汽车无极变速器（CVT）它的原理是什么？

Question

如题所述

Answer 1

　　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。主动轮组和从动轮组都由可动盘和固定盘组成，与油缸靠近的一侧带轮可以在轴上滑动，另一侧则固定。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、差速器传递给车轮来驱动汽车。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过控制系统调节主动轮、从动轮液压泵油缸压力来实现的。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中，从动油缸的作用是控制金属带的张紧力，以保证来自发动机的动力高效、可靠的传递。主动油缸控制主动锥轮的位置沿轴向移动，在主动轮组金属带沿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型槽向相反的方向变化。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，主动轮的工作半径较小，变速器可以获得较大的传动比，从而保证驱动桥能够有足够的扭矩来保证汽车有较高的加速度。随着车速的增加，主动轮的工作半径逐渐减小，从动轮的工作半径相应增大，CVT的传动比下降，使得汽车能够以更高的速度行驶。

　　详细图示看网站

参考资料：http://www.ecvt.com/zhishi.htm

Answer 2

本文讲解该无级变速器的结构原理与故障诊断。

1 基本结构及说明

1．1 变速箱机械部分
变速箱总成与发动机直列布置，结构剖面见图1。

1.1传动轴
变速箱带有以下4条平行轴：输入轴、主动带轮轴、从动带轮轴及主传动轴。输入轴和主动带轮轴与发动机曲轴呈直线布置，由恒星齿轮、行星齿轮及行星架构成。主动带轮轴和从动带轮轴均由带活动和固定两种轮面的带轮构成，两个带轮通过钢带联接。主动带轮轴包括主动带轮、倒档制动器及前进离合器；从动带轮轴包括从动带轮、起步离合器以及与驻车齿轮一体的中间从动齿轮。主传动轴位于中间主动齿轮与主减速从动齿轮之间，由主减速器主动齿轮和中间从动齿轮组成。

1．2 离合器／倒档制动器
无级变速器通过液圧离合器和制动器来连接和切断动力传递。当离合器鼓和倒档制动器的活塞腔受到液压作用时，离合器活塞和倒档制动器活塞移动，将摩擦片和钢盘压紧在一起并锁定，使其不致打滑，由此，动力通过行星齿轮机构、已接合的离合器组件传递到主动带轮轴输出。
相反，当离合器组件和倒档制动器活塞腔解除液压作用时，活塞将松开摩擦片与钢盘，使其自由相对滑动，齿轮将在轴上独立旋转，不传递任何动力。

1．2．1 起步离合器
起步离合器位于从动带轮轴的端部，其鼓与之联接，可与中间主动齿轮啮合／分离。

1．2．2 前进离合器
前进离合器位于主动带轮轴的端部，其鼓与之联接，可与恒星齿轮啮合／分离。

1．2．3 倒档制动器
倒档制动器位于行星架周围的中间壳体内部，制动器盘安装在行星架上，制动片安装在中间壳体上，处于R档位时，倒档制动器将锁定行星架。

1．3 行星齿轮机构
行星齿轮机构用于改变带轮轴的旋向。行星齿轮机构由恒星齿轮、行星齿轮、行星架和齿圈组成。恒星齿轮通过花键与输入轴联接，行星齿轮安装在行星架上；行星架空套在输入轴上；齿圈位于行星架内，它与前进离合器鼓相联。在D、S和L档位(前进档范围)下，发动机动力由输入轴传至恒星齿轮，前进离合器连接恒星齿轮与前进离合器鼓，将动力输出至主动带轮，见图2；在R档(倒档范围)时，倒档制动器将行星架锁定，恒星齿轮通过行星齿轮驱动齿圈以相反的旋向旋转，并动力输出至主动带轮，见图3。

