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1、36814 无级变速系统deseea nbsp 2010年08月36814.无级变速系统2010年08月02日 简介 而锥形带轮之间的传动带，在过去的一段时间，由于材质的原因，所受的拉力有限，所能承受的扭矩有限，只能用在摩托车式小排量车上。近些年来，随着材料技术、加工工艺的不断提高，生产出特殊材料制造的刚制传动带和锥型带轮。彻底实现了大功率、大扭矩轿车的要求。 CVT最大的特点是无级控制输出的速比，在行驶中达到行云流水的感觉，从而没有了换档的感觉。乘员感觉不到换档冲击，动力衔接连贯。这样CVT在行驶时增加了舒适性，加速也会比自动变速器快。CVT与传统变速器的区别 大家经常都有看汽车杂志或者是汽
2、车广告的宣传片，其中说到汽车参数的时候，会碰到一个术语CVT，普通人经常把自动档变速器和无级变速器(CVT)两个概念混为一谈。实际上这两种变速器工作原理完全不同。CVT结构比传统的变速器简单、体积更小，它既没有手动变速器的众多齿轮，也没有自动变速器复杂的行星齿轮组。旧款的CVT多用橡胶皮带制成，但它的缺点是受力有限，容易打滑因此只能用在一些摩托车和微型车上，由于制造工艺技术的改良，现在也应用于中型汽车了，在这方面比较领先的是奥迪和日产，以奥迪为例，厂方就针对传统的CVT在斜坡上容易后溜以及行驶中的橡皮筋现象进行了改良，在1999年底正式推出Multitronic，除了以油冷式多片离合器代替扭力
3、转换器以减少动力流失以外，还有两方面底改进，包括采用金属片链和宽齿比的滑轮组。这条金属片链由1025块金属片和75对串针组成，最大可以承受300牛米的峰值扭力，而传统的V型钢带只可承受200牛米的扭力，真是一个天一个地。 另外，Multitronic还有很宽地传动比，介于2.400到0.395之间，相对于传统的变速箱，甚至是手动变速箱，有较高的灵活性，令加速更加顺畅。而且，在增加和删除手动变速模式的时候，工作变得轻松简单得多，因为只需要更改电脑程序，即可更改齿轮的比例和半径，根本不需要大动刀枪来更换齿轮。所以，一款CVT变速箱可以和多台不同类型不同输出特性的引擎配合使用。 Multitroni
4、c的还有一项特点就是装置了扭力感应器，确保滑轮夹以适当的力量夹住金属片链，因为过大的夹力会抵消一部分动力，白白的浪费掉，而且也会加速金属片链的磨损。一般来说，CVT变速箱的动力传输快，流失较少，所以具有起步快，最高车速较普通自动变速箱的汽车快，并且转波的过程相当顺滑，连贯性非常好，没有什么突兀感。驾驶这款车你会发现，引挚的转速表与速度表指针几乎是同步变化的，不会出现普通自动变速箱升档的时候转速迅速下跌的现象。使用无级变速系统CVT的注意事项 对于正确使用CVT应注意以下几点： 1、行驶时，不要将变速杆拉到“N”档。 2、从前进变后退，从后退变前进档时，要完全停住车，在踩住制动踏板的同时操作变速
5、杆，否则有可能使变速箱损坏。 3、下坡时，应使用“S”档或手动模式的低档，利用发动机制动作用，避免长时间制动时使制动蹄片产生热衰退性，使制动性能变差。 4、由于CVT的结构和工作原理，所有的控制都是靠内部油压来进行完成的。所以应按照生产厂家指定的期限检查CVT的油质、油量，并定期进行更换符合厂家规定的油品。 5、为了最大限度的提高其燃油经济性，行驶中最好使用CVT变速箱的自动模式。这样可以使发动机和变速器全程保持达到最佳匹配的状态，最大限度利用发动机的扭矩和功率输出，达到经济的车速，从而提高燃油的经济性。 6、由于CVT的结构，假如对其相关的零部件或电路进行检修或断电之后，都要对内部进行一种特
