电控机械无级变速器共53页文档
ECVT电控无级自动变速器ppt
xx年xx月xx日
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• 引言 • ECVT的结构和工作原理 • ECVT的控制系统 • ECVT的实验分析 • ECVT的应用和发展趋势
01
引言
变速器的简介
变速器定义
变速器是汽车传动系统的重要组成部分，用于改变发动机的 转速和转矩，使其适应不同的行驶需求。
包括车速传感器、发动机转速传感器、油门踏板位置传感器等， 用于监测车辆运行状态和驾驶员意图。
控制器
ECVT专用的控制器，接收传感器信号，根据控制策略进行运算， 输出控制指令。
执行器
包括电磁阀、液压泵等，根据控制器指令调节变速器的速比，实现 无级变速。
控制系统的特点
高度集成
ECVT控制系统将变速 器和发动机进行高度集 成，实现动力总成的一 体化控制。
行星齿轮机构
行星齿轮机构是ECVT的变速机构，它由太阳轮、行星轮 和齿圈组成，通过不同元件的结合和分离实现变速。
电控系统
电控系统是ECVT的控制核心，它由各种传感器和控制单 元组成，根据车辆行驶状态和驾驶员意图实现自动控制 。
ECVT的工作原理
液力变矩器工作原理
液力变矩器工作时，泵轮吸入动力油，并将动力油传递给涡轮，涡轮将动力油传递给导轮，导轮将动力油传递给行星轮，从 而实现动力传递和变速。
变速器的作用
变速器可以改变汽车的行驶速度和牵引力，同时可以起到缓 冲发动机转速波动的作用，保护发动机和车辆其他部件。
变速器的分类
手动变速器（MT）
手动变速器需要驾驶员手动操作离合器和换挡杆，具有结构简单、成本低等优点，但操作 复杂，需要一定的技巧。
自动变速器（AT）
自动变速器具有自动换挡功能，通过液力变矩器和行星齿轮组等实现变速和变矩，具有操 作简便、舒适性高等优点，但成本较高。
机械无级变速器
文献综述题目机械无级变速器学院机电工程学院专业汽车服务工程班级学号学生姓名任课教师一、前言部分：1、前言机械无极变速器是适合现今生产工艺流程机械化、自动化发展以及改善机械工作性能的一种通用传动装置。
在研发的初级阶段受条件限制，进展缓慢。
随着科学技术的发展，在材质、工艺和润滑方面的限制因素相继解决，随着经济发展。
相应需求的增加也促进了机械无极变速器的研制和生产。
机械无级变速器目前已发展成为机械领域中的一个新兴行业，在生产中如同齿轮、联轴器那样，已成为一种通用零部件，广泛应用于各种机械。
2、相关概念及综述范围学习机械无级变速器我们就要知道什么是无级变速器，机械无极变速器是一种传动装置，其功能特征主要是：在输入转速不变情况下，能实现输出轴的转速在一定范围内连续变化，以满足机械或生产系统在运转过程中各种不同工况的要求；其结构特征主要是：需由变速传动机构、调速机构以及加压装置或输出机构三部分组成。
机械无级变速器的适用范围很广，有在驱动功率固定的状况下，因工作阻力变化而需要调节转速以产生相应的驱动力矩者，如工业中的搅拌机，余姚不断的改变转速。
有根据工况需求调节速度的，如起重机要求随物料及运行区段的变化而能相应改变提升运行速度；有为获得恒定的工作速度或张力需要调节速度的，例如端面切削机床加工时需要保持恒定的切削线速度；有为适应各种工况、工位、工序或单元的不同要求而协调运转速度以及需要自动控制的，例如各种各样半自动或自动的生产、操作或装配流水线；有为探寻获得最佳效果而需要变换速度的，例如离心机需要调速以获得最佳分离效果；有为节约能源而需要调速的，例如风机、水泵；等等很多要求速度调节以及实现自动或程序控制的机械。
二、主题部分：1、机械无级变速器的主要分类机械无级变速器分为摩擦式、链式、链式和脉动式四大类。
2、各类变速器的组成及原理1）摩擦式无级变速器变速传动机构由各种不同几何形状的刚性传动原件组成，利用主、从动元件（或通过中间元件）在接触处产生的摩擦力进行传动，并通过改变接触的工作半径实现无级变速。
项目二 电控无级变速器
图2-7 传动比大于1的传动
任务二
电子控制无级自动变速器的结构及控制过程
