《汽车底盘结构与维修》课件第5章

第五章无极变速器第一节无级变速器概述第二节

无级变速器的基本组成和工作原理

第一节

无级变速器概述

无级变速器是传动比可以在一定范围内连续变化的变速器，简称CVT(ContinuouslyVariableTransmission)。它采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，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，最大限度地利用发动机的特性，提高汽车的动力性和燃油经济性。目前CVT在汽车上的应用越来越多，常见的无级变速器是金属带式无级变速器(VDT-CVT)。

图5-1所示为金属带式无级变速器的变速原理图。变速部分由主动带轮(也称初级轮)、金属传动带和从动带轮所组成。每个带轮都是由两个带有斜面的半个带轮组成的，其中一个半轮是固定的，另一个半轮可以通过液压控制系统控制其轴向移动，两个带轮之间的中心矩是固定的。由于两个带轮的直径可以连续无级变化，所以形成的传动比也是连续无级变化的。

图5-1金属带式无级变速器的变速原理图

1．奥迪A6的Multitronic无级/手动一体变速器奥迪A6的Multitronic变速器在原有无级变速器的基础上安装了一种称为多片式链带的传动组件，这种组件大大拓展了无级变速器的使用范围，能够传递和控制峰值高达280N·m的动力输出，其传动比超过了以前各种自动变速器的极限值。Multitronic变速器还采用了全新的电子控制系统，以克服原有无级变速器的不足。比如在上下坡时，系统能自动探测坡度，并通过调整速比增加动力输出或加大发动机的制动扭矩来协助车辆行驶。

2．派力奥(西耶那、周末风)Speedgear派力奥Speedgear是一种手动/自动一体式电控无级变速器(ECVT)，南京菲亚特率先把它应用在小型车上。它提供两种换挡模式：电控无级自动变速模式和六挡顺序手动变速模式，驾驶者可以根据喜好选择不同的换挡方法。Speedgear由液力扭矩器、两个可变直径的钢带轮和一根传动金属带(一定数量的钢片和两根9层钢带)组成，具有更宽的传动比，同时具有无级变速器结构简单、体积紧凑的特点。

3．飞度CVT飞度的CVT无级变速器是专门为小型车设计的，属于新一代钢带无级自动变速器，可允许两个带轮之间进行高扭矩传递，运转平稳，传动效率高，是小型车无级变速器中较好的。飞度的CVT变速器还带有S挡(运动模式)，既追求流畅感、低油耗，又给驾驶人员以驾驶的乐趣。

4．旗云CVT旗云CVT采用了德国ZF公司生产的VT1F无级变速器，和它出色的发动机一起，这一整套动力和传动系统都来自于宝马MiniCooper。该无级变速器有无级变速、自动巡航、运动模式和六挡手动四种驾驶模式，与电子油门配合以后更接近智能化控制。

CVT技术真正应用在汽车上不过十几年的时间，但它与传统的手动和自动变速器相比，其优势却是显而易见的。

第二节

无级变速器的基本组成和工作原理

1．无级变速传动机构一般无级变速机构所形成的传动比在0.44～4.69之间，在其后需要增加主减速器，在其前一般还配有电磁离合器或带有锁止离合器的液力变矩器。图5-2所示为带液力变矩器的无级变速器。

图5-2带液力变矩器的无级变速器

图5-3所示是无级变速器的关键部件金属带。它由一层层带有V形斜面的金属片通过柔性的钢带所组成，靠V形金属片传递动力，而柔性钢带则只起支撑与保持作用。和普通的带传动不一样，这种带在工作的时候相当于由主动轮通过钢带推着从动轮旋转来传递动力。一般钢带总长约600 mm，由300块金属片组成，每片厚约2 mm，宽约25 mm，高约12 mm。每条带包含柔性的钢带2～11条，每条厚约0.18 mm。生产出能够传递高转矩和高转速的V形钢带，是当前无级变速传动的主要研究问题之一。

图5-3金属带的结构

2．无级变速传动的控制系统

1)控制系统的组成图5-4所示为一种液压-电子控制的电控无级变速传动控制系统。系统中包括电磁离合器控制部分和金属带变速控制部分。变速比由发动机节气门信号和主动带轮转速所决定，ECU根据发动机的转速、车速、节气门位置、换挡控制器(一般仅有P、R、N、D选择)信号控制电磁离合器，并控制带轮上液压伺服缸的压力，实现无级变速。一般在最高传动比(低挡)时控制压力最大，约为2.2 MPa；在最低传动比(高挡)时的控制压力最小，约为0.8 MPa。由于传动比的改变仅受节气门和主动带轮转速的控制，因而控制的灵活性相对受到了限制。

图5-4电控无级变速传动控制系统

2)控制方法图5-5所示是以发动机的输入转速作为反馈信号，以节气门开度等作为控制输入信号，来控制带轮的压力、调节传动比的闭环电控无级变速传动控制系统。这是一个全部输入和输出转速都能检测的闭环电子控制系统。驾驶员的意图通过节气门开度及换挡控制器输入到电子控制系统，并可以选择动力型(S)或经济型(E)的最佳换挡规律。根据发动机的转速和转矩，可以确定施加到主、从动带轮上的