常州工学院课程论文

常州工学院课程论文

课题名称：汽车新技术概论

论文题目：无级变速器

学生姓名：顾倩霞

班级学号：10汽车—10010611 2012年10月14日

无级变速器

摘要：现阶段，汽车的变速器技术主要有：手动变速器、自动变速器、无级变速器以及双离合器变速器。随着人们经济水平的提高，人们对汽车舒适性的要求也随之提高。手动变速器和自动变速器均有几个固定的传动比，而无级变速器的优势在于：在一定范围内，其传动比是连续的。无级变速器是由变速传动机构，调速机构以及加压装置或输出机构部分组成的一种传动装置。由于CVT可以实现传动比的连续改变，使传动系统与发动机工况形成最佳匹配，从而提高汽车的燃油经济性和动力性，同时改善驾驶员的操纵方便性和乘坐舒适性。而在今天这个油价迅猛增长的社会，这一技术无疑是不可或缺的。

关键词：无级变速器、构成、经济性、舒适性

ABSTRACT：Now, the main technologies of transmissions are MT,A T,CVT and DSG.As people the elevation of economic level, people in automobile comfort requirements also along with it enhancement.Both MT and AT have several fixed ratios. But the advantage of CVT is that the ratios are continuous at some extend. CVT is a gearing which is consisted of speed control mechanism and speed regulation institutions and pressure device or export agencies .CVT can achieve the transmission ratio of the continuous change ,which form optimum matching between transmission agent and engine behaviour, so economical efficiency and dynamic property of the car fuel oil will be improved,at the same time, it can improve convenience of control and riding comfort .Obviously, the technology is indispensable in the society.

KEYWORDS:CVT, constitute, economy, comfort.

1、引言:

目前，在汽车上广泛使用的自动变速技术是由液力变矩器和行星齿轮系组合而成的自动变速器技术，在大部分汽车制造商生产的城市用车中，该技术的平均装车率已经达到70%。但是由于自动变速器零部件数量过多，结构过于复杂，保养和维护比较不便，因此，现在汽车行业开始研究其他的新型自动变速技术，而CVT技术无疑是最有前景的一项技术之一。

1982年荷兰的范道尔纳（Van Doorne’s Transmission b.v.）公司，首先研制成功金属带式无级变速器，并于87年开发为商品投放市场，命名为CVT（Continuously Variable Transmission）变速器。如：本田、福特、尼桑等车系。CVT技术也就是无级变速技术，是采用传动带和传动带轮工作直径可变的主、从动轮相配合传递动力的，由于CVT 可以实现传动比的连续改变，使传动系统与发动机工况的最佳匹配，从而使发动机长时间工作在最佳工况下，可以有效地提高汽车的动力性、经济性、排放性和舒适性。

2、无级变速器的特点

2.1、良好的动力性能

汽车的后备功率决定了汽车的爬坡能力和加速能力。汽车的后备功率愈大，汽车的动力性愈好。由于CVT的无级变速特性，能够获得后备功率最大的传动比，所以CVT的动力性能明显优于机械变速器(MT)和自动变速器(AT)。

2.2、提高燃油经济性

CVT可以在相当宽的范围内实现无级变速，从而获得传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车的燃油经济性。

2.3、减少排放量

CVT的速比工作范围宽，能够使发动机以最佳工况工作，从而改善了燃烧过程，降低了废弃的排放量。ZF公司将自己生产的CVT 装车进行测试，其废气排放量比安装4AT的汽车减少了大约10%。

2.4、节约成本

CVT系统结构简单，零部件数目比AT(约500个)少(约300个)，一旦汽车制造商开始大规模生产，CVT的成本将会比AT小。由于采用该系统可以节约燃油，随着大规模生产以及系统、材料的革新，CVT零部件(如传动带或传动链、主动轮、从动轮和液压泵)的生产成本，将降低20%-30%。

3、金属带式无级变速器 3.1、金属带的基本结构

CVT 金属带是由300—400片厚度为

1.5-

2.2mm 、宽度为24mm 或30mm 的推片和两匝各6-12层、厚度为0.185的钢环组成的。钢环被夹持在推片肩部的槽中，在带轮圆弧段上推片实际在接触棱部接触，而推片肩部和推片的实际接触棱之间存在距离，这样的结构使CVT 金属钢片的传动原理有别于普通V 型橡胶带的传动。

3.2、工作原理

自动变速系统主要是由主动轮组、从动轮组、金属传动带和液压控制系统及电子控制系统等组成。主动轮组和从动轮组都是由固定盘和可动盘组成的，固定盘在轴上固定不动，而可动盘在液压控制系统的控制下可以沿轴向移动。可动盘与固定盘都是锥面结构，他们各自的锥面共同形成V 型槽与V 型金属传动带啮合。

发动机输出的动力首先传递到CVT 的主动轮，然后通过V 型金属传动带传递到从动轮，最后经减速器和差速器传递给汽车的驱动轮。CVT 变速器是由液压控制系统控制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，改变传动比，从而实现无级变速。 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，由主动轮组金属带沿V 型槽移动，由于金属带长度不变，而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，从而实现速比的连续变化。

汽车在开始起步时，主动轮的工作半径比较小，变速器可以获得较大的传动比，因此变速器获得较大的减速。随着车速的增加，主动轮的工作半径开始逐渐减小，从动轮的工作半径相应地增大，CVT 的传动比下降，变速器的输出转速升高，从而使汽车能够以

更高的速度行驶。

3.3、核心技术

V 带传动的传动能力较大，在要求结构紧凑而传动比大的场合应用较多。

若平带和V 带受到同样的压紧力Fn,带与带轮接触面之间的摩擦系数亦同为f 时，平带和带轮接触面上的摩擦力Ff 为

Ff=Fn ’*f=Fn*f

而V 带与带轮接触面上的摩擦力Ff 为

Ff=2Fn ’*f=Fn*f'

普通V 带的楔角θ为40°，因带绕在带轮上时楔角变小，故带轮槽角ψ随带轮直径不同分别为32°、34°、36°、38°，可算得f'=（3.63-3.07）f 。在相同的条件下，平带与V 带在接触面上所受的正压力不同，V 带传动产生的摩擦力比平带传动大得多。在一般机械中，多采用V 带传动。

而无极变速的核心技术就是V 型传动带的设计。早期的V 型传动带以皮带制作，和我们常用的三角带相似。但是皮带不但本身能承受的拉力有限，最要命的是它和锥轮之间的摩擦力有限，容易打滑，所以早期的CVT 变速箱能承受的扭矩较小，所以在踏板式摩托车上得到了广泛的应用。经过技术改良，皮带传动的CVT 目前已可用到2.0L 的汽车上，但是能真正彻底的解决办法，是以钢制的链条替代皮带，加强扭矩的承受能力和防止打滑。奥迪的Multitronic 无级变速系