【任务分析】 同电控自动变速器一样，电子控制无级自动变速器也由动力传 动系统(动力输入、输出装置，变速装置)、液压控制系统、电子控 制系统组成。01J CVT是奥迪公司在变速器领域获得的革命性成果， 它采用了双锥形轴和钢链设计，在操控方面完美地结合了无级变速 器的简单和手动变速器的快捷。同时它的智能化更高，能精确理解 驾驶者的意念，发挥出最好的行驶状态。另外，01J CVT也克服了 无级变速器和手动变速器的缺点，经济性更好。 【相关知识】 下面内容主要以奥迪Multitronic CVT(该无级变速器的内部 编号为01J)为例对无级变速器主要结构和工作过程进行介绍。 自动变速器（CVT变速器）是一种已经使用验证的成功变速器， 它可用于所有的前轮驱动车。该变速器的特点是可以无级变速，它 将驾驶舒适性、行驶动力性结合到一起，使得车辆的燃油经济较佳。 一、奥迪01J无级变速器技术数据
3．飞度CVT 飞度的CVT无级变速器是专门为小型车设计的，属于新一代钢 带无自动变速器，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，是小型车里较好的。 4．旗云CVT 旗云CVI、采用了德国ZF公司生产的VT1F无级变速器，和它出 色的发动机一起，这一整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、自动巡运动模式和6档手动4种 驾驶模式。 三、电子控制无级自动变速器特点 1．优点 CVT技术真正应用在汽车上不过十几年的时间，但它与其他变 速器相比，其优势却是而易见的。 ⑪结构简单，体积小，大批量生产后的成本肯定低于当前液 力自动变速器的成本。 ⑫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，降低油耗和放。 ⑬具有较高的传动效率，功率损失少，经济性高。
自动变速器之无级变速器
第五节、DSG直接换挡自动变速器
一、结构与组成
目前现代轿车装备有手动和自动 变速器两大类。手动变速器具有 传动效率高，结实，且运动性好 的优点。自动变速器具有操作容 易，驾驶舒适，能减少驾驶员疲 劳的优点。
德国大众公司将手动和自动变速器的优点 结合在一起，开发出全新一代变速器，这 就是直接换挡变速器(DSG)。它使用两套多 片湿式离合器，齿轮变速系统交替使用， 控制系统根据发动机转速，切断当前变速 器挡位连接，自动进行升降挡控制；挡位 切换时间3～4ms，迅速又无冲击；燃油消 耗与配有手动变速器的车相当。DSG由机械 齿轮部分、换挡机构和电子与液压控制机 构三大部分组成。
（4）前进挡离合器
前进挡离合器位于主动带轮轴的端部。前 进挡离合器所需液压油通过其位于主动 带轮轴内的变速器油管提供。前进挡离 合器与太阳轮啮合或分离，行星齿轮不 自转也不绕太阳轮公转，所以行星架将 转动，从而主动带轮沿前进方向旋转。
（5）倒挡制动器
倒挡制动器位于行星架周围的中间壳体内部， 倒挡制动器盘安装在行星架上，而倒挡制动 片安装在中间壳体上，倒挡制动器的压力油 通过一个与内部液压回路相连的回路提供。 处于R挡位时，液压油作用于倒挡制动器活 塞上时，倒挡制动器将齿圈锁定，齿圈无法 旋转，输入轴通过花键与太阳轮相连接，其 运动将被传递至行星轮，以驱动行星架沿相 反方向旋转，如图5.10所示。
4 、电子控制系统的结构
无级变速器的电子控制系统由动力系 统控制模块（PCM）、传感器和电 磁阀等组成。其中PCM位于仪表板 下部，杂货箱的后面。
电子控制系统的PCM 接收传感器、开关以及 其他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器
控制系统的信号。无级变速器的电子控制系统 的控制内容，主要包括：换挡控制/带轮压力 控制、7速模式控制、起步离合器压力控制、 倒挡锁止控制以及储存在动力系统控制模块内
第三章电控机械无级自动变速器
（三）液压操纵系统
u 1．供油系统 u 2 ．冷却系统 u 3 ．液压操纵换挡系统 u 4．转矩传感器 u 5．动链轮依据变速比的接触压力 u 6．功能和工作模式 u 7．润滑系统 u 8．液压控制单元 u 9．变速器壳体/通道和密封系统
第三章电控机械无级自动变速器
1．供油系统
第三章电控机械无级自动变速器
(一)机械传动部分
u 1．传动链 u 2．传动链轮 u 3．辅助变速齿轮 u 4．变速杆换挡机构和P位停车锁 u 1）触发液压控制单元手动选挡阀 u 2）控制停车锁 u 3）触发多功能开关、识别换挡杆位置
