最新变速器结构详解之金属带式无级变速器
无级变速器ppt
三、优缺点
优点： 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、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，降低油耗和排放； 3、具有较高的传动效率，功率损失少，经济性高。
缺点： 传动带容易损坏，无法承受较大的载荷，这些技术上的 难关使得它一直以来应用在小排量、低功率的汽车上。
b、集成在控制单元内的传感器技术：电器部件的底座为一个坚 硬的铝板，壳体材料为塑料，并用铆钉紧固到底座上。壳体容纳 全部的传感器，因此不再需要线束和插头。这种结构大大提高了 工作效率和可靠性。
c、将发动机转速传感器和多功能开关设计成霍尔传感器，霍尔 传感器没有机械磨损，信号不受电磁干扰，这使其可靠性进一 步提高。传感器为控制单元的集成部件，若某个传感器损坏， 必须更换电子控制单元。
四、奥迪01JCVT的基本组成及工作原理
1-飞轮减振装置 2-倒档制动器 3-辅助减速齿轮 4-速比变换器 5-电子控制系统 6-液压控制系统 7-前进档离合器 8-行星齿轮机构
1、前进挡离合器/倒档制动器
奥迪01J CVT的起动装置是前进档离合器和倒档制 动器采用多片湿式摩擦片，并与行星齿轮机构一起 实现前进档和倒档。它们只做起动装置，并不改变 传动比，这与在自动变速器中的离合器和制动器的 功用是 供油装置
奥迪01J CVT的供油装置采用的是带月牙形 密封的内啮合齿轮泵，直接装在液压控制单 元上，形成一个整体，减少了压力损失。
2) 液压控制单元
液压控制单元由手动换档阀、9个液压阀 和3个电磁控制阀组成。液压控制单元和 电子控制单元直接插接在一起，液压控 制单元应完成下述功能：
2、行星齿轮机构
带式无级变速器1
带式无级变速器机械无级变速器基本上有传递运动和动力的摩擦变速机构；保证摩擦力所需的加压装置；实现变速的调速机构三部分组成。
其工作原理是利用刚性原件（或通过中间元件）在接触处产生的摩擦力或润滑油膜牵引力进行传动，并可通过改变其接触处的工作半径进行无级变速。
机械无级变速器转速稳定、传动效率高并且可以很好地适应各种机械的工况要求，已经广泛运用于纺织、化纤、塑料、轻工、机床、冶金、矿山、石油、制药、电子、造纸等领域，并且近些年已经开始应用于汽车的机械无级调速。
带式无级变速器就是机械无级变速器其中的一种，即摩擦变速传动机构，并且由于其结构简单、制造容易、工作平稳、能吸收振动、易损件少、带更换方便，因而也是机械无级变速器广泛应用的一种；其缺点是外形尺寸较大，而变速范围较小。
它由主、从动锥（带）轮、紧套在两轮的带、调速操纵机构和加压装置组成。
其工作原理为当主动轮转动时，借助带与锥轮间的摩擦力来驱动从动轮并传递动力；通过调速操纵机构改变带在锥轮上的位置，使主、从动轮的工作半径改变，以达到无级变速的目的。
其主要类型有：（1）普通V 带无级变速传动，这种类型结构简单、变速范围小，共有双面可动锥盘、单面可动锥盘和多单面可动锥盘带轮三种结构。
（2）V 形宽带无级变速传动，无级变速用的V 形宽带的内周具有齿形，因为具有良好的曲挠性、耐热性和耐测压性。
农业机械无级变速传动用V 形半宽带，内周无齿，耐测压性好。
（3）块带式无级变速传动，这种类型的传动主要用于低速、工作条件恶劣的场合。
以金属带式无级变速器为例说明其设计过程金属带式无级变速器是一种新式的有中间挠性体的机械摩擦式变速器，其结构简单、承载能力强，克服了以往各类无级变速器传递功率小的缺点，其已经在汽车变速器中得到了非常成功的应用。
其设计步骤为：（1）确定锥盘安装轴径0d 和锥盘允许的最小工作半径min R可根据输入转矩和结构的要求作出锥盘的结构设计，先确定安装轴径0d（2）计算要求的最大速比m ax0i 、最小速比m in0i 和变速范围0b R（3）初估中心距A（4）初估钢带环的长度L（5）根据初定的带环长度L 和中心距A ，按所确定的金属片侧边与锥盘母线的共轭关系，确定锥盘的轴向位移（6）确定主、从动轮外径e1d 和e2d ，验算中心距A若中心距与初估尺寸不一致，调整中心距从（5）开始重新设计（7）校核锥盘与金属片的接触强度（8）校核钢带环的强度（9）确定锥盘的轴向正压力机械无级变速器的选择必须综合考虑实际使用要求和变速器的特点（1）工作机的转速变化范围应小于变速器的调速范围（2）变速器的输出转速与工作机要求的转速要满足要求（3）在全部变速范围内变速器的许用功率和许用转矩不小于工作机的功率和转矩（4）变速器承载能力和性能表中所列的机械特性均是在一定输入转速情况下所具有的，如果输入转速不同于表中所规定的，则应该依照厂家所给定的数据进行修正（5）金属带式无级变速器主要是依靠摩擦来传递载荷的，其传递效率比较高，应在功率比较大、长期工作的情况下进行选择。
