振装置、倒挡离合器、 辅助减速齿轮、主链轮装置、副链轮装置、 行星齿轮系、 前进挡离合器、液压控制单元和变速器控制单元组成。电子液压控制单元和变速箱控制单元集成为一体，位于变速箱壳体内。其零部件如图1 所示，结构图如图 2 所示。 二、无级变速器的工作原理发动机输出轴输出的动力首先传递到 C

4、V T的主动轮，然后通过 V型传动带传递到从动轮，最后经减速器、差速器传递给车轮来驱动汽车。C V T 的主动轮和从动轮都由可动盘和固定盘组成，可动盘与固定盘都是锥面结构，可动盘与固定盘的锥面形成 V型槽来与 V型传动带啮合。工作时通过主动轮与从动轮的可动盘作轴向移动来改变主动轮、从动轮锥面与 V型传动带啮合的工作半径，从而改变传动比。可动盘的轴向移动量是由驾驶者根据需要通过控制系统调节主动轮、从动轮液压泵油缸压力来实现的。由于主动轮和从动轮的工作半径可以实现连续调节，从而实现了无级变速，图 3为无级变速器的带轮传动图。 汽车开始起步时， 主动轮的工作半径较小，变速器可以获得较大的传动比，从而

5、保证驱动桥能够有足够的扭矩来保证汽车有较高的加速度。随着车速的增加，主动轮的工作半径逐渐减小，从动轮的工作半径相应增大，C V T 的传动比下降，使得汽车能够以更奥迪0 1 J 型无级变速器（C V T ） 文 / 罗新闻 梁春兰图1 奥迪0 1 J 型无级变速器的零部件图图2 奥迪0 1 J 型无级变速器的结构图的结构与工作原理49基础知识讲座M A S T E R I N G T H E B A S I C S高的速度行驶。 三. 0 1 J 变速器的电路控制电子控制部分主要由开关、传感器、电磁阀、继电器以及m u l t i t r o n i c 控制单元等组成。0 1 J 型无级变速

6、器控制电路如图 4 所示。电路中：传感器G 1 8 2 用于监测链轮1 处的变速箱实际输入转速，变速箱控制单元根据实际值与设定值间的比较，计算压力调节阀（N 2 1 6 ）的控制电流，从而控制减压阀的位置；传感器G 1 8 2和 G 1 9 5及发动机转速信号主要实现对换挡的监控；施压阀（V S P V）用于控制系统的压力，在特定功能下，始终提供足够的接触压力或调节压力；电磁阀N 8 8用来控制离合器冷却阀（KKV）和安全阀（S L V ） ；压力调节阀N 2 1 5用于控制离合器控制阀（K S V ） ；压力调节阀 N 2 1 6 用于控制减压阀工作。 另外， m u l t i t r o

7、 n i c控制单元的作用是根据各传感器信号实现以下控制：1 、离合器接合控制变速箱控制单元根据发动机转速、变速箱输入转速、加速踏板位置、 发动机扭矩、 制动力、 变速箱油温等这些参数计算出离合器额定压力， 并且确定压力调节阀 N 2 1 5的控制电流值，从而控制离合器控制阀（K S V ）的位置。离合器控制阀（K S V ）在控制离合器压力时，还调整待传递的发动机扭矩。离合器压力又通过安全阀（S I V ）传到手动换挡阀（H S ）上。手动换挡阀再将油压传到前进挡离合器或倒挡离合器上。如果换挡位置位于 N和 P 位时，手动换挡阀切断供油，前进挡离合器和倒挡离合器都与油底壳相通。0 1 J 型

8、无级变速器的液压控制如图 5所示。2 、离合器安全切断控制在变速器工作时，液压传感器G 1 9 3图3 无级变速器带轮传动图图4 奥迪0 1 J 型无级变速器的电路图F - 制动灯开关；F 1 2 5 - 多功能开关；F 1 8 9 - T i p t r o n i c 开关；G 9 3 - 变速箱油温传感器；G 1 8 2 - 变速箱输入转速传感器；G 1 9 3 - 自动变速箱液压传感器1（离合器压力） ；G 1 9 4 - 自动变速箱液压传感器2（接触压力） ； G 1 9 5 - 变速箱输出转速传感器；G 1 9 6 - 变速箱输出转速传感器2 ；N 8 8 - 电磁阀1 （离合器冷

9、却/ 安全切断阀） ；N 1 1 0 - 换挡杆锁止电磁阀；N 2 1 5 - 自动变速箱控制阀1 （离合器控制） ；N 2 1 6 - 自动变速箱控制阀2 （变速器控制） ；J 2 1 7 - T i p t r o n i c 控制单元；J 2 2 6 - 启动锁止和倒车灯继电器；S - 保险丝；U - 至T i p t r o n i c方向盘（选装） ；V - 来自接线柱5 8 ；W - 倒车灯；X - 来自点火开关接线柱5 0 ；Y - 至启动机接线柱5 0 ；Z - 至倒车灯；-传动系C A N 总成（低） ；-传动系C A N 总成（高） ；- 换挡指示信号；-车速信号；- 发动

