《汽车自动变速器拆装与检修》项目6CVT变速器简案

1、教师姓名授课形式讲授授课时数授课日期年 月曰授课班级授课项目及 任务名称项目 6 CVT 变速器教学目知识目标1.了解CVT变速器的特点。2.掌握CVT变速器的结构及其工作原理。教学重点掌握CVT变速器的结构及其工作原理。教学难点CVT变速器工作原理。教学方法教学手段借助于多媒体课件，讲授CVT变速器的特点、结构及其工作原理。 通过图片和视频讲授结构及其工作原理，现场演示CVT变速器结构及工作原理。让学生更直接地学习结构组成及工作原理。学时安排1.CVT变速器的特点约25分钟。2.CVT变速器的结构及其工作原理。约40分钟。教学条件多媒体课件课外作业请写出现在装配在车上的CVT变速器有哪些车辆

2、？检查方法随堂提问，计平时成绩。教学后记授课主要内容【项目引入】有一辆东风本田的CRV 2.0T汽车的驾驶员在驾驶过程中急加速度到2 500 r/min时,车辆没有明显的“顿挫”感，因此车主怀疑变速器存在故障。于是将车辆开到维修店，经 技术人员诊断后，确定没有任何故障。驾驶员对此结果产生疑问，致电向你请教。要解决 这个问题，我们必须要了解CVT变速器的工作原理及其组成，根据CVT变速器的工作原理和故障现象来判断产生该故障的原因。【学习目标】1.了解CVT变速器的特点。2.掌握CVT变速器的结构及其工作原理。【知识链接】一、CVT系统概述CVT即无级变速传动，其英文全称Continuously

3、Variable Transmission，简称CVT无级变速传动技术的发展已有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 N?m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缺陷，因而没有受到汽车行业普遍关注，但是提高传动 带性能和CVT传递功率的研究一直在进行。随后的发展过程中，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

4、由电子装置进行控制， 在CVT中采用节能泵， 使用金属带代替传统的橡胶传动带。 汽 车新技术的进步克服了CVT原有的技术缺陷，第二代CVT传递转矩容量更大、性能更优良。 进入20世纪90年代，汽车界对CVT技术的研究开发日趋重视，且随着全球科技的迅猛发 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应用于新推出的车型上，完成了自动变速器的技术革命。CVT技术即无级变速技术，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。发明这种 变速传动机构的是荷兰人，有此种机构的变

5、速器也称为“无段变速器”或“无级变速器”。CVT变速器和普通自动变速器的最大区别是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速 传动，而只应用了两组带轮进行变速传动，通过改变驱动轮与从动轮传动带的接触半径进 行变速。由于CVT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，提高整车的燃油经济性和动力性，改善驾驶员操纵的方便性和乘员乘坐的舒适性，所以它 是理想的汽车传动装置。无级变速器轿车也有挡位，停车挡（P）、倒车挡（R）、空挡（N）、前进挡（D）等，只是汽车前进自动换挡时十分平稳，没有突跳的感觉。常见的无级变速 器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器（VDT-CVT。目前国内市

6、场上能见到的，并采用了无级变速器技术的有雷克萨斯CT200h、奥迪A6部分车型、比亚迪G3日产邙日光、天籁、轩逸、逍客、骐达）、本田飞度、MG 3SW旗云、长城（腾翼系列轿车）、帝豪 （EC7、EC7-RV等车型。本项目简单介绍其中几种车型的无级变速器。1.奥迪Multitronic无级/手动一体变速器奥迪Multitronic变速器是在原有无级变速器的基础上安装了多片式链带传动组件，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280 N?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。该变速器的明显优势是耗能更少、反应更快。从车辆的整体性能来看，装有Multitro

7、nic变速器的奥迪A6 2.8轿车的0100 km/h加速时间比同级普通自动变速器车型缩短了1.3 s，百公里油耗降低了0.9 L。Multitro nic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。例如，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。相对于传统的自动变速器，Multitro nic有更高的灵活性，在增加或删除变速模式时，只需要更改电脑程序即可改变齿轮的比数和半径，因此可以和多台不同类型、不同输出特 性的发动机配合使用。2.旗云CVT变速器旗云CVT采用了德国ZF公司生产的VT仆无级变速器，连同性能出众的发动机这整

