无级变速器的基本结构和变速原理

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1、无级变速器的基本结构和变速原理沈林江，胥家政摘要：无级变速技术是目前汽车传动系统中的前沿技术，无级变速器（CVT）与手动变速器（MT）、自动变速器（AT）相比，综合动力性能更佳，能与发动机形成理想的动力匹配，因此，无级变速汽车是当今发展的主要趋势之一。无级变速器中最为重要的一项是电液控制技术，直接影响到汽车变速品质、经济性以及动力性。速比控制、夹紧力控制和起步离合器的控制是无级变速控制系统的关键。关键词：无级变速；结构；原理；特点BasicstructureandVariablespeedprincipleof

2、theCVTShenlin-jiang,Xujia-zhengAbstract:Continuouslyvariabletransmissiontechnologyiscurrentlyintheforefrontofautomotivetechnology,continuouslyvariabletransmission(CVT)withmanualtransmission(MT),automatictransmission(AT),anintegratedvechicleisthedevelopmentof

3、thecaroneofthemaintrend.CVTisthemostimportantoneistheelectro-hydrauliccontroltechnology.Carspeeddirectlyaffectsthequalityandeconomy,anddynamic.Howeverratiocontrol,clampingforcecontrolandcontrolisthekeytostartingclutchCVTcontrolsystem.Keyword:Infinitelyvariab

4、lespeeds;structure;principle;characteristic引言汽车无级变速器能实现传动比连续变化，在更大范围内控制发动机的工作点，真正实现发动机—变速器—道路载荷的最佳匹配，所以一直以来是汽车制造商和用户追求的理想变速器。无级变速器按作用方式的不同和传动形式的差异，可分为机械式、电气式、液压式三大类。其中机械式无级变速器恒功率特性较好，有较高的传动效率，应用比较广泛，金属带式无级变速器就是典型的一种机械式摩擦无级变速器。由于金属带式无极变速器最为普遍，所以本文主要研究金属带式无级变速

5、器的基本结构和变速原理。1汽车无级变速器的类型和特点无级变速器可分为：液力变矩器，摆销链式无级变速器CVT，金属带式无级变速器CVT，环盘滚轮式无级变速器IVT这4大类。与有级变速器相比，它的优点明显：（1）提高燃油经济性和排放性能。无级变速器在相当宽的范围内实现无级变速，可以获得传动系统与发动机工况的最佳匹配状态，提高整车的燃油经济性，降低排放。（2）提高动力性能。无级变速器能够获得较大的传动比，其动力性能明显优于机械变速器和自动变速器。（3）改善驾驶舒适性能。因速比连续变化，可使换挡平滑，实现了手动变速器的

6、快速反应和自动变速器舒适的双优点。采用金属链条传递动力，解决了老式无级变速器“橡胶效应”和“离合器打滑”等问题。1.1液力变矩器液力变矩器是较早用于汽车传动的无级变速器，成功地用于高档汽车的传动中。由于传动效率低，且变速比大于2时效率急剧下降，经常仅在有级（2~3档）变速器的两档中间实现无级变速，因此未能推广开来，目前经常作为起步离合器在汽车传动中使用。1.2金属带式无级变速器金属带式无级变速器是荷兰VDT公司的工程师VanDoorne发明的，用金属带代替了胶带，大幅度提高了传动的效率、可靠性、功率和寿命，经过

7、30~40年的研究，开发已经成熟，并在汽车传动领域占有重要的地位。目前金属带式无级变速器的全球总产量已经达到250万辆/年，三年内将达到400万辆/年，发展速度很快。金属带式无级变速器主要是由起步离合器、行星齿轮机构、无级变速机构、控制系统和中间减速机构构成。金属带式无级变速器的核心元件是金属带组件，金属带组件由两组9~12层的钢环组合350~400片左右的摩擦片组成。在传动时，主、从动两对锥盘夹持金属带，靠摩擦力传递运动和转矩。主、从动边的动锥盘的轴向移动，使金属带径向工作半径发生无级变化，从而实现传动比的无

8、级变化，即无级变速。[9]1.3摆销链式无级变速器摆销链式无级变速器是由德国LUK公司将摆销链用于Audi汽车传动的成功范例。与金属带式CVT不同的是，它将无级变速部分放到低速级，即最后一级。其原因是链传动的多边形效应在高速级时会产生更大的振动、噪声和动态应力。所以在其最新的结构中，加装了导链板以减少振动和噪声。但是由于在低速级传动中，要求传递的转矩大，轴向的夹持压力就大，液压系统的油