变速器工作原理的变速变扭原理

汽车变速器工作原理及分类-变速器操纵杆的作用
变速器原理———为什么网上汽车变速器资料如此之多,我们却依然不知道变速器工作原理?
  变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置。又称变速箱。变速器由传动机构和变速机构组成,可制成单独变速机构或与传动机构合装 在同一壳体内。传动机构大多用普通齿轮传动,也有的用行星齿轮传动。普通齿轮传动变速机构一般用滑移齿轮和离合器等。滑移齿轮有多联滑移齿轮和变位滑移齿轮之分 。用三联滑移齿轮 变速,轴向尺寸大;用变位滑移齿轮变速 ,结构紧凑 ,但传动比变化小。离合器有啮合式和摩擦式之分。用啮合式离合器时,变速应在停车或转速差很小时进行,用摩擦式 离合器可在运转 中任意转速差时进行变速,但承载力小,且不能保证两轴严格同步。为克服这一缺点,在啮合式离合器上装以摩擦片,变速时先靠摩擦片把从动轮带到同步转速后再进行接 合。行星齿轮传 动变速器可用制动器控制变速。变速器广泛用于机床、车辆和其他需要变速的机器上 。 机床主轴常装在变速器内,所以又也叫主轴箱,其结构紧凑,便于集中操作。在机床 上用以改变进给 量的变速器称为进给箱。
   汽车变速器是通过改变传动比,改变发动机曲轴的转拒,适应在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引 力及车速不同要 求的需要。通俗上分为手动变速器(MT),自动变速器(AT), 手动/自动变速器,无级式变速器。变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。
  改变传动比,满足不同行驶条件对牵引力的需要,使发动机尽量工作在有利的工况下,满足可能的行驶速度要求。 在较大范围内改变汽车行 驶速度的大小和 汽车驱动轮上扭矩的大小。由于汽车行驶条件不同,要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化。例如,在高速路上车速应能达到100km/h,而在市区内,车速常在 50km/h左右。空车 在平直的公路上行驶时,行驶阻力很小;当满载上坡时,行驶阻力便很大。而汽车发动机的特性是转速变化范围较小,而转矩变化范围更不能满足实际路况需要。
   实现倒车行驶,用来满足汽车倒退行驶的需要。实现倒车行驶汽车,发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的,而汽车有时需要能倒退行 驶,因此,往往 利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。
  中断动力传递,在发动机起动,怠速运转,汽车换档或需要停车进行动力输出时,中断向驱动轮的动力传递。
& & & 实现空档,当离合器接合时,变速箱可以不输出动力。例如,可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶 员座位。
  变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。它的作用是:
  1、在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱 动轮上扭矩的大小。由于汽车行驶条件不同,要求汽车行驶速度和驱动扭矩能 在很大范围内变化。例如在高速路上车速应能达到100km/h,而在市区内,车速常在50km/h左右。空车在平 直的公路上行驶时,行驶阻力很小,则满载上坡时,行驶阻力便很大。而汽车发 动机的特性是转速变化范围较小,而转矩变化范围更不能满足实际路况需要。
  2、实现倒车行驶
  汽车发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的,而汽车有时需要能倒退行驶,因此,往往利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒 车行驶。
& & &3、实现空档
  当离合器接合时 ,变速箱可以不输出动力。例如可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶员座位。