6、殊的设定程序才能使CVT发挥正常的状态。所以，相对于CVT变速箱的维修应去专业的修理单位进行维修。CVT技术的发展概况 CVT技术的发展，已经有了一百多年的历史。德国奔驰公司是在汽车上采用CVT技术的鼻祖，早在1886年就将V型橡胶带式CVT安装在该公司生产的汽油机汽车上。1958年，荷兰的DAF公司H.VanDoorne博士研制成功了名为Variomatic的双V型橡胶带式CVT，并装备于DAF公司制造的Daffodil轿车上，其销量超过了100万辆。但是由于橡胶带式CVT存在一系列的缺陷：功率有限(转矩局限于135Nm以下)，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，因而没
7、有被汽车行业普遍接受。 然而提高传动带性能和CVT传递功率极限的研究一直在进行，将液力变矩器集成到CVT系统中，主、从动轮的夹紧力实现电子化控制，在CVT中采用节能泵，传动带用金属带代替传统的橡胶带。新的技术进步克服了CVT系统原有的技术缺陷，导致了传递转矩容量更大、性能更优良的第二代CVT的面世。 进入20世纪90年代，汽车界对CVT技术的研究开发日益重视，特别是在微型车中，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。 1997年上半年，日本日产公司开发了使用在2.0L汽车上的CVT。在此基础上，日产公司在1998年开发了一种为中型轿车设计
8、的包含一个手动换档模式的CVT。新型CVT采用一个最新研制的高强度宽钢带和一个高液压控制系统。通过采用这些先进的技术来获得较大的转矩能力，日产公司研究开发CVT的电子控制技术，传动比的改变实行全档电子控制，汽车在下坡时可以一直根据车速控制发动机制动，而且在湿滑路面上能够平顺地增加速比来防止打滑。日产公司计划将它的CVT的应用范围从1.0L扩大到3.0L的轿车。 日本三菱公司已选择了CVT平顺无能量损失地传递直喷式发动机的动力来驱动汽车。V型带/传动轮机构可以保证在所有速率下发动机动力平顺无间断地传递。CVT根除了传统的自动变速器通过齿轮换档时的打齿现象，从而获得更满意的响应和控制。三菱公司准备
9、采用直喷式发动机(1.5L或更小)与CVT组合。 日本富士重工同时拥有15年开发CVT的经验。1997年5月，富士重工将它的Vistro微型车装配了全计算机控制式E-CVT(含有六档手动换档模式的CVT)。驾驶员无须操作离合器就可以进行六档变速。富士重工在Pleo微型车上采用一种有锁止式变矩器的电控式CVT、通过小范围锁止可以使液力变矩器的滑动保持在最小值，行星齿轮用来切换前进档/倒退档。传动比范围从1：10-5.5：1。 1999年上半年，美国的福特公司和德国ZF公司合作为福特公司的轿车和轻型载货车生产CVT。在巴达维亚和俄亥俄州新建的合资企业将从2001年生产为福特公司设计的、带有电子管理
10、功能的CFT23型CVT。ZF公司设计的CVT是一种变矩器式变速器，使用为安装横向发动机前轮驱动汽车生产的钢带。ZF公司也能为安装纵向发动机的前轮驱动汽车和后轮驱动汽车生产CVT系列。ZF公司称：与四档自动变速器相比，CVT系统能够将加速性能提高10%，燃油经济性提高10%-15%。与锁止式变矩器相比，CVT系统在不漏油的前提下效率更高。福特公司正在设计一种与公司内所有轻型载货车匹配的牵引驱动CVT，包括后轮驱动和全轮驱动载货车。牵引驱动使用沿特殊滑液的可移动滑件代替传动带和传动轮。滑动部分的相对位置决定传动比，由一层部件间非常薄的液油来传递动力。 德国ZF公司从1999年中期开始为Rover
