CVT变速器的工作原理PPT
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22
控制液压缸的动态补偿
当主、从动缸高速旋
转时，主、从动缸的 液体由于离心力的作 用产生动压力。该动 压将影响对夹紧力和 速比的精确控制，因 此，为了解决高速时 流体产生的动压对控 制精度的影响、CVT 主、从动缸通常采用 右图的动压补偿来抵 消离心力的作用。
主从动缸动压油室补偿
主动缸主态无动补油室缸偿动无压油补偿室动
最大转矩
Tin r = T*in
转矩比
15
目标速比
1、主动轮的转速与 从动轮的转速之比
2 、主从动轮的节 圆半径之比
3、目标速比
16
金属传动带
金属传动带由多个金 属片和两组金属环组 成，金属片在两侧工 作轮的挤压作用下传 递动力，金属环在动 力传递过程中主要用 来将金属片约束在一 起，并正确地引导金 属片运动。
11
性能指标
1)经济性 装CVT的汽车比装自动变速器的汽车提高约8%~12%，
与机械变速汽车相当。
2)动力性 装CVT的汽车加速性能比装自动变速器的汽车提高约
7.5%~11.5%，在较高速时还略优于机械变速汽车。
3 )传动效率 CVT传动装置除机械传动外，因液压控制系统金属
传动带的摩擦等要消耗能量，它的传动效率一定低于机械变速器的效 率，最多只能接近机械变速器的效率。
23
双压力液压控制系统
右图所示的 CVT液压控制 系统包括夹紧 力控制、速比 控制、前进倒 退控制、起步 离合器、总回 路工作压力调 节、润滑压力 调节及电路故 障备用系统等 部分。
24
六、CVT的控制技术
CVT控制系统的关键技术 1、夹紧力控制 2、速比控制 3、起步离合器控制
25
夹紧力控制
正。谢谢大家！
33
19
五、CVT控制系统
1、机液控制系统 2、电液控制系统 3、控制液压缸的动压补偿 4、双压力液压控制系统
20
机液控制系统
缺陷 1、不能对主从动缸的
压力进行独立控制 2、皮托管不能准确监
测发动机转速变化 3、不能适用别的车型 4、金属带停留的位置
不确定，影响下次起动 的平稳性
21
7
工作轮的锥轮总成
主、从动轮由可动和不可动两部分组成，其工 作面大多为直线锥面体。在液压控制系统的作 用下，依靠钢球—滑道结构作轴向移动，可连 续地改变行动带工作半径，实现无级变速传动。
8
液压泵
液压泵为CVT 传 动系提供控制、冷 却和润滑的液压油 源。
常用的液压泵有两 种形式：齿轮泵和 叶片泵。 (为提高液压泵的 工作效率，常采用 滚子式叶片泵)
4 )排放 CVT系统因其有较宽的速比变化范围，并能根据汽车行
驶阻力和驾驶员选定的工作模式连续地改变速比，使发动机输出功率 和汽车行驶阻力达到最佳匹配，保证发动机始终平稳地处在最佳工况 下工作，从而改善汽车燃料经济性和发动机的排放。
例如:图
12
5AT与CVT综合性能比较蜘蛛图
13
四、CVT控制目标
电液控制系统
采用电液控制系统可以 克服机液控制的固有缺 陷，如主、从动缸的压 力可以独立控制，因而 可以使传动装置按驾驶 员的操作意图达到最佳 匹配。利用精确测定的 发动机与从动轮的转速 信号，可实现对CVT传 动装置速比和夹紧力的 精确控制。另外，增加 了制动开关信号，可使 汽车在制动过程中，传 动装置速比自动回到最 大速比状态，为下一次 平顺起步作准备。
17
基本工作原理图 （讲解）
18
基本工作原理
图为发动机前置前驱动汽车金属传动带式无级变 速传动装置结构与工作原理。形式上与V形橡胶 带式无级变速传动相类似。传动装置的主、从动 工作轮由固定和可动的两部分组成，形成V形槽 与金属传动带啮合。当主、从动工作轮可动部分 作轴向移动时，改变了传动带的回转半径，从而 改变了传动比。可动轮的轴向移动是根据汽车使 用要求，通过液压控制系统进行连续的调节，从 而实现无级变速传动。
2.Honda Civic夹紧力控制
脉冲调制与脉宽调制驱动信号的区别
26
Subaru E2CVT夹紧力控制
系统引入了对测 量信号的前置滤 波处理，以抑制 测量噪声的影响； 另外，由于压力 控制阀的非线性 特性，在方案中 加入了控制阀特 性补偿环节。
27
Honda Civic夹紧力控制
Honda液压 控制系统和 夹紧力控制 方案采用了 与Subaru 不同的双压 力回路，夹 紧力控制、 速比控制都 与Subaru 有所不同。
PMAX PMAX
PS 0
31
模糊控制
阶段1、模糊控制器 根据节气门开度、 发动机转速以及离 合器输出轴转速， 即根据驾驶员的意 图和汽车的起步条 件估计初始起步压 力。