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
无级变速器(CVT)
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3）行星齿轮机构 作用：实现倒挡。
行星齿轮机构连接关系图
1-前进挡离合器钢片和摩擦片； 2-变速器输入轴； 3-太阳轮； 4-带行星齿轮的行星轮 支架； 5-辅助变速齿轮； 6-齿圈； 7-倒挡离合器钢片和摩擦片； 8-行星齿轮1； 9行星齿轮2
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4）变速杆换挡机构及P位停车锁 作用： （1）触发液压控制单元手动换挡阀。 （2）控制停车锁。 （3）触发多功能开关，识别变速杆位置。
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无级变速器（CVT）
1.1 无级变速器概述
1.无级变速器的发展 ➢ 应用：一汽大众奥迪、 广州本田飞度、东风日产新天籁、东南得力卡菱帅、南京菲亚特
派力奥、奇瑞旗云等轿车。 2.无级变速器的优点 1）经济性好 2）动力性好 3）排放低 4）成本低
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1.2 无级变速器的基本组成及原理
1.无级变速器的基本组成 ➢ 传动轮装置（含主/从动轮组及传动带） ➢ 行星齿轮机构 ➢ 电子控制系统 ➢ 液压控制系统 ➢ 换挡控制机构 2.无级变速器的基本工作原理 ➢ 通过主/从动轮工作半径的无限改变来实现 ➢ 工作半径的改变：移动可动盘
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（2）DRP控制方案。 ①赛车模式与经济模式及加速与减速。
强制低挡加速特性曲线图 1-加速踏板位置曲线；2-发动机转速曲线； 3-车速曲线
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经济驾驶模式下加速性曲线图 1-加速踏板位置曲线； 2-发动机转速曲线； 3-车速曲线
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②上坡与下坡。
上坡时控制方案图
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下坡时控制方案图 1—一次制动 => 发动机转速提高，发动机制动效果提高； 2—两次制动 => 发动机转速进一步提高，发动机制动力矩加大
置用于故障分析。
多功能开关F125示意图 1-换挡轴；2-电磁阀；3—4个霍尔传感器（A，
2.1汽车无级变速CVT.pptx
一 无极变速技术（CVT）介绍
无级变速传动的性对比 缺点：
解决办法：
起步性能差 传动比范围不足
CVT与液力耦合器组成的无级变速传动 CVT与电磁离合器组成无级变速传动 双状态无级变速传动
性。
无级变速机构由两组锥形轮组成
包括一对主动锥形轮和一 对被动锥形轮
主动锥 形轮
发动机辅助减速机构
发动机的动力 通过链条传递 给被动锥形轮 直至终端驱动
钢制链条
主动锥形轮由
发动机的辅助 减速机构驱动
被动锥形轮
同时有一根链条运行在 两对锥形轮V形沟槽中间
• 在每组锥 形轮中有 一个锥形 轮可以轴 向移动
一 无极变速技术（CVT）介绍 无级变速传动（CVT）的工作原理
传动带式无级变速系统不采用齿轮而采用两个直径可变的传动轮，中间套上传动 带实现传动。
传动轮的直径靠油压大小进行无级的变化，起步时主动轮直径变为直径最大，从动 轮变为直径最小，实现较高的从传动比。
电子控制单元（ECU）根据发动机转速、车速、节气门开度、和换挡控制信号等控 制两个油压系统的控制油压，使主、从动工作轮的可动部分轴向移动，最终使工作轮直 径发生变化，从而在整个变速过程中达到无级变速。
摩擦环式无级变速传动原理
1、Mutitronic 01J变速箱的结构图
飞轮减振装置
倒档离合器
辅助减速齿轮档
传动链变速器
行星齿轮系
前进档离合器
液压控制单元
变速箱控制单元
Mutitronic 01J变速箱的剖视图
变速箱控制 单元
液压控制 单元
机械传动
变速箱输入轴
01J行星齿轮系结构
齿圈
行星齿轮