1．4 带轮
每只带轮均有一个活动面和一个固定面。带轮有效传动比将随接收到的来自车辆各种传感器和开关的输入信号而变化。主动带轮和从动带轮通过钢带联接。
需要低带轮传动比时，从动带轮活动面上将被施加高液压并减小主动带轮的有效直径，从动带轮的活动面上将受到较低的液压压力，以避免钢带打滑；要要高带轮传动比时，主动带轮的活动面上被施以高压并减小从动带轮的有效直径，同时从动带轮活动面上施用较低液压，以避免钢带打滑。

1．5 电子控制系统
电子控制系统由动力系统控制模块（PCM）、传感器和电磁阀组成。变档采用电子控制方式，动力系统控制模块通过电磁阀，对带轮传动比变换等进行控制。CVT电子控制系统元件位置见下图4。

1．6 液压控制机构系统
液压控制系统通过自动变速箱油泵、阀门和电磁阀进行控制。自动变速箱泵为摆线式，由输入轴驱动。阀体类型包括主阀体、控制阀体以及手动阀体。主阀体用螺栓固定在飞轮壳上，自动变速箱油泵体用螺栓固定在主阀体上；控制阀体位于变速箱箱体外部；手动阀体用螺栓固定在中间壳体上。控制阀体、主阀体结构见图5、图6。

2 工作原理
2．1 电子控制内容
PCM接收来自车辆各种传感器、开关以及其它控制装置发送来的输入信号，经过数据处理后，输出用于发动机控制系统和无级变速箱控制系统的信号。无级变速箱控制系统包括换档控制/带轮压力控制、7速模式控制、起步离合器压力控制、倒档锁止以及存储在动力系统控制模块内的坡道逻辑控制。控制系统电路见图7；控制原理框图见下图8；

2．2 换档控制／带轮压力控制
动力系统控制模块将实际行驶条件与储存的行驶条件进行比较，以便进行换档控制，并根据各种传感器和开关传来的信号即时确定一个主、从动带轮传动比。处于D和S档位时，从动带轮通过联接钢带在2.367—0.407的传动比范围内以无级方式驱动从动带轮；在R档位下，如果压下加速器，传动比被设定为1.326，如果松开加速器，则设定为2.367。带轮传动比较低（车速较低）时，从动带轮受到高压所用，以使其保持大直径，而主动带轮承受低压，以保持与从动带轮成比例的直径；带轮传动比较高时（车速较高），从动带轮受到低压作用，而主动带轮被施以高压。动力系统控制模块操纵带轮压力控制阀，对施加于各带轮的最佳压力进行调节，以减少钢带打滑，延长其使用寿命。控制流程见下图9。

2．3 起步离合器压力控制
像自动变速器中的液力变矩器一样，液压控制的起步离合器，在D、S、L和R位置时，使起步和慢行趋于平稳。PCM从传感器和开关接收信号，来激励起步离合器压力控制阀，从而调节起步离合器的压力。

2．4 各换档杆位置工作情况
换档杆共有以下6种位置：P PARK（驻车）、R REVERSE（倒档）、N NEUTRAL（空档）、D DRIVE（行车档）、S SECOND（第2档）、和L LOW（低速档）。

由于配备有滑动式空挡安全开关，所以只有在P和N档位下才可起步。

2．5 7速自动模式控制
此型无级变速箱在D和S档位下具备7速模式。7速模式又分为以下两种模式：7速自动模式和7速手动换档模式，按下主开关(7 SPEED MODE)，变速箱切换至7速自动模式。在7速自动模式下，变速箱可以在7级速比范围内上下变换，并且，此时的转向换档开关随时可被激活，如果此开关被激活，则7速自动模式随即被取消，并进入7速手动换档模式。在7速手动换档模式下，驾驶员可通过转向换档开关以手动方式在7级速度范围内上下变换，这与手动变速箱的情形类似。
按下主开关(7 SPEED MODE)或将换档杆移至其它档位，即可取消7速模式。
主开关（7 SPEED MODE）（A）和转向换档开关（B）安装在转向盘上，见图10，驾驶员可以按动开关进行模式和速度等级选择,但无需将任何一只手移开转向盘。