阶段2、离合器接合 压力变化率根据加 速踏板位移（小、 中、大三种情况） 和发动机转速估算。
32
刚才的发言，如 有不当之处请多指
9
起步离合器
1、湿式多片离合器 2、电磁离合器 3、液力变矩器
10
主要技术参数
为满足汽车的使用要求
1、中间齿轮传递副：
ic=1.3~1.4
2、与其匹配的主传动装置速比: i0=3.85~4.35
3、CVT的传动比：
icvt=0.445~2.6
4、最后的CVT的传动装置总传动比：
iΣ=2.227~15.834
在实际应用中，
由于所采用的控制阀的 不同，其实现也有所不 同。如比例压力控制阀 为连续的模拟量控制； 对开关阀可采用调制脉 宽方式或调制脉冲方式。
用调制脉宽方式 ， 采用开关阀实现比例控 制的原理是改变液压阀 参与工作的比例：
脉宽调方式制 脉冲调制方式
t
D=
x100%
T
1.Subaru E2CVT夹紧力控制
第二阶段（1958 年～1987 年）：CVT 技术的发展阶 段。其标志产品是 1987 年富士重工（Subaru）采用 金属带式无级变速器 ECVT 用于 JUSTY 轿车。
第三阶段（1987 年～）：CVT 技术的逐渐成熟阶段。 (图)
3
奥迪A6无级变速器
4
二、无级变速传动的分类
1）变节圆传动 如:带式、链式传动；
CVT技术
1
基本内容
1、CVT 技术的发展概况 2、无级变速传动的分类 3、金属传动带式无级变速传动（CVT）的技
术特点 4、CVT的控制目标 5、CVT控制系统 6、CVT的控制技术
2
一、CVT 技术的发展概况
第一阶段（1886 年～1958 年）：CVT 技术的探索阶 段。标志产品是荷兰的 DAF 公司 H.Van Doorne 博 士研制成功的名为 Variomatic 的双 V 型橡胶带式 CVT。
28
速比控制
当驾驶员猛踩油门时,会导 致目标速比突然变化，为 了满足汽车行驶平顺性的 要求，必须对实际最大变 化率加以限制，确保最大 变化率在给定的范围内。 同时，该系统还测量控制 阀芯的位置，一方面可限 制控制阀芯的工作区间， 保证控制阀在稳定的区间 工作；另一方面可根据阀 芯的位移对它的非线性特 性进行补偿，保证对主动 缸动态压力变化率的精确 控制。
CVT传动系的主要任务 1）把发动机输出功率可靠地传递到驱动轮，并尽可能减
小功率损失。 2）根据汽车的运行条件，按驾驶员选定的工作模式自动
改变速比，使发动机维持在理想的工作点。
CVT控制问题的目标 1）金属带夹紧力控制 2）速比控制
14
目标金属带夹紧力
主从动轮的推力比
u 2FDN DNRDN
Tin*= COSα
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ29
起步离合器控制
起步离合器的功能
1、接合动力平顺，分离动力彻底。
2、接合时发动机不停车、不空转。
3、接合速度能随驾驶员意图变化， 并给乘员的感觉保持不变。
4上坡起步不溜坡，发动机不熄火。
5具有可靠的低速爬行功能，帮助 汽车平稳越障。
6、限制传递最大的转矩。
控制策略
1、比例控制策略
2、模糊控制
30
比例控制策略
当驾驶员踩下加速踏板， 根据加速踏板的位移与位 移变化率信号，CVT的 ECU判断出汽车起步动作， 于是使离合器压紧缸的压 力立即升高到初始起步压 力（固定值），以改善起 步的快速性。在接合的过 程中，为使汽车平顺起步， 压紧缸的压力与发动机的 转速按比例增加。待离合 器主从动部分滑转消失后， 把离合器的压力迅速升高 到额定工作压力，保证离 合器可靠传递发动机的转 矩。
2）摩擦传动 如:锥、盘、环及球面传动；
3）液体传动 如:液体静压传动、流体动压传动；
5
三、金属传动带式无级变速传动（CVT）的技术特点
1基本结构与工作原理
2关键部件 3主要技术参数
1）金属传动带 2）工作轮 3）液压泵 4）起步离合器
4性能指标
6
工作轮 （讲解）
1主动缸 2主动锥轮 3从动锥轮 4金属带 5从动缸 6传动钢球
控制液压缸的动态补偿
当主、从动缸高速旋
转时，主、从动缸的 液体由于离心力的作 用产生动压力。该动 压将影响对夹紧力和 速比的精确控制，因 此，为了解决高速时 流体产生的动压对控 制精度的影响、CVT 主、从动缸通常采用 右图的动压补偿来抵 消离心力的作用。
主从动缸动压油室补偿
主动缸主态无动补油室缸偿动无压油补偿室动
最大转矩
Tin r = T*in
转矩比
15
目标速比
1、主动轮的转速与 从动轮的转速之比
2 、主从动轮的节 圆半径之比
3、目标速比