10、机转速信号；- 诊断插头；- 位于液压控制单元50基础知识讲座 M A S T E R I N G T H E B A S I C S 监测液压控制部分中的离合器压力（实际压力） 。实际离合器压力与变速器控制单元计算的额定压力不断进行比较。如果实际离合器压力明显高于离合器额定压力，不论手动换挡阀处于任何位置，变速器控制单元都会给电磁阀N 8 8发出指令，使安全阀（S I V ）工作，确保离合器快速分离。图5 奥迪0 1 J 型无级变速器的液压控制图D B V 1 -限压阀1 ；D B V 2 -限压阀2 ；D D V 1 -差压阀1 ；D D V 2 -差压阀2 ；F - A T F滤清器；

11、H S - 手动换挡阀；K - A T F冷却器；K K V -离合器冷却阀；K S V - 离合器控制阀；M D V -最小 压力阀；M P 1 - 接触压力测试点（由G 1 9 4 监测） ；M P 2 - 离合器压力测试点（由G 1 9 3 监测） ；N 8 8 - 电磁阀1 （离合器冷却/ 安全切断阀） ；N 2 1 5 - 自动变速箱控制阀1 ；N 2 1 6 - 自动变速箱 控制阀2 ；P - 油泵；P R N D - 换挡杆位置；R K - 倒挡离合器；S 1 - A T F 过滤器1 ；S 2 - A T F 过 滤器2 ；S 3 - 过滤器3 ；S B - 链轮润滑/ 冷却液

12、喷孔；S F - A T F 进油过滤器；S I V - 安全阀；S S P - 吸气喷射泵（吸气泵） ；U V - 件压阀；V K - 前进挡离合器；V S B V - 体积改变率限制阀；V S P V -施压阀；V S T V - 输导压力值；- 飞溅润滑油罩盖；- 到离合器3 、离合器冷却控制为了防止离合器过热，离合器设有冷却系统。如果离合器的温度超过9 5 时，变速器控制单元向电磁阀 N 8 8提供一额定电流，该电流产生一控制压力控制离合器冷却阀（K K V ）工作。离合器冷却阀将压力从冷却油回油管传到吸气喷射泵，吸气喷射泵又根据文丘里原理工作，从而对离合器进行冷却。4 、0 1 J

13、型无级变速器换挡控制在变速器工作时，输导控制阀（V S T V ）向压力调节阀 N 2 1 6提供一个约 5 b a r （1 b a r = 1 05P a ）的常压。N 2 1 6根据变速箱控制单元计算的控制电流产生控制压力，该压力控制减压阀的位置。根据控制压力，减压阀将调节压力传递到链轮 1或 2的分离缸上，当控制压力在1 . 8 b a r 与2 . 2 b a r 间时， 减压阀关闭。当控制压力低于压力1 . 8 b a r 时， 调节压力传递到链轮1 的分离缸上， 同时，链轮 2的分离缸与油底壳相通，变速器朝“超速”变速比方向换挡。当控制压力大于2 . 2 b a r 时， 调整压

14、力传递到链轮2 的分离缸上，同时， 链轮1 的分离缸与油底壳相通，变速器朝“启动扭矩”变速比方向换挡。 四、0 1 J 型无级变速器阀体变速器的阀体主要由手动换挡阀、9 个液压阀和3个电磁阀组成。其作用是：控制前进挡和倒挡离合器、调节离合器压力、冷却离合器、为接触压力控制提供压力油、控制传动、为飞溅润滑油罩盖供油。为了保护部件不损坏，液压控制部分中的限压阀（D V B 1 ）将最高压力限制在 8 2 b a r 。为了防止启动时油泵吸入发动机进气，液压控制部分中装有最小压力阀（M D V ） 。当油泵输出功率高时，最小压力阀（M D V ）打开，允许润滑油从回油管流到油泵吸入侧，提高油泵效率。 五、结语在最近的十几年中，C V T 技术已经向前迈进了一大步，使得 C V T比有着超过 1 0 0 年历史的机械变速器（M T ）和有着超过5 0 年历史的自动变速器（A T ）更有竞争力。C V T 技术正处在寿命周期的开始，C V T 的特性将进一步提高，现在世界正在进行C V T产品的研究和计划，将导致 C V T 的销售量在2 0 0 5 年接近3 0 0万辆。C V T与 M T 、A T相比性能更佳，能与发动机形成理想的匹配。