前进档离合器 倒档离合器
无级变速器齿轮工作原理
无级变速器齿轮工作原理
无级变速器齿轮工作原理是基于两个主要组成部分：金属传动带和变径轮组。
金属传动带由一条金属带组成，带有一个齿轮与其相连。
这个齿轮称为驱动齿轮。
变径轮组包括两个或多个带有可变直径的齿轮。
当引擎转动时，驱动齿轮会带动金属传动带转动。
金属传动带由于是连续的，因此转动驱动齿轮会导致整条传动带运动。
变径轮组中的齿轮可以通过调整齿轮间距和直径来控制金属传动带的张紧度。
当变径轮组调整到较小直径时，齿轮间距变小，金属传动带被拉紧，使得传动效率增加以提供更高的速度。
反之，当变径轮组调整到较大直径时，齿轮间距变大，金属传动带松弛，传递的动力减小以提供更低的速度。
在使用过程中，变径轮组的直径会根据驾驶员的需求和发动机输出的动力自动调整，以实现连续的变速效果，从而实现无级变速。
通过不同的变径轮组设置，驾驶员可以在不同驾驶条件下选择适当的转速范围和最佳转速点，以提高车辆的性能和燃油经济性。
金属带式无级变速器设计
毕业设计（论文）开题报告学生郭蕾系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-11班指导教师安永东职称副教授从事专业车辆工程是否外聘□是■否题目名称金属带式汽车无级变速器传动机构设计一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义1、研究现状近年来，随着车辆技术的进步和道路上车辆密度的加大，汽车已经成为现代文明社会重要的组成部分，人们对汽车的各项性能也提出了更高的要求，特别是经济性和动力性方面。
现在为了提高汽车的这些性能，人们尝试了多项努力。
本文就是在这背景下完成的。
坚持以原有的传动系统结构，采用新型的金属带式无级变速器(CVT)替代原有的有级变速装置。
金属带式无级变速器(CVT)作为汽车理想的变速传动装置，具有广阔的发展前景和市场空间，与目前应用较广的自动变速器(AT)相比，其性能优良、结构简单、可以实现汽车的无级变速。
无级变速传动系统匹配及控制是实现车辆性能的关键技术之一,通过合理地控制无级变速器，可以使汽车按驾驶员的意图在汽车的行驶阻力和发动机输出功率之间自动实现动态最佳匹配，保证发动机在理想的工况下运行, 以便把汽车的经济性、动力性发挥到极限状态。
金属带式无级变速器越来越受到人们的重视并且获得了较快的发展，世界上主要的汽车厂商也都在进行无级变速器的研发工作。
⑴国外无级变速器的研究动态金属带式CVT的装车使用只有十几年的时间,但是CVT技术的发展已有100多年的历史，1886年，Daimler Benz 在首辆采用汽油机的汽车上装上了橡胶带CVT。
1906年，美国卡特车装用了简单的金属盘摩擦传动无级变速器。
1930年在Austin Sixteen车上，装用了牵引式CVT。
电子控制技术特别是计算机控制技术的发展，使得无级变速传动得到应用与发展。
20世纪60年代后期，荷兰工程师Van Doorne研究出金属带CVT，并装备于DAF公司制造的小型轿车上。
但是由于橡胶带式CVT存在一系列的缺陷，如传递功率需要全套设计qq1537693694有限、传递转矩低、传动带和夹紧机构的能量损失较大、以及使用寿命短等，因而没有被汽车行业普遍接受。
自动变速器结构原理-无级变速器CVT
有级式机械自动变速器
05
无级式机械自动变速器等
06
其中最常见的是液力自动变速器
07
液力自动变速器不是真正的无级变速器（CVT）。
08
目前，在普通的轿车中，大多采用电控液力自动变速器
！
添加标题
其主要是由液力变矩器和自动变速器两大部分组成
！
添加标题
它能根据节气门的开度和车速的变化，自动进行换档
！
倒档扭矩传动路径
输入轴
太阳轮
行星齿轮
行星齿轮
行星齿轮支架
行星齿轮支架
行星齿轮
行星齿轮
齿圈
齿圈
输出轴
倒档离合器
倒档离合器
壳体
壳体
奥迪Multitronic系统的换档杆设置有锁钮和4个档位，并以程控方式设置6个档位；对应在转向盘上设置手动升降顺序档按钮，可根据情况自由设置档位。
第一章
日产汽车公司的CVT
项目
换档控制
变速器档位数
手动变速器
人工手动控制
有级
自动变速器
电脑自动控制
有级
CVT无级自动变速器
电脑自动控制
无级
手动、自动和CVT无级自动变速器的功能比较
下面以奥迪Multitronic系统为例介绍CVT结构特点。
CVT（Continuously Variable Transmission) --------无级变速
