CVT技术及应用状况

1、cvt技术及应用状况全而了解cvt技术及应用状况cvt技术再次成为人们关注的新技术之一，这里我们就将cvt的原理深入浅出的向大家介绍，让大 家了解究竟cvt技术与现在大量使用的手动变速器和自动变速器有什么不同。现在市场上销售的汽车，装备的变速箱主要冇手动变速器（mt）、h动变速器（at）、无级变速器 （cvt）。1、mt：手动变速器（mt： manual transmission）采用齿轮组，由于每挡的齿轮组的齿数是固定的，所以各 挡的变速比是个定值（也就是所谓的“级”）。比如，一挡变速比是3.455,二挡是2.056,再到五挡的0.85, 这些数字再乘上主减速比就是总的传动比，总共只有5个值

2、（即有5级），所以说它是有级变速器。手动变速器是垠常见的变速器，它的基本构造用一句话概括，就是两轴一屮轴，即指输入轴、轴出轴 和屮间轴，它们构成了变速器的主体，当然还有一根倒档轴。手动变速器又称手动齿轮武变速器，含有可 以在轴向滑动的齿轮，通过不同齿轮的啮合达到变速变扭目的。2、at：白动变速器（at:automatic transmission）是利用车速和负荷（油门踏板的行程）进行双参数控制， 挡位根据上而的两个参数来自动升降。at与mt的相同点，就是二者都是有级式变速器，只不过at能根 据车速的快慢来动实现挡位的增减，可以消除手挡车“顿挫”的变挡感觉。（1 ） at的结构：与手动波相比，

3、液力自动波（at）在结构和使用上有很大的不同。手动波主要由齿轮和轴组成，通过 不同的齿轮组合产生变速变矩；而at是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统纽.成，通过液力传递和 齿轮组合的方式來达到变速变矩。其中液力变扭器是at最具特点的部件，它山泵轮、涡轮和导轮等构件 组成，直接输入发动机动力传递扭矩和离合作用。（2） at的优缺点：at不用离合器换档，档位少变化大，连接平稳，因此操作容易，既给开车人帯來方便，也给坐车人带 來舒适。但缺点也多，一是对速度变化反应较慢,没冇手动波灵敏，因此许多玩车人士喜欢开手动波车;二是 费汕不经济，传动效率低变矩范围有限，近年引入电子控制技术改善了这方面的问题；

4、三是机构复杂，修 理因难。在液力变扭器内高速循环流动的液压汕会产生高温，所以要用指定的耐高温液压汕。另外，如果 汽车因蓄电池缺电不能启动，不能用推车或拖车的方法启动。如果拖运故障车，要注意使驱动轮脱离地面, 以保护自动波齿轮不受损害。(3) amtamt在机械变速器（手动波）原冇基础上进行改造,主要改变手动换档操纵部分。即在总体传动结构 不变的情况下通过加装微机控制的自动操纵系统來实现换挡的自动化。因此amt实际上是由一个机器人系 统來完成操作离合器和选档的两个动作。由于amt能在现生产的手动波基础上进行改造，生产继承性好, 投入的贵川也较低，容易被生产厂接受。amt的核心技术是微机控制，电子

5、技术及质量将直接决定amt 的性能与运行质量。3、cvt：无级变速器（cvt： continuouslyvariabletrans-mission）与有级式的区别在于，它的变速比不是间 断的点，而是一系列连续的值，譬如可以从3.455 -直变化到0.85。cvt结构比传统变速器简单，体积 更小，它既没冇手动变速器的众多齿轮別，也没冇自动变速器复杂的行星齿轮组，它主要靠主、从动轮和 金属带來实现速比的无级变化。莫原理是与普通的变速箱-样大小不一的儿组齿轮在操控下有分有合，形成不同的速比，像自行车的 踏板经大小轮盘与链条带动车轮以不同的速度旋转。由于不同的力度对各组齿轮产生的推力大小不一，致 使变

6、速箱输出的转速也随之变化，从而实现不分档次的徐缓转动。cvt采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递，即当棘轮变化槽宽肘，相应改变驱动轮与从动轮上 传动带的接触半径进行变速，传动带一般丿ij橡胶带、金屈带和金屈链等。cvt是真正无级化了，它的优点 是重量轻，体积小，零件少，与at比较具有较高的运行效率，油耗较低。但cvt的缺点也是明显的，就 是传动带很容易损坏，不能承受较大的载荷，只能限用于在1升排量左右的低功率和低扭矩汽年，因此在 h动变速器占冇率约4%以下。近年來经过各人汽车公司的人力研究，情况冇所改善。cvt将是自动变速 箱的发展方向。国内目前有三款cvt产品，分别是奥迪、飞度、西耶那（帕

7、力奥），第四款上市的cvt就是旗云。 这四款产品中只有奥迪和旗云带巡航定速。cvt的发展历史cvt技术的发展，己经有了一百多年的历史。德国奔驰公司是在汽车上采pjcvt技术的鼻祖，早在1 886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。1 958年，荷兰的daf公司h. van doorne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力辆。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13 5nm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，因而没有被汽车行业