8、套动力 和传动系统都来自于宝马Mini Cooper。该无级变速器有无级变速、自动巡航、运动模式 和6挡手动4种驾驶模式，与电子油门配合以后更接近智能化控制，采用了CVT变速器的旗云百公里油耗仅比原来增加了0.3 L。3.派力奥Speedgear菲亚特派力奥（西耶那、周末风）Speedgear是一款手/自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。该变速器提供两种换挡模式：电控无级自动变速模式和6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由液力扭矩转换器、两个可变直径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

9、传动比，且结构简单、体积紧凑。4.飞度CVT变速器飞度CVT变速器是专门为小型车所设计， 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，是小型车中配置较好的变速器。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，又不乏驾驶乐趣。二、CVT系统的特点及分类1. CVT系统的特点CVT技术真正应用在汽车上仅为十几年的时间，它相对于传统手动和自动变速器的优 势如下：1无级变速器结构简单、体积小、零件少，大批量生产后的成本必定低于当前普通自 动变速器的成本。2无级变速器的工作速比范围宽，容易与发动机形成理想的匹配，从而改善燃烧过程，进而降低

10、油耗和污染。3具有较高的传送效率，功率损失少，经济性高。CVT技术也存在缺陷，例如，传动带容易损坏，无法承受较大的载荷等，这些技术上的难关使得CVT技术一直较多地应用在小排量、低功率的汽车上。2. CVT系统的分类无级变速可采用液体传动、电力传动和机械传动三种传动方式。（1）液体传动液体传动分为液压式和液力式两类。液压式是主要由泵和马达组成（或由阀和泵组成）的变速传动装置，适用于中小功率 传 动。液力式采用液力耦合器或液力变矩器进行变速传动，适用于大功率（几百至几千千瓦） 传动。液体传动的主要特点是：调速范围大，可吸收冲击和防止过载，传动效率较高，使用 寿命较长，易于实现自动化，制造精度要求高

11、，价格较昂贵，输出特性为恒转矩，滑动率 较大，运转时容易发生漏油。（2）电力传动电力传动基本上分为电磁滑动式、直流电动机式和交流电动机式三类。电磁滑动式是在异步电动机中安装一电磁滑差耦合离合器，通过改变其励磁电流来调 速，这属于一种较为落后的调速方式。此种传动方式结构简单、成本低、操作维护方便。 但是其滑动大、效率低、发热严重，不适合长期负载运转，故一般只用于小功率传动。 直流电动机式通过改变磁通或改变电枢电压实现调速。其特点是调速范围大，精度较高。但设备复杂、成本高、维护困难，一般用于中等功率范围（几十至几百千瓦），现已逐步被交流电动机式电力传动取代。交流电动机式通过变极、调压和变频进行调速

12、。实际应用最多者为变频调速，即采用 一变幅器获得变幅电源，然后驱动电动机变速。 其特点是调速性能好、 范围大、效率较高，可自动控制，体积小、适用功率范围宽。但机械特性在降速段位恒转矩，低速时效率低且 运转不够平稳，价格较高，维修需专业人员。近年来，变频器作为一种先进、优良的变速 装置迅速发展，对机械无级变速器产生了一定冲击。（3）机械传动机械传动的特点主要是：转速稳定、滑动率小、工作可靠，具有恒功率机械特性，传 动效率较高，而且结构简单、维修方便、价格相对较低。但零部件加工及润滑要求较高， 承载能力较低，抗过载及耐冲击性较差，故一般适合于中、小功率传动。各种型号CVT的主要差别为：发动机动力传