第三章电控机械无级自动变速器
（二） 电子控制 1．控制单元J217
第三章电控机械无级自 动变速器
2020/12/7
第三章电控机械无级自动变速器
第二节 电控机械无级自动变速器 结构与工作原理
u 一 、 01J自动变速器的特点 u 二 、 01J自动变速器的结构 u 三 、 各挡动力传递路线 u （一） 机械传动部分 u （二） 电子控制系 u （三） 液压操纵系统 u 四 、 主要组成零部件
2.冷却系统
u 来自链轮装置1的自动变速器油 u 为了保护离合器不暴露在高温之下，离合器由单独的油流
冷却。 u 冷却前进挡离合器：若前进挡离合器接合，离合器缸筒
（压盘）将润滑油分配器压回，在此位置，冷却油流经润 滑油分配器前端面流经前进挡离合器。 u 冷却倒挡制动器：前进挡离合器不工作（发动机怠速运转 或倒挡制动器工作时），润滑油分配器回到其初始位置。 在这种情况下，冷却油流到润滑油分配器，然后通过分配 器流回到倒挡制动器。分配器带轮油道内的部分润滑油流 到行星齿轮系，提供必要的润滑。
简述机械式无级变速器工作原理。
简述机械式无级变速器工作原理。
机械式无级变速器又被称为CVT（Continuously Variable Transmission），它是一种用于汽车、摩托车及其他车辆的新型传动装置。
与传统的机械式变速器相比，机械式无级变速器是一种基于连续变速原理的变速器，其工作原理是通过调整齿轮比例来实现无级变速。
本文将详细介绍机械式无级变速器的工作原理。
机械式无级变速器的主要构成部分包括驱动齿轮、连续变速器、行星齿轮、同步器、副变速器等组件。
驱动齿轮是机械式无级变速器的最初的动力源，它通过汽车发动机提供的动力驱动。
驱动齿轮的大小通常比其他齿轮大，以便能够提供足够的动力来启动整个传动系统。
在机械式无级变速器中，驱动齿轮的大小和结构会直接影响整个传动系统的性能。
连续变速器是机械式无级变速器的核心组件，它是一个由两个拉绳组成的系统。
这两个拉绳的数量相等，且以同样的速度旋转，但它们的长度不同。
挂在较短拉绳上的滑轮具有较小的直径，而挂在较长拉绳上的滑轮具有较大的直径。
通过调整两个滑轮的位置，可以改变轮径，从而改变齿轮比。
行星齿轮是机械式无级变速器的另一个关键组件。
它由一个太阳轮、数个行星轮和一个太阳轮组成。
其中，太阳轮通常是固定不动的，行星轮则始终与太阳轮相连。
当太阳轮转动时，行星轮也会跟随转动，从而改变整个系统的齿轮比。
由于行星轮的数量可以根据不同的需求进行自由组合，因此机械式无级变速器可以实现很多不同的齿轮比例组合。
同步器是机械式无级变速器中的一种机械装置，它能够帮助齿轮轴之间的顺畅切换。
同步器包括同步器齿轮、同步环和同步弹簧。
当驱动齿轮和行星齿轮之间需要切换时，同步器会通过调整同步器齿轮和同步环之间的间隙来确保两个齿轮之间的顺畅过渡。
副变速器是另一个重要的组成部分，它可以将驱动轴的转速变为合适的输出速度。
通常情况下，副变速器是由两个钢盘和介于其之间的齿轮沟槽组成。
每一条沟槽都代表着一种不同的齿轮比例，因此当钢盘间距改变时，齿轮比例也会发生变化。
电控机械无级自动变速器-江西交通职业技术学院汽车系
制作：邹章鸣
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汽车底盘电控技术
日本三菱公司已选择了CVT平顺无能量损 失地传递直喷式发动机的动力来驱动汽车。V 型带/传动轮机构可以保证在所有速率下发动 机动力平顺无间断地传递。CVT根除了传统的 自动变速器通过齿轮换档时的打齿现象，从而 获得更满意的响应和控制。三菱公司准备采用 直喷式发动机(1.5L或更小)与CVT组合。
电子控制系统的最巧妙的特点是可选 择的“手动模式”，在人们所熟悉的第 二换挡板上有6个固定的换挡等级，一动 即可变速。
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汽车底盘电控技术
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可动盘的轴向移动量是根据需要通过 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。