8、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，导致了传递转炬容量更大、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，口本口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的包含

9、一个手动换档模式的cvt。新型cvt采用一个最新研制的為强度宽 钢带和一个高液压控制系统。通过采用这些先进的技术來获得较大的转矩能力，日产公可研究开发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-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來防止打滑。日产公司计划将它的cvt的应用范围从1.0 l扩大到3. 0l的轿车。日本三菱公司已选择了 cvt平顺无能虽:损失地传递直喷式发动机的动力來驱动汽车。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根除了传统的口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

10、菱公司准备采用直喷式发动机（1.5l或更小）与cvt组合。口本富士重工同时拥冇15年开发cvt的经验。1997年5月，富丄重工将它的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o富 士重工在pleo微塑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，行星齿轮用來切换前进档/倒退档。传动比范围从1： 10-5.5： k1999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年生产为福特公可设计

11、的、带有电子管理功能的cft23 型cvto 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%,燃汕经济性提高10%-15%o与锁止式变矩器相比，c vt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冇轻型载货车匹配的牵引驱动cv t,包括后轮驳动和全轮驱动载货车。牵引驱动使用沿特殊滑液的可移动消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來传递动力。徳国zf公司从1

12、 999年中期开始为rover 21 6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。徳国博世的电式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（/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变速器的应用1987年，日本subaru把装备cvt变速器的汽车投放市场,获得成功。欧洲的ford和fiat也将v dt-cvt装备于排量为1.1 l到1.6

13、l的轿车上。随着技术的发展，能源危机引发全球性的节约能源和环境 保护意识的提高，在总结第一代的cvt的经验基础上，开发出了性能更佳，转矩容量更大的cvt。当前, 全壯界各大汽车厂商为了提高产品的竞争力，都大力进行cvt的研发工作。现在nissan、toyota. f ord、gm、audi等著名汽车品牌中，都有配备cvt变速器的轿车销售，全世界cvt轿车的年产最已 达到近50万辆。有一点值得注意的是，装备冇cvt的汽车市场，由最初的日本，欧洲，己经渗透到北美 市场，因此无级变速汽车是当今汽车发展的主要趋势。我们国家冇巨大的汽车销售市场，汽车工业是我国的民族工业之一。然而我国汽车业所需的自动变速

14、 器（at）全部依赖进口，这使得国产汽车配备at后，成本増加很人，而装备自行开发生产cvt变速器, 其成本提高不人，说明cvt的市场前景令人乐观。目前我国正在考虑发展轿车口动变速器的问题。口“九五”期间轿车金屈带式无级口动变速器的开发和 研制已经被列入国家的重大科技攻关计划，以跟踪世界技术的发展和开发适合我国国情的汽车。在最近的十儿年中，cvt技术己经上前迈进了一大步，使得cvt比冇着超过100年历史的机械变速 器mt和有着超过50年历史的自动变速器at更有竞争力。cvt技术止处于寿命周期的开始，cvt的特 性将进一步提高。什么是cvt?cvt的主要结构和工作原理如图1所示，该系统主要包括主动

15、轮组、从动轮组、金屈带和液压泵等基 本部件。无级变速器（cvt）屯控系统结构原理图金属带由两束金属环和儿百个金属片构成。主动轮组和从动轮组都由可动盘和固定盘组成，与汕缸靠 近的一侧带轮可以在轴上滑动，另一侧则尚定。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、差速器传递给车轮來驱动汽车。工作时通过主动轮与从动轮的可动盘作轴向移 动來改变主动轮、从动轮锥而与v型传动带啮合的工作半径，从而改变传动比。可动盘的轴向移动虽是由 驾驶者根据需耍通过控制系统调节主动轮、从动轮液压泵汕

16、缸压力來实现的。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屮，从动油缸的作用是控制金属带的张紧力，以保证來自发动机的 动力高效、可靠的传递。主动汕缸控制主动锥轮的位置沿轴向移动，在主动轮组金屈带沿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型椚向相反的方向变化。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，主动轮的丁作半径较小，变速器可以获得较人的传动比，从而保证驱动桥能够冇足 够的扭矩來保证汽车冇较高的加速度。随着车速的坍加，主动轮的工作半径逐渐减小，从动轮的工作半径 相应增大，cv

17、t的传动比下降，使得汽车能够以更高的速度行驶。cvt的特性1、经济性cvt nj'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住兀配，提高整不的燃 油经济性。德国的人众公司在自己的golf vr6轿车上分別安装了 4-at和cvt进行ece市区循环和ec e郊区循环测试，证明cvt能够冇效节约燃油（如农1）安装4-at和cvt的大众公司的golf vr6汽车的燃油消耗对比试验油耗4at cvtece市区循环,l/100km 14.4 13.2ece郊区/远程循环，l/100km 10.8 9.890km/h 匀速，l/100km 8.3 7.0120km/h, l/100km 10.3 9.22、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） 和自动变速器（at）o3、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h已生产的cvt装车进行测试，其废气排放量比安装4-at的汽车减少了人约1 0%。4、成本cvt系统结构简单，零部件数目比at（约500个）少（约300个