  变速箱由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成。变速传动机构的主要作用是改变 转矩和转速的数值和方向;操纵机构的主要作 用是控制传动机构,实现变速器传动比的变换,即实现换档,以达到变速变矩。
  机械式变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。简单的说, 变速箱内有多组传动比不同的齿轮副,而汽车行驶时的换档行为,也就 是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。如在低速时,让传动比大的齿轮副工作,而在高速时,让传动比小的齿 轮副工作。
  发动机的输出转速非常高,最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。为了发挥发动机的最佳性能,就必须有一套变速装置,来协 调发动机 的转速和车轮的实际行驶速度。
  汽车变速器具有这样几个功用
  改变传动比,扩大驱动轮转矩和转速的变化范围,以适应经常变化的行驶条件,同时使发动机在有利(功率较高而油耗较低)的工况 下工作;    & &在发动机旋转方向不变情况下,使汽车能倒退行驶;
  利用空挡,中断动力传递,以发动机能够起动、怠速,并便于变速器换档或进行动力输出。
  变速器是由变速传动机构和操纵机构组成,需要时,还可以加装动力输出器。在分类上有两种方式:按传动比变化方式和按操纵方 式的不同 来分。
  无级变速器是相对于市场上的自动变速器来讲的,因为现在自动档的车也是有档的,一个一个升降档的,只不过是用电脑来控制升降。但对于无级变速就不一样了, 不存在换档了,就像可调的台灯一样,可以亮一点也可以亮很多,不是一个个阶梯样的来这亮,无级变速器的好大的好处是没有换档时带来的冲击了。
   CVT技术真正应用在汽车上不过十几年的时间,但它比传统的手动和自动变速器的优势却是显而易见的:
  1. 结构简单,体积小,零件少,大批量生产后的成本肯定要低于当前普通自动变速器的成本;
  2. 它的工作速比范围宽,容易与发动机形成理想的匹配,从而改善燃烧过程,进而降低油耗和排放;
  3. 具有较高的传送效率,功率损失少,经济性高。
   当然,CVT技术也有它的弱点,比如传动带容易损坏,无法承受较大的载荷等等,这些技术上的难关使得它一直以来多应用在小排量、低功率的汽车上。由于CVT在很大 一个速度范围里保持引擎转速恒定不变,踏油门加速时候引擎不会像自动变速箱汽车运转声音发生变化,这个会使很多驾驶员产生错觉,以为汽车动力不足。
  目前CVT技术发展得相当迅速,各大汽车厂家都在加强这一领域的研发。尤其是在混合动力汽车具有广泛前景的将来,CVT的地位和作用更是无可替代,它将会是未来变 速器发展的大趋势。
   DSG是英文Direct Shift Gearbox的缩写,中文翻译过来应该为&直接换挡变速器&,因为其有两组离合器,所以也有不少人干脆就叫它双离合变速器。
  DSG的起源来自赛车运动,它最早的实际应用是在80年代初的保时捷Prosche 962C和1985年的奥迪Audi sport quattro S1 RC赛车上,但是因为耐久性等问题经 过了十余年的改进后,才真正被普通量产车所应用。时至今日DSG这项技术已经有20余年的历史,技术方面已经非常成熟。
  变速器可以分为手动变速器和自动变速器两大类,一般来讲手动变速器的结构简单,传动效率高,换挡响应也更直接,它可以给喜爱驾车的人带来强烈的驾驶 乐趣,但对于那些只把车当成是完全交通工具的人来讲,频繁的换挡过程增大了劳动强度,舒适性也不能达到他们的要求。
&  &而自动变速器可以极大的方便换挡操作,让驾车变得轻松便捷 ,但是目前多数车型上普遍采用的都是液力变矩器式自动变速箱,这种变速器虽然解决了换挡过程,但是它的换挡动作很迟钝,响应并不积极,同时换挡的顿挫感也较强,一定程度上降低了 车辆的乘坐舒适性,而最关键的这种变速器由于采用了液力变矩器,这在一定程度上损耗了一部分发动机的动力输出,使得传动效率降低,油耗增加。
