变速器结构详解之金属带式无级变速器

变速器结构详解之金属带式无级变速器在 现 代 汽 车 上 常 见 的 变 速 器 种 类 ， 如 果 按 照 内 部 结 构 来 分 ， 大 概 可 以 分为 有 级 式 与 无 级 式 两 种 ， 有 级 式 的 两 种 在 之 前 的 两 篇 文 章 中 都 已 经 详 细 介 绍过 ， 那 么 接 下 来 说 无 级 式 变 速 器 。 所 谓 无 级 式 变 速 器 就 是 指 变 速 器 并 没 有 固定 的 档 位 ， 它 的 传 动 比 是 连 续 不 断 地 变 化 的 。 而 目 前 最 为 常 见 的 无 级 式 变 速器 可 数 金 属 带 式 无 级 变 速 器 （ VDT-CVT） ， 这 种 变 速 器 在 国 内 车 型 上 搭 载的 时 间 并 不 长 ， 但 它 可 不 是 什 么 新 产 品 ， 因 为 它 早 在 1490 年 便 在 达 芬 奇的 想 象 力 下 被 绘 画 出 来 ， 而 在 1889 年 就 申 请 了 CVT 的 专 利 。 直 到 20 世 纪70 年 代 的 中 后 期 荷 兰 的 VDT（ Van Doornes Transmissionb.V） 公 司 研 制出 了 第 一 台 汽 车 用 的 CVT， 并 将 这 款 CVT 称 为 VDT-CVT。 而 且 早 在 1987 年斯 巴 鲁 公 司 便 首 次 将 这 款 VDT-CVT 变 速 器 装 备 在 他 们 的 Justy 车 型 上 。 直到 2005 年 ， 荷 兰 VDT 公 司 已 经 累 计 生 产 了 VDT-CVT 变 速 器 超 过 1000 万 套 ，而 且 它 的 搭 载 车 型 也 越 来 越 多 ， 好 像 上 一 代 的 广 本 飞 度 （ GD） ， 菲 亚 特 的派 力 奥 、 奇 瑞 的 旗 云 、 日 产 的 天 籁 、 蓝 瑟 翼 神 等 都 已 经 可 以 选 配 VDT-CVT变 速 器 版 本 。 那 么 下 面 就 介 绍 一 下 这 款 变 速 器 的 结 构 与 原 理 吧 。图 ： 这 款 是 复 合 型 的 金 属 带 式 无 级 变 速 器 ， 可 见 除 了 金 属 带 及 工 作 轮 之 外 ， 在 输 入 轴前 还 有 一 组 行 星 齿 轮 。图 ： 这 是 博 世 （ BOSCH） 推 出 的 传 动 金 属 带 ， 它 由 一 个 个 金 属 环 夹 着 皮 带 所 组 成 ，图 ： 利 用 金 属 环 保 护 皮 带 可 以 让 皮 带 在 运 行 过 程 中 避 免 皮 带 被 摩 擦 而 损 坏 的 问 题 。先 说 说 CVT 变 速 器 的 结 构 吧 。 金 属 带 式 无 级 变 速 也 就 是 我 们 常 说 的CVT 变 速 器 ， 它 的 内 部 结 构 跟 之 前 说 的 两 种 有 级 变 速 器 也 是 完 全 不 同 ， 而 且不 单 止 是 内 部 结 构 ， 就 连 传 动 的 传 动 的 部 件 也 不 一 样 。 之 前 介 绍 的 两 种 有 级式 的 变 速 器 虽 然 使 用 的 齿 轮 不 同 ， 但 是 它 们 都 是 利 用 齿 轮 啮 合 来 实 现 动 力 的传 递 ， 而 金 属 带 式 无 级 变 速 器 则 是 通 过 表 面 呈 V 型 主 动 工 作 轮 、 金 属 带 、V 型 的 从 动 工 作 轮 来 实 现 动 力 传 递 。 