自动变速器结构原理——无级变速器cvt

电控自动 变速器结构与检修 CVT无级变速器东 方天威汽车维修工程师俱乐部专家 委员会副主任委员李东江 CVT是英文 Continuously Variable Transmission的缩写，意即无级变速器。 一般来讲，汽车上常用的自动变速器有以下几种类型： 液力自动变速器 液压传动自动变速器 电力传动自动变速器 有级式机械自动变速器 无级式机械自动变速器等 其中最常见的是液力自动变速器 液力自动变速器不是真正的无级变速器（ CVT）。 目前，在普通的轿车中，大多采用电控液力自动变速器其主要是由液力变矩器和自动变速器两大部分组成它能根据节气门的开度和车速的变化，自动进行换档与 CVT相比，液力自动变速器最大的不同是在结构上，即它是由液压控制的齿轮变速系统构成的因此，液力自动变速器并不是真正的无级变速器，而是有档位的，仅是在两档之间的无级变速。 CVT则是由两组变速轮盘和一条传动带组成的。CVT采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合传递动力CVT可以自动改变传动速比，实现传动速比的全程无级连续改变没有传统变速器换档时那种 “ 停顿 ” 的感觉，从而得到传动系统与发动机工况的最佳匹配提高车辆的燃油经济性和动力性改善驾驶者的操纵方便性及乘坐舒适性因此它是一种比较理想的汽车动力传动装置 。 CVT技术的发展已有 100多年的历史 德国奔驰汽车公司早在 1886年就将 V形橡胶带式CVT安装到该公司生产的汽油机汽车上 1958年，荷兰的 DAF公司研制出 Variomatic双 V形橡胶带式 CVT， 并装备于其制造的 Daffodil轿车上 但是由于橡胶带式 CVT存在功率有限（转矩局限于 135 Nm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 等一系列的缺陷，因而没有被汽车行业普遍关注 然而提高传动带性能和 CVT传递功率的研究一直在进行。 橡胶带传动的 CVT 功率有限 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后来，汽车研究人员将：液力变矩器集成到 CVT系统中主、从动轮的夹紧力由电子装置进行控制在 CVT中采用节能泵传动带使用金属带代替传统的橡胶带汽车新技术的进步克服了 CVT原有的技术缺陷传递转矩容量更大、性能更优良的第二代 CVT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，再加上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中到目前为止，世界著名的汽车公司都逐渐将 CVT用到自己新推出的车型上，完成了自动变速器的技术革命。CVT的结构特点目前，奥迪 A4、 A6轿车，广本飞度轿车，东南菱帅轿车，南京菲亚特轿车等已经大量采用 CVT无级自动变速器各种型号 CVT的主要差别集中在：发动机动力传递到主动带轮的过程以及带轮半径和夹紧力的控制方法上。目前， CVT的控制一般都采用电子控制模式，即可以在自动状态下运行，也可以选择特定的控制程序，增加驾驶的便利性。CVT自动变速器除了标准档位外，换档操纵手柄也可以移至另一个平行的档位，在 “+” 或 “-” 之间变换。 Tiptronic开关3个霍尔传感器换档杆护板换档杆护板鱼鳞板4个霍尔传感器用于换档杆位置手 动、自动和 CVT无级自动变速器的功能比较项目 换档 控制 变速器档位数手动 变速器 人工手动控制 有级自动变速器 电脑自动控制 有级CVT无级自动变速器电脑自动控制 无级下面以奥迪 Multitronic系统为例介绍 CVT结构特点。 CVT（ Continuously Variable Transmission)-无级变速01J 无级 自动变速箱型号DZN 无级自动变速箱代码Multitronic R 代表 Audi 公司的无级自动变速器 CVT在奥迪轿车上的装备种类1、 Mutitronic 01J变速箱的结构图飞轮减振装置 倒档离合器 辅助减速齿轮档 传动链变速器行星齿轮系 液压控制单元前进档离合器 变速箱控制单元Mutitronic 01J变速箱的剖视图变速箱控制单元液压控制单元机械传动01J行星齿轮系结构变速箱输入轴 齿圈行星齿轮行星齿轮支架前进档离合器太阳轮倒档离合器输入轴 太阳轮行星齿轮行星齿轮行星齿轮支架行星齿轮支架行星齿轮行星齿轮齿圈齿圈输出轴倒档离合器前进档离合器前进档离合器倒档离合器壳体壳体无级变速机构CVT无级变速器的关键部件 奥迪 Multitronic系统为 无级变速机构 其作用是使变速器在起始转矩和终结转矩多种速比之间连续调整，最终自动选用最佳速比，使发动机始终处于最佳速比范围之内，无需再考虑工作性能和燃油经济性。 主动锥形轮发动机辅助减速机构钢制 链条被动锥形轮无级变速机构由两组锥形轮组成包括一对主动锥形轮和一对被动锥形轮同时有一根链条运行在两对锥形轮 V形沟槽中间主动锥形轮由发动机的辅助减速机构驱动发动机的动力通过链条传递给被动锥形轮直至终端驱动 在每组锥形轮中有一个锥形轮可以轴向移动 两组锥形轮必须保持协调相同的调整，以保证链条始终处于张紧状态 。 链条采用多片式钢制链条在主动锥形轮相对被动锥形轮工作直径较小时，主动锥形轮可以传递给被动锥形轮较大的牵引转矩， 部分轿车的牵引转矩可高达 300 Nm。 变速器锥面链轮转动压块链节转动压块 转动节传动链的转动节采用双转动压块，在传动链转曲过程中，转动压块之间形成滚动摩擦，动力损失和磨损降低至最小。传动链的转动节采用不等长链节，可防止共振并降低转动噪音。双联活塞 CVT的速比变化依靠两组锥形轮不断改变工作直径 即每组锥形轮均有一个可轴向移动的锥形轮 其轴向移动由发动机驱动的液压泵提供 。 为减少发动机功率消耗，根据 “ 双联活塞” 原理，奥迪 Multitronic系统采用两个液压油泵独立驱动的液压系统 分别负责提供改变传动速比的锥形轮轴间移动力和保持锥形轮与链条之间摩擦力的推力。 机构中大截面活塞负责向锥形轮和链条提供推力保持摩擦力 小截面活塞负责向锥形轮轴向移动提供推力改变速比。 该系统的设计特点是： 单纯改变速比时用小截面活塞和低油压，大截面活塞仅提供一定压力保持摩擦力。 当锥形轮轴向移动改变速比时，液压系统可使用小功率液压油泵，减小液压系统损耗和发动机功率损耗，功能分流可使速比响应迅速，大截面活塞油压无需变化。 另外 在奥迪 Multitronic系统中还设置了一个扭矩力传感器 该传感器 一旦检测到锥形轮打滑或牵引阻力改变时即通知电控单元改变大截面活塞油压，进行增压或减压 例如车轮在湿滑路面上打滑或在粗糙路面上牵引阻力加大时，电控单元便会根据牵引力传感器传来的信息改变大截面活塞油压。 扭矩传感器腔 2扭矩传感器 -接触压力控制滑轨架1滑轨架 2链轮 1链轮 2 滑轨架1滑轨架2扭矩传感器腔 1扭矩传感器活塞（ 1）、结构和功能传递扭矩压力低，传动链打滑压力高，效率降低扭矩传感器速比压力调整扭矩大扭矩小速比相同扭矩相同 速比大速比小接触压力（ 2）、接