   我们以大众出品的DSG为例,它结合以上两种变速器的优点,没有使用变矩器,转而采用两套离合器,通过两套离合器的相互交替工作,来到达无间隙换挡的 效果。两组离合器分别控制奇数挡与偶数挡,具体说来就是在换挡之前,DSG已经预先将下一挡位齿轮啮合,在得到换挡指令之后,DSG迅速向发动机发出指令,发动机转速升高,此时先前啮 合的齿轮迅速结合,同时第一组离合器完全放开,完成一次升挡动作,后面的动作以此类推。
  因为没有了液力变矩器,所以发动机的动力可以完全发挥出来,同时两组离合器相互交替工作,使得换挡时间极短,发动机的动力断层也就非常有限。作为驾 驶者我们最直接的感觉就是,切换挡动作极其迅速而且平顺,动力传输过程几乎没有间断,车辆动力性能可以得到完全的发挥。与采用液力变矩器的传统自动变速器比较起来,由于DSG的换挡 更直接,动力损失更小,所以其燃油消耗可以降低10%以上。
   变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置。又称变速箱。变速器由传动机构和变速机构组成,可制成单独变速机构或与传动机构合 装在同一壳体内。传动机构大多用普通齿轮传动,也有的用行星齿轮传动。普通齿轮传动变速机构一般用滑移齿轮和离合器等。   机械式变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。简单的说 ,变速箱内有多组传动比不同的齿轮副,而汽车行驶时的换档行为,也就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。如在低速时,让传动比大的齿轮副工作,而在高速时,让传动比小的齿轮副工作。
   速双离合变速器采用的是干式离合器,它其实是在6速的技术基础上开发而来的,简化了相关的液力系统。它的工作原理为 ,双离合器由3个尺寸相 近的离合片同轴相叠安装组成,位于两侧的2个离合器片分别连接1、3、5、7挡和2、4、6、倒挡,中间盘在其间移动,分别与2个离合器片&结合&或者 &分离&通过 切换来进行换挡。因为这套&双离合器&是安装于密闭的油腔里,动盘上的干式摩擦片相互结合固然可以带来最直接的传递效率,但是它也更容易发热, 所以它热熔性不如湿式离 合器,因此所承受扭矩也就相对较小。7速双离合变速器一般与小排量的发动机配合使用。
  6速双离合变速器能够提供传统手动变速箱的快捷响应和自动变速箱的便利性。此外,它采用低摩擦干式离合器,结合六个优化的档位,为驾 驶者带来响应迅速的起步加速、平顺的档位切换和巡航时最优化的燃油经济性。与传统的自动变速器相比,6速双离合变速器降低油耗和二氧化碳排放最多可达9%。与此同时,6双离合变速箱 反应迅速,给车主一种运动驾驶的乐趣,尤其是以手动模式驾驶时更加明显。
  CVT(CONSTANT VARIABLE TRANSMISSION)技术即无级变速技术,它采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力,可以 实现传动比的连续改变,从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配。常见的无级变速器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器(VDT-CVT),目前国内市场上采用CVT的车型已经越来越多。
   自动变速器是为了简便操作、降低驾驶疲劳而生的,按齿轮变速系统的控制方式,它可以分为液控液压自动变速器和电控液压自动 变速器;按传动比的变化方式又可分为有级式自动变速器和无级式自动变速器。因此,无级变速器实际上是自动变速器的一种,但它比常见的自动变速器要复杂得多,技术上也更为先进。
   无级变速器与常见的液压自动变速器最大的不同是在结构上,后者是由液压控制的齿轮变速系统构成,还是有挡位的,它所能实现 的是在两挡之间的无级变速,而无级变速器则是两组变速轮盘和一条传动带组成的,比传统自动变速器结构简单,体积更小。另外,它可以自由改变传动比,从而实现全程无级变速,使车速 变化更为平稳,没有传统变速器换挡时那种&顿&的感觉。
  双离合变速器(Dual Clutch Transmission) DCT有别于一般的自动变速器系统,它基于手动变速器而又不是自动变速器,除了拥有 手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外,还能提供无间断的动力输出。而传统的手动变速器使用一台离合器,当换挡时,驾驶员须踩下离合器踏板,使不同挡的齿轮做出啮合动作,而 动力就在换挡期间出现间断,令输出表现有所断续。