主 动 工 作 轮 安 装 于 输 入 轴 之 上 ， 它 在 获得 动 力 之 后 会 带 动 金 属 带 转 动 ， 而 金 属 带 的 另 一 端 则 会 连 接 于 从 动 工 作 轮 ，而 从 动 工 作 轮 则 连 接 在 输 出 轴 上 ， 于 是 动 力 就 会 被 这 样 传 递 至 输 出 轴 ， 然 后通 过 尾 牙 等 部 件 将 动 力 传 递 至 车 轮 上 。图 ： 从 上 图 可 以 看 到 ， 呈 V 型 的 是 工 作 轮 ， 它 的 一 边 连 接 着 可 以 使 其 活 动 的 液 压 控 制装 置 ，图 ： 当 液 压 控 制 装 置 为 其 注 油 或 者 放 油 ， 就 可 以 让 工 作 轮 单 边 进 行 轴 向 移 动 ， 从 而 改变 架 在 工 作 轮 之 上 的 金 属 带 的 工 作 半 径 。既 然 说 得 上 是 变 速 器 ， 那 么 当 然 不 单 止 是 传 动 那 么 简 单 ， 最 起 码 也 需 要改 变 传 动 比 吧 。 上 面 也 说 到 ， 主 动 工 作 轮 以 及 从 动 工 作 轮 它 们 的 表 面 是 呈 V型 的 ， 这 个 V 型 的 工 作 轮 不 论 是 主 动 工 作 轮 还 是 从 动 工 作 轮 的 两 边 都 配 有 液压 控 制 装 置 ， 这 个 液 压 控 制 装 置 的 作 用 是 让 工 作 轮 的 一 边 作 轴 向 移 动 。 而 架在 V 型 工 作 轮 中 间 的 金 属 带 也 会 因 工 作 轮 单 边 的 轴 向 移 动 而 使 它 上 下 移 动 ，从 而 改 变 金 属 带 的 工 作 半 径 ， 实 现 了 改 变 传 动 比 。 由 于 使 用 液 压 控 制 ， 所 以工 作 轮 单 边 的 轴 向 移 动 是 线 性 的 ， 所 以 造 成 传 动 比 的 变 化 也 是 线 性 的 ， 从 机械 结 构 上 ， 它 并 没 有 一 组 一 组 的 固 定 传 动 比 输 出 ， 所 以 它 并 没 有 档 位 的 概 念 。目 前 有 很 多 车 型 上 都 声 称 搭 载 有 几 速 的 手 /自 一 体 化 无 级 变 速 器 ， 但 事 实 上它 只 是 一 个 普 通 的 无 级 变 速 器 ， 但 修 改 变 速 箱 电 脑 的 控 制 程 序 ， 使 它 可 以将 工 作 轮 的 移 动 固 定 在 一 个 位 置 上 ， 从 而 使 传 动 比 固 定 于 某 一 个 值 上 而 已 。图 ： 这 款 是 经 过 奥 迪 改 良 的 金 属 带 式 无 级 变 速 器 ， 它 们 利 用 金 属 链 条 代 替 金 属 带 ， 使其 可 以 承 受 更 多 的 扭 力 。目 前 已 经 陆 陆 续 续 有 车 厂 推 出 了 搭 载 无 级 变 速 器 的 车 型 ， 那 是 因 为 无 级变 速 器 可 以 让 引 擎 的 转 数 保 持 于 一 个 最 佳 的 输 出 范 围 内 ， 从 而 提 高 了 燃 油 利用 的 效 率 。 另 外 由 于 它 是 没 有 固 定 的 档 位 ， 故 此 ， 它 在 变 速 的 过 程 中 就 会 避免 出 现 换 挡 时 产 生 的 顿 挫 感 ， 从 而 提 升 了 汽 车 的 行 驶 舒 适 性 。 不 过 ， 有 优 肯定 有 劣 ， 对 于 金 属 带 式 无 级 变 速 器 来 说 ， 它 的 最 大 缺 点 无 疑 就 是 它 无 法 承 受较 大 扭 力 和 转 速 ， 因 为 它 依 靠 金 属 带 来 传 动 ， 如 果 扭 力 超 过 金 属 带 传 动 的 极限 金 属 带 就 会 出 现 打 滑 ， 这 样 就 无 法 进 行 动 力 的 传 递 ， 另 外 转 速 过 高 也 有 同样 的 情 况 发 生 。 所 以