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金属传动带
金属传动带由多个金 属片和两组金属环组 成，金属片在两侧工 作轮的挤压作用下传 递动力，金属环在动 力传递过程中主要用 来将金属片约束在一 起，并正确地引导金 属片运动。
11
性能指标
1)经济性 装CVT的汽车比装自动变速器的汽车提高约8%~12%，
与机械变速汽车相当。
2)动力性 装CVT的汽车加速性能比装自动变速器的汽车提高约
7.5%~11.5%，在较高速时还略优于机械变速汽车。
3 )传动效率 CVT传动装置除机械传动外，因液压控制系统金属
传动带的摩擦等要消耗能量，它的传动效率一定低于机械变速器的效 率，最多只能接近机械变速器的效率。
23
双压力液压控制系统
右图所示的 CVT液压控制 系统包括夹紧 力控制、速比 控制、前进倒 退控制、起步 离合器、总回 路工作压力调 节、润滑压力 调节及电路故 障备用系统等 部分。
24
六、CVT的控制技术
CVT控制系统的关键技术 1、夹紧力控制 2、速比控制 3、起步离合器控制
25
夹紧力控制
正。谢谢大家！
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五、CVT控制系统
1、机液控制系统 2、电液控制系统 3、控制液压缸的动压补偿 4、双压力液压控制系统
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机液控制系统
缺陷 1、不能对主从动缸的
压力进行独立控制 2、皮托管不能准确监
测发动机转速变化 3、不能适用别的车型 4、金属带停留的位置
不确定，影响下次起动 的平稳性
21
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工作轮的锥轮总成
主、从动轮由可动和不可动两部分组成，其工 作面大多为直线锥面体。在液压控制系统的作 用下，依靠钢球—滑道结构作轴向移动，可连 续地改变行动带工作半径，实现无级变速传动。
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液压泵
液压泵为CVT 传 动系提供控制、冷 却和润滑的液压油 源。
常用的液压泵有两 种形式：齿轮泵和 叶片泵。 (为提高液压泵的 工作效率，常采用 滚子式叶片泵)
4 )排放 CVT系统因其有较宽的速比变化范围，并能根据汽车行
驶阻力和驾驶员选定的工作模式连续地改变速比，使发动机输出功率 和汽车行驶阻力达到最佳匹配，保证发动机始终平稳地处在最佳工况 下工作，从而改善汽车燃料经济性和发动机的排放。
例如:图
12
5AT与CVT综合性能比较蜘蛛图
13
四、CVT控制目标
电液控制系统
采用电液控制系统可以 克服机液控制的固有缺 陷，如主、从动缸的压 力可以独立控制，因而 可以使传动装置按驾驶 员的操作意图达到最佳 匹配。利用精确测定的 发动机与从动轮的转速 信号，可实现对CVT传 动装置速比和夹紧力的 精确控制。另外，增加 了制动开关信号，可使 汽车在制动过程中，传 动装置速比自动回到最 大速比状态，为下一次 平顺起步作准备。
17
基本工作原理图 （讲解）
18
基本工作原理
图为发动机前置前驱动汽车金属传动带式无级变 速传动装置结构与工作原理。形式上与V形橡胶 带式无级变速传动相类似。传动装置的主、从动 工作轮由固定和可动的两部分组成，形成V形槽 与金属传动带啮合。当主、从动工作轮可动部分 作轴向移动时，改变了传动带的回转半径，从而 改变了传动比。可动轮的轴向移动是根据汽车使 用要求，通过液压控制系统进行连续的调节，从 而实现无级变速传动。
2.Honda Civic夹紧力控制
脉冲调制与脉宽调制驱动信号的区别
26
Subaru E2CVT夹紧力控制
系统引入了对测 量信号的前置滤 波处理，以抑制 测量噪声的影响； 另外，由于压力 控制阀的非线性 特性，在方案中 加入了控制阀特 性补偿环节。
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Honda Civic夹紧力控制
Honda液压 控制系统和 夹紧力控制 方案采用了 与Subaru 不同的双压 力回路，夹 紧力控制、 速比控制都 与Subaru 有所不同。
PMAX PMAX
PS 0
31
模糊控制
阶段1、模糊控制器 根据节气门开度、 发动机转速以及离 合器输出轴转速， 即根据驾驶员的意 图和汽车的起步条 件估计初始起步压 力。