   DCT的核心技术仅掌握在美国博格华纳(BorgWarner)和德国舍弗勒(Schaeffler)集团手中。博格华纳是大众第一代六速DSG(大众的 DCT)关键技术的提供者,为大众DSG提供湿式双离合。今年春天,大众发布了新一代干式七速双离合变速器,由德国舍弗勒集团旗下的LuK公司提供。
  双离合是一种既能传递动力,又能切断动力的传动机构。它的作用主要是保证汽车能平稳起步,变速换挡时减轻变速齿轮的冲击载 荷并防止传动系过载。在一般汽车上,汽车换档时通过离合器分离与接合实现,在分离与接合之间就有动力传递暂时中断的现象。这在普通汽车上没有什么影响,但在争分夺秒的赛车上,如 果离合器掌握不好动力跟不上,车速就会变慢,影响成绩。
   双离合自动变速器(简称DCT)基于手动变速箱基础之上,除拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外,还能提供无间断的动力输出。而与手动变速箱所不同的是,DCT中的两幅离合器与二根输入轴相连,换挡和离合操作都是通过一集成电子和液压元件的机械电子模块来实现。而不再通过离合器踏板操作。就像 tiptronic液力自动变速器一样,驾驶员可以手动换挡或将变速杆处于全自动D挡(舒适型,在发动机低速运行时换挡)或S挡(任务型,在发动机高速运行时换挡)模式。此种模式下的换挡通常由 挡位和离合执行器实现。两幅离合器各自与不同的输入轴相连。如果离合器1通过实心轴与挡位1、3、5相连,那么离合器2则通过空心轴与挡位2、4、6和倒挡相连。
   通俗的说就是,这种变速箱形式就有两个离合器,一个控制1、3、5档,一个控制2、4、6档。使用一档的时候二档已经准备好了, 同理,所以换档时间大大缩短,没有延时。
  手自一体变速箱是一种结合了手动变速与自动变速功能的变速装置。这一技术是为了提高自动变速箱的经济性和操控性而产生的, 能够让由电脑自动决定的换挡时机重新回到驾驶员手中,从而提高驾驶的操作性,丰富驾驶者的体验。
   顾名思义,手自一体变速器就是将汽车的手动换挡和自动换挡结合在一起的变速方式。该变速器结合了自动变速器和手动变速器的 优点,最大限度地减少了变速系统的功率损耗。手动挡因为 自己可以自由调节挡位及转速,驾驶起来有种畅快的感觉,运动感十足,富有驾驶乐趣。
   目前,技术先进的手自一体式变速器越来越多的装备到国产车中。其中最具代表性的为:标致307的Tiptronic、奥迪的 Multitronic、福特蒙迪欧的Durashift5等。
  无级变速器是相对于市场上的自动变速器来讲的,因为现在自动档的车也是有档的,一个一个升降档的,只不过是用电脑来控制升降。但对 于无级变速就不一样了,不存在换档了,就像可调的台灯一样,可以亮一点也可以亮很多,不是一个个阶梯样的来这亮,无级变速器的好大的好处是没有换档时带来的冲击了。
   CVT技术真正应用在汽车上不过十几年的时间,但它比传统的手动和自动变速器的优势却是显而易见的:
  1. 结构简单,体积小,零件少,大批量生产后的成本肯定要低于当前普通自动变速器的成本;
  2. 它的工作速比范围宽,容易与发动机形成理想的匹配,从而改善燃烧过程,进而降低油耗和排放;
  3. 具有较高的传送效率,功率损失少,经济性高。
   当然,CVT技术也有它的弱点,比如传动带容易损坏,无法承受较大的载荷等等,这些技术上的难关使得它一直以来多应用在小排量、低功 率的汽车上。由于CVT在很大一个速度范围里保持引擎转速恒定不变,踏油门加速时候引擎不会像自动变速箱汽车运转声音发生变化,这个会使很多驾驶员产生错觉,以为汽车动力不足。
  目前CVT技术发展得相当迅速,各大汽车厂家都在加强这一领域的研发。尤其是在混合动力汽车具有广泛前景的将来,CVT的地位和作用更是 无可替代,它将会是未来变速器发展的大趋势。
  目前,技术先进的手自一体式变速器越来越多的装备到国产车中。顾名思义,&手自一体&就是将汽车的手动换挡和自动换挡结 合在一起的变速方式。手动挡因为自己可以自由调节挡位及转速,驾驶起来有种畅快的感觉,运动感十足,富有驾驶乐趣。