换档指示器（A）和M指示灯（B）均设置在仪表总成（C）内自动变速驱动桥档位指示灯（D）的旁边。见下图11。在7速自动模式下，换档指示器显示出当前所选速度等级数字， M指示灯不亮。在7速手动换档模式下，M指示灯亮，换档指示器显示所选速度等级数字。
以D或S档位行驶时，如果按下主开关(7 SPEED MODE)将变速箱切换至7速自动模式，则变速箱将依据一定条件，如节气门开度和车速之间的平衡,自动设定最佳速度等级。在某些以7级车速滑行的情况下，变速箱将换入超速档位。
如果在D或S档下停车时被切换至7速自动模式，则变速箱将换入第1速度等级，且车辆以第1级车速起步，换档指示器显示速度等级数字。

6．7速手动换档
在7速自动模式下，按下转向换档开关，变速箱被切换至7速手动换档模式，且指示灯亮（ON）。按加号（+）开关，变速箱调速至下一更高速度等级：按减号开关（－）变速箱调低速，换档指示器显示所选速度等级数字。
当车辆减速停车时，变速箱自动换入第2级车速，而非第1级；车辆停下后，按加号（+）开关可将变速箱换入第2级速，并且车辆能够以第2级车速起步。

3 故障诊断

3．1 读取故障代码DTC
（1）．将本田PGM测试仪（A）或者HDS（本田诊断系统）连接到数据传输插接器（DLC）（B）上。见图12。
（2）．将点火开关置于ON位置，在测试仪屏幕，并观察DTSc MENU（故障诊断代码菜单）上的AT DTC（故障诊断代码）。
广本飞度无级变速器故障代码见下表1所列。

3．2 故障代码的清除
（1）将点火开关置于OFF位置。
（3）将本田PGM测试仪或者HDS连接到DLC上。
（4）将点火开关置于ON。
（5）消除CLEAR MENU（清除菜单）上的DTC（s）或者重置PCM。

3．3 结束故障检修
（1）将点火开关置于OFF。
（2）从DLC（B）上断开本田PGM测试仪(A)。
（3）重置PCM。
（4）为起步离合器的控制，校准反馈信号。
（5）将点火开关置于0N（Ⅱ）。
（6）按照与冻结数据所指示的相同工况试车，行驶几分钟确认故障已消除。

