CVT技術研究

摘 要：CVT（Continuously Variable Transmission）技術即無級變速技術，它采用傳動帶和工作直徑可變的主、從動輪相

配合來傳遞動力，可以實現傳動比的連續改變，從而得到傳動系與發動機工況的最佳匹配。

關鍵詞：無級變速；傳動；經濟性

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）35-016-01

發明CVT變速傳動機構的是荷蘭人，稱為無級變速器。這種變速器和普通自動變速器的最大區別是它省去了復雜而又笨重的齒輪組合變速傳動，而只用了兩組帶輪進行變速傳動。通過改變驅動輪與從動輪傳動帶的接觸半徑進行變速，其設計構思十分巧妙。由于CVT可以實現傳動比的連續改變，從而得到傳動系與發動機工況的最佳匹配，提高整車的燃油經濟性和動力性，改善駕駛員的操縱方便性和乘員的乘坐舒適性，所以它是理想的汽車傳動裝置。無級變速轎車一樣有自己的檔位，停車檔P、倒車檔R、空檔N、前進檔D等，只是汽車前進自動換檔時十分平穩，沒有突跳的感覺。目前國內市場上采用了CVT技術的有奧迪、飛度、和旗云等車型。

一、CVT和AT的比較

大量使用的液力自動變速箱（AT）不用離合器換檔，檔位少變化大，連接平穩，因此操作容易，既給開車人帶來方便，也給坐車人帶來舒適。但缺點也多，一是對速度變化反應較慢，沒有手動檔靈敏，因此許多玩車人士喜歡開手動檔車；二是費油不經濟，傳動效率低變矩范圍有限，近年引入電子控制技術改善了這方面的問題；三是機構復雜，修理困難。在液力變扭器內高速循環流動的液壓油會產生高溫，所以要用指定的耐高溫液壓油。另外，如果汽車因蓄電池缺電不能啟動，不能用推車或拖車的方法啟動。如果拖運故障車，要注意使驅動輪脫離地面，以保護自動變速器齒輪不受損害。

普通人經常把自動檔變速器和無級變速器（CVT）兩個概念混為一談。實際上這兩種變速器結構及工作原理完全不同。CVT結構比傳統自動變速器簡單，體積更小，它既沒有手動變速器的眾多齒輪副，也沒有自動變速器復雜的行星齒輪組。它主要靠兩組變速輪盤，就能實現速比無級變化。舊款的CVT多用橡膠皮帶做傳動元件，缺點是受力有限，容易打滑，而且傳動效率低。因此只能用在馬力較小的摩托車和微型車上。很多汽車公司十幾年來一直都在致力于解決這一難題。如今，奧迪公司率先在這項技術上做到了“引領時代”，它使用的是獨特的多片式金屬帶、優異的電腦控制液壓系統，從而能傳遞強大的扭矩。CVT最大的特點是省油，CVT摒棄了傳統自動變速器浪費能源的液力傳動裝置，而采用了新技術來提高燃料使用率。CVT的燃料使用率將比手動變速器和自動變速器都高，能夠比傳統的自動檔車省油5%到15%。

CVT技術優勢：

1.結構簡單，體積小，零件少，大批量生產后的成本肯定要低于當前普通自動變速器的成本；

2.它的工作速比范圍寬，容易與發動機形成理想的匹配，從而改善燃燒過程，進而降低油耗和排放；

3.具有較高的傳動效率，功率損失少，經濟性高。

4.由于沒有了一般自動擋變速箱的傳動齒輪，也就沒有了自動擋變速箱的換擋過程，由此帶來的換檔頓挫感也隨之消失，因此CVT變速箱的動力輸出是線性的，在實際駕駛中非常平順。

隨著科技的不斷進步，CVT技術的不斷成熟，汽車變速器最終會由CVT替代手動變速箱（MT）和有級自動變速箱（AT），無級變速汽車是當今汽車發展的主要趨勢。

二、CVT的特性

1.調速精度高，可達到0.5-1轉；

2.變速范圍大，速比可在1/1.4-1/7之間任意調節變速；

3.強度高，壽命長，采用全密封設計，環境適應性強；

4.調節方便，運轉穩定好，可連續運轉工作，可正反轉運轉；

5.適應性好，可與其他電機減速機組直接連接組合并實現低速無極變速；

6.體積小，結構緊湊，采用優質鋁合金壓鑄一次成型，外形美觀，永不生銹。

三、工作原理

CVT變速器沒有明確具體的檔位，操作上類似自動變速箱，但是速比的變化卻不同于自動變速箱的跳擋過程，而是連續的，因此動力傳輸持續而順暢。該系統主要包括主動輪組、從動輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件。金屬帶由兩束金屬環和幾百個金屬片構成。主動輪組和從動輪組都由可動盤和固定盤組成，與油缸靠近的一側帶輪可以在軸上滑動，另一側則固定。可動盤與固定盤都是錐面結構，它們的錐面形成V型槽來與V型金屬傳動帶嚙合。發動機輸出軸輸出的動力首先傳遞到CVT的主動輪，然后通過V型傳動帶傳遞到從動輪，最后經減速器、差速器傳遞給車輪來驅動汽車。工作時通過主動輪與從動輪的可動盤作軸向移動來改變主動輪、從動輪錐面與V型傳動帶嚙合的工作半徑，從而改變傳動比。可動盤的軸向移動量是由駕駛者根據需要通過控制系統調節主動輪、從動輪液壓泵油缸壓力來實現的。由于主動輪和從動輪的工作半徑可以實現連續調節，從而實現了無級變速。

在金屬帶式無級變速器的液壓系統中，從動油缸的作用是控制金屬帶的張緊力，以保證來自發動機的動力高效、可靠的傳遞。主動油缸控制主動錐輪的位置沿軸向移動，在主動輪組金屬帶沿V型槽移動，由于金屬帶的長度不變，在從動輪組上金屬帶沿V型槽向相反的方向變化。金屬帶在主動輪組和從動輪組上的回轉半徑發生變化，實現速比的連續變化。

汽車開始起步時，主動輪的工作半徑較小，變速器可以獲得較大的傳動比，從而保證驅動橋能夠有足夠的扭矩來保證汽車有較高的加速度。隨著車速的增加，主動輪的工作半徑逐漸減小，從動輪的工作半徑相應增大，CVT的傳動比下降，使得汽車能夠以更高的速度行駛。