阶段2、离合器接合 压力变化率根据加 速踏板位移（小、 中、大三种情况） 和发动机转速估算。
32
刚才的发言，如 有不当之处请多指
9
起步离合器
1、湿式多片离合器 2、电磁离合器 3、液力变矩器
10
主要技术参数
为满足汽车的使用要求
1、中间齿轮传递副：
ic=1.3~1.4
2、与其匹配的主传动装置速比: i0=3.85~4.35
3、CVT的传动比：
icvt=0.445~2.6
4、最后的CVT的传动装置总传动比：
iΣ=2.227~15.834
在实际应用中，
由于所采用的控制阀的 不同，其实现也有所不 同。如比例压力控制阀 为连续的模拟量控制； 对开关阀可采用调制脉 宽方式或调制脉冲方式。
用调制脉宽方式 ， 采用开关阀实现比例控 制的原理是改变液压阀 参与工作的比例：
脉宽调方式制 脉冲调制方式
t
D=
x100%
T
1.Subaru E2CVT夹紧力控制
第二阶段（1958 年～1987 年）：CVT 技术的发展阶 段。其标志产品是 1987 年富士重工（Subaru）采用 金属带式无级变速器 ECVT 用于 JUSTY 轿车。
第三阶段（1987 年～）：CVT 技术的逐渐成熟阶段。 (图)
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奥迪A6无级变速器
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二、无级变速传动的分类
1）变节圆传动 如:带式、链式传动；
CVT技术
1
基本内容
1、CVT 技术的发展概况 2、无级变速传动的分类 3、金属传动带式无级变速传动（CVT）的技
术特点 4、CVT的控制目标 5、CVT控制系统 6、CVT的控制技术
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一、CVT 技术的发展概况
第一阶段（1886 年～1958 年）：CVT 技术的探索阶 段。标志产品是荷兰的 DAF 公司 H.Van Doorne 博 士研制成功的名为 Variomatic 的双 V 型橡胶带式 CVT。
28
速比控制
当驾驶员猛踩油门时,会导 致目标速比突然变化，为 了满足汽车行驶平顺性的 要求，必须对实际最大变 化率加以限制，确保最大 变化率在给定的范围内。 同时，该系统还测量控制 阀芯的位置，一方面可限 制控制阀芯的工作区间， 保证控制阀在稳定的区间 工作；另一方面可根据阀 芯的位移对它的非线性特 性进行补偿，保证对主动 缸动态压力变化率的精确 控制。
CVT传动系的主要任务 1）把发动机输出功率可靠地传递到驱动轮，并尽可能减
小功率损失。 2）根据汽车的运行条件，按驾驶员选定的工作模式自动
改变速比，使发动机维持在理想的工作点。
CVT控制问题的目标 1）金属带夹紧力控制 2）速比控制
14
目标金属带夹紧力
主从动轮的推力比
u 2FDN DNRDN
Tin*= COSα
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ29
起步离合器控制
起步离合器的功能
1、接合动力平顺，分离动力彻底。
2、接合时发动机不停车、不空转。
3、接合速度能随驾驶员意图变化， 并给乘员的感觉保持不变。
4上坡起步不溜坡，发动机不熄火。
5具有可靠的低速爬行功能，帮助 汽车平稳越障。
6、限制传递最大的转矩。
控制策略
1、比例控制策略
2、模糊控制
30
比例控制策略
当驾驶员踩下加速踏板， 根据加速踏板的位移与位 移变化率信号，CVT的 ECU判断出汽车起步动作， 于是使离合器压紧缸的压 力立即升高到初始起步压 力（固定值），以改善起 步的快速性。在接合的过 程中，为使汽车平顺起步， 压紧缸的压力与发动机的 转速按比例增加。待离合 器主从动部分滑转消失后， 把离合器的压力迅速升高 到额定工作压力，保证离 合器可靠传递发动机的转 矩。
2）摩擦传动 如:锥、盘、环及球面传动；
3）液体传动 如:液体静压传动、流体动压传动；
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三、金属传动带式无级变速传动（CVT）的技术特点
1基本结构与工作原理
2关键部件 3主要技术参数
1）金属传动带 2）工作轮 3）液压泵 4）起步离合器
4性能指标
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工作轮 （讲解）
1主动缸 2主动锥轮 3从动锥轮 4金属带 5从动缸 6传动钢球