   手自一体变速箱实际上还是自动变速箱的一种,通过电控系统模拟出手动变速箱的操作。这种手动/自动变速系统首先由德国专业高性能跑 车生产厂家保时捷在其911车型上推出,称之为Tiptronic。Tiptronic顺序升降挡系统是变速箱管理系统,是软件而不是硬件。它的出现,在操作上给予驾驶者更大的自由度,就是可以自由选 择自己认为合适的挡位和换挡时机,大大提高了驾驶乐趣。
  手自一体变速器能给我们带来更多的方便和乐趣,但有一点不得不提。先进技术的应用往往意味着较高的维护成本及苛刻的使用要求。所以 消费者在选购一款带有手自一体变速器的车型时,技术是否先进、系统是否稳定成熟显得格外重要。否则,消费者不仅不能享受到手自一体给你带来独特的享受,还会给自己带来无尽的烦恼 。
  自动变速箱能够大大减少手动换档对汽车传动系的冲击,从而延长汽车的使用寿命,提高乘坐舒适性。它能够根据路面状况选择适当的档位 ,使发动机工作于最佳状况。对于经常穿梭于复杂路况的轿车,它可以使司机不必踏离合器进行频繁换档,因此可以降低司机的劳动强度。
  手动变速箱因为没有自动变速箱那样的液力耦合器,所以一般会比较省油,(尤其是在城市道路,对同一辆车同样的驾驶方式也会有1-2L/100 公里的差距)同时也使人能够充分感受驾驶的乐趣。
   手自一体变速箱就是为了提高自动变速箱的经济性和操控性而增加的设置,让原来电脑自动决定的换挡时机重新回到驾驶员手中。同时,如 果在城市内堵车情况下,还是可以随时使用自动挡以便使自己轻松。
  如今,随着技术日趋成熟和成本降低等因素,这种以前堪称奢侈的装备离我们普通消费者越来越近。技术先进的手自一体式变速器越来越多 的装备到国产车中。其中最具代表性的为:标致307的Tiptronic、奥迪的Multitronic、福特蒙迪欧的Durashift5等。
  变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置,又称变速箱。变速器由传动机构和变速机构组成,可制成单独变速机构 或与传动机构合装在同一壳体内。
  自动变速器之所以能够实现自动换挡是因为工作中驾驶员踏下油门的位置或发动机进气歧管的真空度和汽车的行驶速度能指挥自动换挡系统 工作,自动换挡系统中各控制阀不同的工作状态将控制变速齿轮机构中离合器的分离与结合和制动器的制动与释放,并改变变速齿轮机构的动力传递路线,实现变速器挡位的变换。
   传统的液力自动变速器根据汽车的行驶速度和节气门开度的变化,自动变速挡位。其换挡控制方式是通过机械方式将车速和节气门开度信号 转换成控制油压,并将该油压加到换挡阀的两端,以控制换挡阀的位置,从而改变换挡执行元件(离合器和制动器)的油路。这样,工作液压油进入相应的执行元件,使离合器结合或分离,制 动器制动或松开,控制行星齿轮变速器的升挡或降挡,从而实现自动变速。
  电控液力自动变速器是在液力自动变速器基础上增设电子控制系统而形成的。它通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行状态,接受驾驶 员的指令,并将所获得的信息转换成电信号输入到电控单元。电控单元根据这些信号,通过电磁阀控制液压控制装置的换挡阀,其打开或关闭通往换挡离合器和制动器的油路,从而控制换挡 时刻和挡位的变换,以实现自动变速。
  自动变速器的核心控制装置是液压控制装置,液压控制装置由油泵、阀体、离合器、制动器以及连接所有这些部件的液体通路所组成。关键 部件是阀体,因此它是自动变速器的控制中心。阀体的作用是根据发动机和底盘传动系的负载状况(节气门开度和输出轴转速),对油泵输出到各执行机构的油压加以控制,以控制液力变矩器 ,控制各离合器和制动器的结合与分离实现自动换档。
   以上是自动变速器的基本控制形式,如果是电子控制自动变速器,就要在上述基础上增加电磁阀,ECU(电控单元)借助电磁阀控制自动变速 器工作过程。ECU输入电路接受传感器和其它装置输入的信号,对信号进行过滤处理和放大,然后转换成电信号驱动被控的电磁阀工作。因此,电子控制自动变速器就要增加节气门位置传感器 、车速传感器、水温传感器、液压温度传感器、发动机转速传感器、档位开关、刹车灯开关等数字信号汇入ECU,从而使得ECU精确控制电磁阀,使换档和锁止时间准确,令汽车运行更加平稳 和节省燃油。
  驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点,已成为现代轿车配置的一种发展方向。装有自动变速器 的汽车能根据路面状况自动变速变矩,驾驶者可以全神贯注地注视路面交通而不会被换挡搞得手忙脚乱。
   汽车自动变速器常见的有四种型式:分别是液力自动变速器(AT)、机械 无级自动变速器(CVT) 、电控机械自动变速器(AMT)、双离合器自动变速器(Dual Clutch Transmission--DCT)。目前轿车普遍使用的是AT,AT几乎成为自动变速器的代名词。
   AT是 由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成,通过液力传递和齿轮组合的方式来达到 变速变矩。其中液力变扭器是AT最重要的部件,它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成,兼有传递扭矩和离 合的作用。&
  变速器操纵杆,习惯上简称&挡杆&或&挡位&。中 间是空挡,拉到最左边(靠身)挨着边向前推是1挡也叫起步挡,推到最右边(离身)挨着边向下摁下,再向后推是倒挡。
   只有挂倒挡时要克服倒挡锁的阻力向摁下,其他所有挡都用不着向下摁。之 所以设置倒挡锁,是为了防止错误操作。从一开始上车就要控制自己.有意识地不要去看挡杆。要体会、记住空挡、1挡、倒挡的挡杆位置分别在什么地方,力求手伸出去,一抓一个准。
  挂挡用的是巧劲,不要用多大力气。如果挂不上,千万不要咬着牙使劲推, 肯定是其他什么地方出了问题。大多数情况是离合器踏板没有踩到底,也有可能是变速杆还没到位。要是还挂不上,可以先把离合器踏板松一下,让变速箱里的齿轮动一罢,再踩下去试一试 。操作熟练的驾驶员挂挡基本上是没有声音的。一开始就要向这个目标努力,不要搞得乒里乓响。  
  CVT式无级变速器是近几年才在轿车上逐渐兴起的一种无级 自动变速器,由于它技术独特、进入市场时间短,自然就会遇到一些比较新鲜的问题。无级变速器会出现下列症状:
   1、刹车问题:
  慢速刹车时,转速在将要停而未停的时候会忽悠一下,突 然下降到很低的程度,大概只有200~300转,然后再上升(也就1/10秒)。怠速滑行到慢速刹车时,你可注意到转速表指针突然下降,1/10秒左右迅速恢复。感觉车辆突然撮车或者像是向前窜 了一下。这种现象越是柔和刹车越明显。
  2 、加速问题:
  匹配Multitronic无级变速器的奥迪在加速时感觉比较慢, 有时候甚至给比较大的油门车速也没太大变化,然后突然一下窜出去。
  3 、另一种现象是:挂前进挡(D)起步时不走车,踩油门也 没用。此时要先挂入空挡(N)再挂入前进挡(D),方可正常起步。
   以上问题并不是时时在现,而是随机出现,所以比较令人 头痛。出现上述问题时要保持头脑冷静,不要惊慌失措,以防止误操作。出现以上情况后要及早重视,及早修理,如果是在质保期,厂家可免费医治。
 cvt无级变速器   CVT即无级变速传动, 其英文全称Continuously VariableTransmission,简称CVT。发明这种变速传动机构的是荷兰人,有其装置的变速器也称为无段变速箱或者无级变速器。这种 无级变速的变速器和普通自动变 速器的最大区别是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动,而只用了两组带轮进行变速传动。通过改变驱动轮与从动轮传动带的接触半径进行变速,其设计构思十分巧妙。由于CVT可以实 现传动比的连续改变,从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配,提高整车的燃油经济性和动力性,改善驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性,所以它是理想的汽车传动装置。无段变速 箱轿车一样有自己的档位,停车档P、倒车档R、空档N、前进档D等,只是汽车前进自动换档时十分平稳,没有突跳的感觉。