11、216型汽车提供钢带驱动的VT1型CVT。这种CVT包括螺旋齿轮或变速器、合适的液压系统、湿式离合器。在系统中集成的ECU可以允许机械、液力和电子系统进一步组合，这就更好地利用了各种系统的独特优点。 德国博世的电子式CVT控制系统是基于用传感器和执行器单元控制基础上的电子/液力模块。博世公司已经将独立部件、执行器、传感器和变速器换档ECU组成一个单独的模块，变速器制造商只需增加一个集成控制单元。CVT的工作原理 CVT系统主要包括主动轮组、从动轮组、金属带和液压泵等基本部件。金属带由两束金属环和几百个金属片构成。主动轮组和从动轮组都由可动盘和固定盘组成，与油缸靠近的一侧带轮可以在轴上滑动，另一
12、侧则固定。可动盘与固定盘都是锥面结构，它们的锥面形成V型槽来与V型金属传动带啮合。发动机输出轴输出的动力首先传递到CVT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。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。 在金属带式无级变速器的液压系统中，从动油缸的作用是控制金属带的张紧力，以保证来自发动机的动力高效、可靠的传递。主动油缸控制主动锥
13、轮的位置沿轴向移动，在主动轮组金属带沿V型槽移动，由于金属带的长度不变，在从动轮组上金属带沿V型槽向相反的方向变化。金属带在主动轮组和从动轮组上的回转半径发生变化，实现速比的连续变化。 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，CVT的传动比下降，使得汽车能够以更高的速度行驶。CVT的技术特性 4.1经济性 CVT可以在相当宽的范围内实现无级变速，从而获得传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车的燃油经济性。德国的大众公司在自己的GolfVR6轿车上
14、分别安装了4-AT和CVT进行ECE市区循环和ECE郊区循环测试，证明CVT能够有效节约燃油(如表1) 表1安装4-AT和CVT的大众公司的GolfVR6汽车的燃油消耗对比 试验油耗4-ATCVT ECE市区循环，L/100km14.413.2 ECE郊区/远程循环，L/100km10.89.8 90km/h匀速，L/100km8.37.0 120km/h，L/100km10.39.2 4.2动力性 汽车的后备功率决定了汽车的爬坡能力和加速能力。汽车的后备功率愈大，汽车的动力性愈好。由于CVT的无级变速特性，能够获得后备功率最大的传动比，所以CVT的动力性能明显优于机械变速器(MT)和自动变速
15、器(AT)。表2为分别安装4-AT和CVT的克莱斯勒的Voyager轿车的动力性比较，安装CVT的汽车拥有更佳的动力性能。 表2安装4-AT和CVT的克来斯勒Voyager轿车动力性对比 项目4-ATCVT 加速时间(s) 0-30km/h2.52.5 0-100km/h13.212.2 4.3排放 CVT的速比工作范围宽，能够使发动机以最佳工况工作，从而改善了燃烧过程，降低了废气的排放量。ZF公司将自己生产的CVT装车进行测试，其废气排放量比安装4-AT的汽车减少了大约10%。 4.4成本 CVT系统结构简单，零部件数目比AT(约500个)少(约300个)，一旦汽车制造商开始大规模生产，CVT的成本将会比AT小。由于采用该系统可以节约燃油，随着大规模生产以及系统、材料的革新，CVT零部件(如传动带或传动链、主动轮、从动轮和液压泵)的生产成本，将降低20%-30%。CVT技术未来发展趋势 CVT技术未来的发展可以从以下四个方面进行分析。 5.1CVT部件 推式传动带和传动链将在转矩传递容量和专用性上进一步加强。由于产品数量的迅速增加，伴随产品过程的进一步自动化，成本会大幅降低。 CVT专用的液压泵将被推广。用于自动跳合和紧急制动的小型电子驱动泵，和用于正常工况的发动机驱动泵协同工作，将进一步改善整个变速器的效率。 滑轮优化设计将不仅减小系统的质量和降低成本，而且保证在主