Answer 3

CVT工作原理
一、CVT的发展
无级变速其实是一个古老的概念,最早获得成功应用的是在1886年由德国Daimlar-Benz公司生产的汽油机汽车上，它是一种V型橡胶带式无级变速传动装置，但由于存在着传递转矩容量、可靠性和使用寿命的制约，应用有限。因此在汽车诞生的一百多年的时间里，最基本的传动形式一直是有级齿轮传动。
二十世纪七十年代中期，荷兰Van
Doorne's
Transmissie
B.V公司（简称VDT公司）开发出一种金属带式无级自动变速器，称为VDT-CVT。这种无级自动变速器克服了以前其它传动形式的缺点，实现了真正意义上的无级变速传动。VDT-CVT自1987年商品化以来，到目前为止，世界上几乎所有的汽车生产厂家，都接受了这项技术，开发出自己的CVT。CVT的适用范围也从最初的0.6升，发展到目前的3.3升。
二、金属带式CVT的原理
CVT的主要结构主要由主动轮组、从动轮组和金属带构成。金属带由两束金属环和几百个金属片构成。在主动轮组和从动轮组中，与油缸靠近的一侧带轮可以在轴上滑动，另一侧则固定。两个带轮的锥面相对构成V型槽，与金属片的侧面接触，在液压系统的作用下，实现动力传递和速比的变化。
在金属带式无级变速器的液压系统中，从动油缸的作用是控制金属带的张紧力，以保证来自发动机的动力高效、可靠的传递。主动油缸控制主动锥轮的位置沿轴向移动，在主动轮组金属带沿V型槽移动，由于金属带的长度不变，在从动轮上金属带沿V型槽向相反的方向变化。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。
三、CVT的优点
无级变速传动具有常规变速传动无法比拟的优点。由于无级变速传动CVT与有级传动有着原则性的差别，由计算机控制速比连续的变化，不会出现MT的换档时速比的跳跃，因此乘客感到的只是汽车的平稳加速，而不会感到换档冲击。同时使汽车的操纵性大大简化，降低了驾驶员的劳动强度，非常适合非专业驾驶员。另外，由于传动机理不同，无级变速传动也表现出较高的传动效率和优良的使用特性。对于典型的5档AT，不同档位的传动效率有很大的差异，平均传动效率为60%。一般的MT的传动效率为97%。尽管金属带式无级变速器为摩擦传动，但它的传动效率，经试验测定达到90-97%之间，与MT的传动效率差不多。由于无级变速传动使发动机的工作点与车速无关，根据不同的需要可以控制发动机的工作点在最经济工作点或最佳动力工作点工作，因此无级变速传动比其它传动方式表现出更高的经济性和动力性。
四、CVT研究现状
迄今为止，CVT变速器仅有不到十年的销售历史。目前，全世界年产CVT汽车一百多万辆，其中90%在日本生产，另外的10%在欧洲和美洲生产。
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金属带无极变途器的优点很多，如：变速没有冲击，不用变换啮合齿轮，处形尺寸小。现在已经在一定范围内克服了传送带打滑的问题，改用金属链代替金属带，可以在一定条件下实现在大排量轿车上的使用。
现代无级变速器开发技术水平最高的是采用金属链带机械式无极变速器，例如奥迪A6multitronic无级变速器就采用了金属链条这一形式。目前除了奥迪以外，福特和通用也投入上亿美元巨资研制了从1.3升-2.0升汽车发动机所配用的无极变速器。
以荷兰生产的无极变速器著名厂家VDT公司为例，目前按照发动机排量主要有以下类型：采用电磁离合器作为起动装置，机械－液压传动或电控－液压传动系统，以外啮合齿轮泵作为液压源，适用于发动机排量1.3升以下的小型轿车。采用湿式多片离合器作为起动装置，机械－液压传动，动力传送采用金属链条，适用于发动机排量1.8升以下的中型轿车。还有采用新型金属链条，液力变矩器与无极变速器结合，全电子控制，适用于3.0升以下较大排量的豪华轿车。
世界最大的变速器制造企业德国ZF公司也采用VDT技术，生产用于1.5升-2.5升中排量轿车的无极变速器系列，计有CFT系列，适用于前轮驱动发动机横置的轿车；CTT系列，适用于前轮驱动发动机纵置的轿车；CRT系列，适用于各轮驱动发动机纵置的轿车。据荷兰VDT公司介绍，现在新的设计和技术已经解决了无极变速器过去存在的主要问题，因V型带损坏而出现的故障发生率只有千分之2.5，比例很低。
如果不考虑所用传送带的差异，各种型号无极变速器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，无极变速器的控制一般都采用电子控制模式，既可以在自动状态下运行，也可以选择单独的控制程序，增加驾驶的便利性。除了标准档位位置外，操纵手柄也可以移至另一个平行的档位，在“+”或“-”之间变换。以富士无极变速器为例，其电子控制系统由电磁离合器系统、电子控制单元(ECU)、传感元件和电磁阀等组成。传感元件包括档位操纵手柄位置传感器、节气门开度位置传感器、发动机转速传感器、车速传感器、制动踏板位置传感器，它们为ECU提供汽车行驶的信号。ECU根据传感器的信号做出判断，并将控制信号送至电磁阀，控制电磁阀与液压系统的工作

Answer 4

简单的讲就象山地自行车的变速齿轮一样,不过山地车的前后轮盘的大小\和数量是固定的!而CVT的两个轮盘是自己本身可以改变传动带处的直径!传动比是无限个的!

Answer 5

用夹盘的松紧调整链条在转动盘上的长度，用以调整转速比，调整引擎输出。