   无级变速器(CVT:Continuously VariableTransmission)与有级式的区别在于,它的变速比不是间断的点,而是一系列连续的值,譬如可以从3.455一直变化到0.85。CVT结构比传统变速器简单,体积更小,它既没有手动变速 器的众多齿轮副,也没有自动变速器复杂的行星齿轮组,它主要靠主、从动轮和金属带来实现速比的无级变化。
   其原理是与普通的变速箱一样大小不一 的几组齿轮在操控下有分有合,形成不同的速比,像自行车的踏板经大小轮盘与链条带动车轮以不同的速度旋转。由于不同的力度对各组齿轮产生的推力大小不一,致使变速箱输出的转速也 随之变化,从而实现不分档次的徐缓转动。
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无级变速器
CVT(Continuously Variable Transmission)技术即无级变速技术,它采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力,可以实现传动比的连续改变,从而得到传动系与工况的最佳匹配。
无级变速器概念
(CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION)技术即无级变速技术,它采用和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力,可以实现传动比的连续改变,从而得到传动系与工况的最佳匹配。常见的无级变速器有液力和金属带式无级变速器(VDT-CVT),目前国内市场上采用CVT的车型已经越来越多。[1]
无级变速器发展历史
1987年,日本Subaru把装备CVT变速器的汽车投放市场,获得成功。欧洲的Ford和Fiat也将VDT-CVT装备于排量为1.1L到1.6L的轿车上。随着技术的发展,能源危机引发全球性的节约能源和环境保护意识的提高,在总结第一代的CVT的经验基础上,开发出了性能更佳,转矩容量更大的CVT。当前,全世界各大汽车厂商为了提高产品的竞争力,都大力进行CVT的研发工作。现在NISSAN、TOYOTA、FORD、GM、AUDI等著名汽车品牌中,都有配备CVT变速器的轿车销售,全世界CVT轿车的年产量已达到近50万辆。有一点值得注意的是,装备有CVT的汽车市场,由最初的日本,欧洲,已经渗透到北美市场,因此无级变速汽车是当今汽车发展的主要趋势。
我们国家有巨大的汽车销售市场,汽车工业是我国的民族工业之一。然而我国汽车业所需的(AT)全部依赖进口,这使得国产汽车配备AT后,成本增加很大,而装备自行开发生产CVT变速器,其成本提高不大,说明CVT的市场前景令人乐观。
目前我国正在考虑发展轿车自动变速器的问题。自“九·五”期间轿车金属带式无级自动变速器的开发和研制已经被列入国家的重大科技攻关计划,以跟踪世界技术的发展和开发适合我国国情的汽车。
无级变速器传动分类
为实现无级变速,按传动方式可采用液体传动、电力传动和三种方式。
无级变速器液体传动
液体传动分为两类:一类是式,主要是由泵和马达组成或者由阀和泵组成的变速传动装置,适用于中小功率传动。另一类为液力式,采用液力耦合器或液力矩进行变速传动,适用于大功率(几百至几千千瓦)。 液体传动的主要特点是:调速范围大,可吸收冲击和防止过载,传动效率较高,寿命长,易于实现自动化:制造精度要求高,价格较贵,输出特性为恒转矩,滑动率较大,运转时容易发生漏油。
无级变速器电力传动
电力传动基本上分为三类:
一类是电磁滑动式,它是在异步中安装一电磁滑差,通过改变其励磁电流来调速,这属于一种较为落后的调速方式。其特点结构简单,成本低,操作维护方便:滑动最大,效率低,发热严重,不适合长期负载运转,故一般只用于小功率传动。
二类是直流电动机式,通过改变磁通或改变电枢电压实现调速。其特点是调速范围大,精度也较高,但设备复杂,成本高,维护困难,一般用于中等功率范围(几十至几百千瓦),现已逐步被交流电动机式替代。 三类是交流电动机式,通过变极、调压和变频进行调速。实际应用最多者为变频调速,即采用一变幅器获得变幅电源,然后驱动电动机变速。其特点是调速性能好、范围大、效率较高,可自动控制,体积小,适用功率范围宽:机械特性在降速段位恒转矩,低速时效率低且运转不够平稳,价格较高,维修需专业人员。近年来,作为一种先进、优良的变速装置迅速发展,对机械无级变速器产生了一定的冲击。