13、递到主动带轮的过程以及带轮半径和夹紧 力的控制方法。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变速器除了标准挡位外，换挡操纵手柄也可以移至另一个平行的挡位，在“ + ”或“”之间变换。PRNDS换挡控制手柄。三、CVT变速器的结构和工作原理CVT变速器主要是由液力变矩器和自动变速器两部分组成，它能根据节气门的开度和 车速的变化自动进行换挡。与CVT变速器相比，液力自动变速器最大的不同是其结构，即 液力自动变速器是由液压控制的齿轮变速系统构成，因此，它并不是真正的无级变速器， 而是有挡位的，是仅在两挡之间的无级变速。CV

14、T变速器则是由两组变速轮盘和一条传动带组成的。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（图6-1-5）。主动轮组和从动轮组都由可动盘和固定盘组成，与油缸靠近一侧的带轮可以在轴上滑动，另一侧固定。可动盘与固定盘都是锥面结构，两 者的锥面形成V型槽与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做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

15、过控 制系统调节主动轮、从动轮液压泵油缸压力来实现。由于主动轮和从动轮的工作半径可以 实现连续调节，从而实现无级变速。四、CVT变速器与传统自动变速器的区别CVT变速器比传统的变速器结构简单、体积小，CVT变速器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，它的缺点是受力有限、容易打滑，因此只能用在某些摩托车和微型车上，随着制造工艺技术的改良，现在已应用于中型汽车。此方面技术比较领先的是奥迪和日产。以奥迪为例，厂方针对传统的CVT在斜坡上容易后溜的问题进行了改良。在1999年底正式推出Multitronic，除了以油冷式多片离合器代替扭力转换器以减

16、少动力流失以外，还在两方面进行了彻底改进，包括采用金属片链和 宽齿比的滑轮组。这条金属片链由1 025块金属片和75对串针组成，最大可以承受300 N?m的峰值扭力，而传统的V型钢带只可承受200 N ?m的扭力。此外，Multitronic还有很宽的传动比，介于2.4000.395，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。在增加和删除手动变速模式时，工作变得轻松、简单，因为 只需要更改电脑程序，即可更改齿轮的比例和半径，不需要更换齿轮。所以，一款CVT变速器可以和多台不同类型、不同输出特性的发动机配合使用。Multitro nic的另一项特点是装置了扭力感应器

17、，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，同时加速金属片链的磨损。一般来说，CVT变速器的动力传输快，流失较少，所以车辆起步快，最高车速较普通自动变速器车辆高，并 且转波的过程顺滑、连贯性好，没有突兀感，发送机的转速表与速度表指针几乎是同步变 化，不会出现普通自动变速器升挡时转速迅速下跌的现象。国产匹配Multitronic无级变速器的奥迪轿车会出现的症状如下：（1）制动问题慢速制动时，转速在将停而未停时会出现突变，突然下降到200300 r/min，然后再上升。怠速滑行到慢速制动时，转速表指针突然下降，1/10 s左右迅速恢复，此时，感觉车辆突然向前窜出。（2）加

18、速问题匹配Multitronic无级变速器的奥迪汽车在加速时比较慢，有时甚至在油门较大时车速也没有太大变化，然后汽车会突然窜出。（3）前进挡（D）起步时不走车，踩加速踏板也无反应此时要先挂入空挡（N）,再挂入前进挡（D）,方可正常起步。以上问题并不是一直存 在，而是随机出现。出现上述问题时要保持头脑冷静，不要惊慌失措，以防止操作失误。出现以上情况后要及早修理，如果是在质保期内，厂家可以提供免费维修（奥迪质保期是1年或2万公里，以先到为准）。经维修人员检测发现出现上述问题是变速器中的阀体存在故障，通过更换变速器中的阀体和重新设定控制程序的方法可解决该故障。整个维修时间大约3h，而变速器中的阀体价格较贵，客户还需要支付变速器油等附料及工时费等。在国外，装配无级变速器的个别车辆也会遇到问题。如一位宝马Mi ni车主反应他所驾驶的CVT Mini轿车在60 km/h稳速行驶时发动机转速会突然升到3 2003 400 r/min此时的挡位是D挡，而非运动模式的S挡。无论是冷车还是热车