机构中大截面活塞负责向锥形轮和链条提供推力保持摩擦力 小截面活塞负责向锥形轮轴向移动提供推力改变速比。 该系统的设计特点是： 单纯改变速比时用小截面活塞和低油压，大截面活塞仅提供一定压力保持摩擦力。 当锥形轮轴向移动改变速比时，液压系统可使用小功率液压油泵，减小液压系统损耗和发动机功率损耗，功能分流可使速比响应迅速，大截面活塞油压无需变化。
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变速器结构详解之金属带式无级变速器
变速器结构详解之金属带式无级变速器在现代汽车上常见的变速器种类，如果按照内部结构来分，大概可以分为有级式与无级式两种，有级式的两种在之前的两篇文章中都已经详细介绍过，那么接下来说无级式变速器。
所谓无级式变速器就是指变速器并没有固定的档位，它的传动比是连续不断地变化的。
而目前最为常见的无级式变速器可数金属带式无级变速器（VDT-CVT），这种变速器在国内车型上搭载的时间并不长，但它可不是什么新产品，因为它早在1490年便在达芬奇的想象力下被绘画出来，而在1889年就申请了CVT的专利。
直到20世纪70年代的中后期荷兰的VDT（Van Doorne’s Transmission b.V）公司研制出了第一台汽车用的CVT，并将这款CVT称为VDT-CVT。
而且早在1987年斯巴鲁公司便首次将这款VDT-CVT变速器装备在他们的Justy车型上。
直到2005年，荷兰VDT公司已经累计生产了VDT-CVT变速器超过1000万套，而且它的搭载车型也越来越多，好像上一代的广本飞度（GD），菲亚特的派力奥、奇瑞的旗云、日产的天籁、蓝瑟翼神等都已经可以选配VDT-CVT变速器版本。
那么下面就介绍一下这款变速器的结构与原理吧。
图：这款是复合型的金属带式无级变速器，可见除了金属带及工作轮之外，
在输入轴前还有一组行星齿轮。
图：这是博世（BOSCH）推出的传动金属带，它由一个个金属环夹着皮带所
组成，
图：利用金属环保护皮带可以让皮带在运行过程中避免皮带被摩擦而损坏的
问题。
先说说CVT变速器的结构吧。
金属带式无级变速也就是我们常说的CVT 变速器，它的内部结构跟之前说的两种有级变速器也是完全不同，而且不单止是内部结构，就连传动的传动的部件也不一样。
之前介绍的两种有级式的变速器虽然使用的齿轮不同，但是它们都是利用齿轮啮合来实现动力的传递，而金属带式无级变速器则是通过表面呈V型主动工作轮、金属带、V型的从动工作轮来实现动力传递。
主动工作轮安装于输入轴之上，它在获得动力之后会带动金属带转动，而金属带的另一端则会连接于从动工作轮，而从
动工作轮则连接在输出轴上，于是动力就会被这样传递至输出轴，然后通过尾牙等部件将动力传递至车轮上。
图：从上图可以看到，呈V型的是工作轮，它的一边连接着可以使其活动的
液压控制装置，
图：当液压控制装置为其注油或者放油，就可以让工作轮单边进行轴向移动，从而改变架在工作轮之上的金属带的工作半径。
既然说得上是变速器，那么当然不单止是传动那么简单，最起码也需要改变传动比吧。
上面也说到，主动工作轮以及从动工作轮它们的表面是呈V 型的，这个V型的工作轮不论是主动工作轮还是从动工作轮的两边都配有液压控制装置，这个液压控制装置的作用是让工作轮的一边作轴向移动。
而架在V型工作轮中间的金属带也会因工作轮单边的轴向移动而使它上下移动，从而改变金属带的工作半径，实现了改变传动比。
由于使用液压控制，所以工作轮单边的轴向移动是线性的，所以造成传动比的变化也是线性的，从机械结构上，它并没有一组一组的固定传动比输出，所以它并没有档位的概念。
目前有很多车型上都声称搭载有几速的手/自一体化无级变速器，但事实上它只是一个普通的无级变速器，但修改变速箱电脑的控制程序，使它可以将工作轮的移动固定在一个位置上，从而使传动比固定于某一个值上而已。
图：这款是经过奥迪改良的金属带式无级变速器，它们利用金属链条代替金
属带，使其可以承受更多的扭力。
目前已经陆陆续续有车厂推出了搭载无级变速器的车型，那是因为无级变速器可以让引擎的转数保持于一个最佳的输出范围内，从而提高了燃油利用的效率。
另外由于它是没有固定的档位，故此，它在变速的过程中就会避免出现换挡时产生的顿挫感，从而提升了汽车的行驶舒适性。
不过，有优肯定有劣，对于金属带式无级变速器来说，它的最大缺点无疑就是它无法承受较大扭力和转速，因为它依靠金属带来传动，如果扭力超过金属带传动的极限金属带就会出现打滑，这样就无法进行动力的传递，另外转速过高也有同样的情况发生。
所以，如果要让金属带式无级变速器承受更大的扭力，那么
就需要为其选用强度更高的金属带，而这样做的后果就是直接导致变速器在可以承受同样扭力的情况下体重比常啮合式齿轮变速器大。