无级变速器机械传动
机械传动的特点主要是:转速稳定,滑动率小,工作可靠,具有恒功率机械特性,传动效率较高,而且结构简单,维修方便,价格相对便宜;但零部件加工及润滑要求较高,承载能力较低,抗过载及耐冲击性较差,故一般适合于中、小功率传动。
无级变速器工作原理
没有明确具体的档位,操作上类似自动变速箱,但是速比的变化却不同于自动变速箱的跳挡过程,而是连续的,因此动力传输持续而顺畅。
有V型橡胶带式、金属带式、多盘式、钢球式、滚轮转盘式等多种构造,大都利用金属带和可变半径的滚轮传输动力。透过主动滚轮与被动滚轮半径的变化,达到齿轮比的变化。理论上这种传动方式的效率很高,不过必须建立在能负荷所传递的动力的情况下。由于是利用钢带与滚轮之间的摩擦力传递动力,所以钢带及滚轮的工作情况十分苛刻。为了有效传递动力,钢带与滚轮之间不允许打滑,而且原本产生的热能已经很多,如果再打滑恐怕将会造内部机件的烧毁或严重耗损。而为了增加静摩擦力,最直接的方式就是增加钢带与滚轮之间的压力。但摩擦力增加了,动力传输的耗损也会增加,无形中还是增加了油耗。并且钢带的强度也是一大重点。所以CVT变速箱纵然有舒适、效率高及节能等等优点。缺点就是目前一般的CVT变速箱不能承受较大的扭力。不然就是要用较高的油耗作补偿。
无级变速器(CVT:Continuously VariableTransmission)与有级式的区别在于,它的变不是间断的点,而是一系列连续的值,譬如可以从3.455一直变化到0.85。CVT结构比传统变速器简单,体积更小,它既没有手动变速器的众多齿轮副,也没有自动变速器复杂的行星齿轮组,它主要靠主、从动轮和金属带来实现速比的无级变化。
其原理是与普通的变速箱一样大小不一的几组齿轮在操控下有分有合,形成不同的速比,像自行车的踏板经大小轮盘与链条带动车轮以不同的速度旋转。由于不同的力度对各组齿轮产生的推力大小不一,致使变速箱输出的转速也随之变化,从而实现不分档次的徐缓转动。
CVT采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递,即当棘轮变化槽宽时,相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速,传动带一般用橡胶带、金属带和金属链等。CVT是真正无级化了,它的优点是重量轻,体积小,零件少,与AT比较具有较高的运行效率,油耗较低。但CVT的缺点也是明显的,就是传动带很容易损坏,不能承受较大的载荷,只能限用于在1升排量左右的低功率和低扭矩汽车,因此在自动变速器占有率约4%以下。近年来经过各大汽车公司的大力研究,情况有所改善。CVT将是自动变速箱的发展方向。
无级变速器缺点
大量使用的液力自动变速箱(AT)不用离合器换档,档位少变化大,连接平稳,因此操作容易,既给开车人带来方便,也给坐车人带来舒适。但缺点也多,一是对速度变化反应较慢,没有手动档灵敏,因此许多玩车人士喜欢开手动档车;二是费油不经济,传动效率低变矩范围有限,近年引入电子控制技术改善了这方面的问题;三是机构复杂,修理困难。在液力变扭器内高速循环流动的液压油会产生高温,所以要用指定的耐高温液压油。另外,如果汽车因蓄电池缺电不能启动,不能用推车或拖车的方法启动。如果拖运故障车,要注意使驱动轮脱离地面,以保护自动档齿轮不受损害。[2]
无级变速器特点
CVT技术真正应用在汽车上不过十几年的时间,但它比传统的手动和自动变速器的优势却是显而易见的:
1. 结构简单,体积小,零件少,大批量生产后的成本肯定要低于当前普通自动变速器的成本;
2. 它的工作速比范围宽,容易与发动机形成理想的匹配,从而改善燃烧过程,进而降低油耗和排放;
3. 具有较高的传送效率,功率损失少,经济性高。
当然,CVT技术也有它的弱点,比如传动带容易损坏,无法承受较大的等等,这些技术上的难关使得它一直以来多应用在小排量、低功率的汽车上。
目前CVT技术发展得相当迅速,各大汽车厂家都在加强这一领域的研发。尤其是在具有广泛前景的将来,CVT的地位和作用更是无可替代,它将会是未来变速器发展的大趋势。
.搜狐汽车[引用日期]
.网易汽车[引用日期]
中国汽车工程学会(SAE-Chin...
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