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无级变速器

2024-02-14 15:52

  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临界油膜厚度。

  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。

  液体传动分为两类:一类是液压式,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:制造精度要求高打码机,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。

  电力传动基本上分为三类:一类是电磁滑动式,它是在异步电动机中安装一电磁滑差离合器,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,效率低脉动无级变速,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弹簧刚度。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,变频器作为一种先进、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。

  奥迪的Multitronic变速器是在原有无级变速器的基础上安装了一种称为多片式链带的传动组件,这种组件大大拓展了无级变速器的使用范围,能够传递和控制峰值高达400 N·m的动力输出,其传动比超过了以前各种自动变速器的极限值。该变速器的明显优势是耗能少,反应更快,从车辆的整体性能来看,装有Multitronic变速器的奥迪A6 2.8轿车的0~100 km/h加速时间比同级普通自动变速器车型快了1.3 s,百公里油耗降低了0.9 L。

  Multitronic 还采用了全新的电子控制系统,以克服原有无级变速器的不足。比如在上下坡时,系统能自动探测坡度,并通过调整速比增加动力输出或加大发动机的制动扭矩来协助车辆行驶。

  旗云CVT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咽喉母圆,这一整套动力和传动系统都来自于宝马MINICOOPER。该无级变速器有无级变速、自动巡航、运动模式和6挡手动4种驾驶模式,与电子油门配合以后更接近智能化控制,采用了CVT变速器的旗云百公里油耗仅比原来增加了0.3 L(厂家数字)。

  派力奥Speedgear是一种手/自一体式电控无级变速器(ECVT),南京菲亚特率先把它应用在小型车上阻封。它提供两种换挡模式:电控无级自动变速模式和6挡顺序手动变速模式,驾驶者可以根据喜好选择不同的换挡方法。Speedgear由液力扭矩转换器、两个可变直径钢带轮和一根传动金属带(一定数量的钢片和两根9层钢带)组成,具有更宽的传动比,同时具有无级变速器结构简单、体积紧凑的特点。

  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从动件停歇,CVT的成本将会比AT小锯条。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%。

  勿庸置疑,CVT变速器的技术含量和制造难度都要比MT变速器高,与AT变速器相仿,由于金属带式CVT的结构简单,所含的零件数量比AT变速器少40%左右,整车的质量因而也有所减轻。