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01J电控机械无极自动变速器
改变压力平衡
传递扭矩
调整变速比
接触压力控制
换档控制
换档控制
变速箱控制单元 G195
根据实际输入转速值与设定值的比较
变速箱控制单元 控制电流 压力调节阀N216 控制压力 G182 减压阀UV 链轮1转 速感器 G182 链轮1分离缸 链轮2分离缸 链轮2转 速感器 G195 发动机转 速信号
加压/卸压
整体同步旋转
倒 档
1、太阳轮主动旋转 2、齿圈固定
行星齿轮支架反 向旋转
辅助变速齿轮
行星齿轮系 辅助变速齿轮 链轮装置1
实现无级变速传动
扭矩传感器 链条 链轮装置1
链轮装置2
采用双活塞原理
压力缸
分离缸
•压力(强)小 •作用面积大 •压力大
•压强大 •作用面积小 •调整油量少 •效率高
保持接触压力
卸压/加压
监控
液压控制单元
N216 变速器调整变速比
扭矩传感器
链轮2
链轮1
滑轨架1
滑轨架2
传动链
传动链链节结构
变速杆换档机构和P位停车锁
供油系统
液压控制单元
吸气泵
油泵
进油过滤器
油泵
内扇形 齿圈 齿轮
吸油区
外扇形 压油区 月牙形密封
吸气泵
前进档离合器中的压力油管
文丘里孔
从液压控制单元到 吸气泵的压力管 单向阀
严重性故障
•档位显示全亮 •对于驾驶安全性和变速箱安全方面有严重影响 •故障被存储 •需马上到服务站维修
注意：该情况可能导致车辆马上停止，或停车后无法再起动车辆。
故障状况表
传感器代号 传感器信号 失效状况 微量打滑和离合器匹配控制功能失效 G182 变速箱输入转速 起步- 加速过程可利用固定参数完成 G195 G196 G195/G196 G193 G194 离合器压力 变速箱输出转速 坡路停车功能失效 变速箱输出转速-2- 坡路停车功能失效 坡路停车功能失效 安全阀激活---- 安全切断 G196 G195 车速信号 无 无 无 闪烁 无 反转 闪烁 闪烁 发动机转速信号 无 替代值 仪表故障显示
[机械电子]电控机械无级自动变速器ppt
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9.变速器壳体/通道和密封系统
01J装了一种新型骨架式密封环系统； 骨架式密封环压力缸。
（1）组成 主链轮装置；副链轮装置； 前进挡离合器活塞的可变排量缸。
（2）骨架式密封环系统的优点 优良的抗磨性；分离压力小； 不易磨损；高压压力试配。
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(1)立式数控车床 立式数控车床简称为数控立车，其车 床主轴 垂直于 水平面 ，一个 直径很 大的圆 形工作 台，用 来装夹 工件。 这类机 床主要 用于加 工径向 尺寸大 、轴向 尺寸相 对较小 的大型 复杂零 件。
３．液压操纵换挡系统
1.链轮装置1 2.链轮装置2
液压操纵换挡系统原理
输 导 控 制 阀 (VSTV) 向 压 力 调 节 阀 N216提供一个约500kPa(5bar)的常压， N216根据变速器控制单元计算的控制电流 产生控制压力，控制电流越大，控制压力 越高，该压力影响减压阀的位置。
4.转矩传感器
备下列三种基本机能： 车刀 1.冷硬性－在常温时的硬度，又名耐磨 性。
2.红硬性－在高温下还能保持切削所需 的硬度 。
3.韧性－能
承受振动和冲击负荷的机能。
高速钢(又名风钢、锋钢或白钢)
高速钢是一种含钨和铬较多的合金 钢。近 年来我 国试制 成功了 B202无 铬高速
钢、B201无钴特种高速钢，B212、B214无钴 超硬高 速钢及 B211、 B213低钴高 机能高 速钢。 节约了 价值昂 贵的稀 有金属 。高速 钢的机 能：硬 度较高 ，
仪表车床。仪表车床分为普通型、六 角型和 精整型 。这种 车床主 要由工 人手工 操作， 适用于 单件、 简单零 部件的 大批生 产。 编辑本段车刀
车刀是车床加工必不可少的部分。车刀 是由刀 头和刀 杆两部 门组成 。刀杆 一般是 碳素结 构钢制 成。刀 头是担 任切削 工作的 ，所使 用的材 料必需 具
机械式无级变速器工作原理
机械式无级变速器工作原理
机械式无级变速器（CVT）是一种能够连续调整传动比的变速器，它采用了一种特殊的机械构造来实现无级变速。
以下是机械式无级变速器的基本工作原理：
1. 主动轮和从动轮：机械式无级变速器由主动轮和从动轮组成。
主动轮通常由一个传动带或链条连接到发动机的输出轴，而从动轮则连接到车辆的传动轴。
2. 变速元件：机械式无级变速器中的变速元件可以是推力带轮、变径轮或滚子链带等。
这些元件通过改变它们的直径或接触半径来改变传动带或链条的传动效果。
3. 变速比调整：通过调整变速元件的直径或接触半径，机械式无级变速器能够实现连续的变速。
当变速元件的直径或接触半径增大时，传动带或链条会在主动轮和从动轮之间形成较大的接触面积，从而实现较低的传动比。
反之，当变速元件的直径或接触半径减小时，传动带或链条的接触面积减小，实现较高的传动比。
4. 力的传递：当发动机驱动主动轮旋转时，传动带或链条会根据变速元件的直径或接触半径的变化，相应地调整主动轮和从动轮之间的传动比。
这样，发动机输出的动力可以以无级变速的方式传递到车辆的传动轴，实现平滑的加速和变速过程。
机械式无级变速器的工作原理基于不同的变速元件和设计构造可以有所差异，但基本思想是通过调整变速元件的直径或接触半径来实现无级变速。
这种设计能够提供更平顺的动力传递和更高的传动效率，提升驾驶的舒适性和燃油经济性。
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[机械电子]电控机械无级自动变速器
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基本工作原理图 （讲解）
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。
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。
六、CVT的控制技术
CVT控制系统的关键技术
主从动轮的推力比
u 2FDN DNRDN
Tin*= COSα
最大转矩
Tin r = T*in
转矩比
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
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。
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
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。
3.1电控机械无级自动变速器(CVT)简介
教师：于 慧 汽车工程系 教研室 2009.04.20
第一节电控机械无级自动变速器(CVT)简介
概念：
CVT——Coutinuously Variable Transmission
组成及原理：
采用传动带和工作直径可
变的主、从动轮相配合传递动 力，可以实现传动比的连续改 变。
• 钢带式：由两束金属环和 几百个金属片构成。
多片式链带式：由不同长度 的链结和传动压块组成。
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形槽来与V形金属 传动带啮合。
CVT的工作原理
发动机输出轴输出的动力首先传到CVT的主动轮，然后通过V形传动 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形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。
应用制约因素：
• 既然有这么多优点，为什么不让所有的汽车都采 用CVT变速箱呢？有两方面因素：
• 1、相比传统自动挡变速箱而言，它的成本要略高；而且 操作不当的话，出问题的概率更高。
• 2、CVT变速箱本身还有它的缺点，就是传动的钢制皮带 能够承受的力量有限，一般而言超过2.8L排量或者 280N· M以上的动力是它的上限，不过我们也看到现在有 越来越多的车型，诸如奥迪或者日产，都已经打破了这个 上限，相信钢带的问题会逐步得到解决。