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来源：斯诺克直播网站 发布时间：2024-02-06 18:04:20
机械式无级变速器传动在汽车中首先获得成功的应用，是V带式无级变速传动。它是由几十年前出现的双锥体球，盘，环柱体等发展而来。但是由于摩擦面的摩擦因数及零件承受单位压力的限制，以及工艺和控制等问题，不能传递较大的功率。为客服上述缺点，70年代中后期，荷兰的Van Doorne’s Transmission b.v.公司,简称VDT，研究成功一种新型无级变速传动——金属带式无级传动（Continously Variable Transmission，简称CVT），并于1987年投放市场。目前，世界上装备这种无级变速传动器的汽车约有120万辆，发动机的排量在0.6-3.3L，甚至还成功的应用于赛车上。通常将这种变速器称为VDT—CVT。
金属带式无级变速器结构示意图如图16-23所示。他由金属带，工作轮，液压泵，起步离合器和控制管理系统等组成。变速系统中的主，从动工作轮是各由固定部分4a，7a和可动部分4，7组成，工作轮的固定部分和可动部分间形成V型槽，金属带10在槽内与它啮合。当主，从动工作轮的可动部分做轴向移动时，即可改变传动带与工作轮的啮合半径，从而改变了传动比。工作轮可动部分的轴向移动是根据汽车的行驶工况，经过控制系统来进行连续的调节而实现的无级变速传动。其动力传动是由发动机飞轮1经离合器2传到主动工作轮，金属带，从动工作轮后，再经中间减速齿轮机构和主减速器，最后传给驱动轮。可见，该系统使汽车具有无级自动变速传动的能力。
金属带由多个金属片和两组金属环组成，如图16-24所示。每个金属环的厚度为1.4mm。它在两侧工作轮挤压力的作用下传递动力。每组金属环由数片厚为0.18mm的带环叠合而成。在动力传动过程中，它正确的推动引导金属片的运动。
主、从动工作轮由可动部分和固定部分所组成（参见图16-23）。其工作面为直线锥面体。在控制管理系统的作用下，可动部分依靠钢球—滑道结构做轴向移动，可连续的改变带传动工作半径，以此来实现无级自动变速传动。
图16-25所示为一种电液控制的CVT控制管理系统。系统中包括电磁离合器的控制和主，从动带轮的变速比控制。变速比由发动机油门信号和主动带轮转速所决定，电子控制单元（ECU—Electronic Control Unit）根据发动机转速，车速，油门位置和换挡控制信号等，控制电磁离合器以及主，从动带轮上伺服液压缸的压力，以此来实现无级变速。
从其工作原理可知，其动力源直接来自发动机，故其工作范围必然也受发动机最低转速的限制，所以起步阶段也需要离合器，而且如用干式离合器，工作过程与普通手动变速系统相同，起步性能较差，这是阻碍它推广的因素之一。另一方面，无级变速是由低挡传动比和高挡传动比之比值确定的。虽然二者的比值可能达到7左右，似乎已满足一般变速要求，但由于它的高挡传动比很小，通常仅有0.4左右，这样，为了能够更好的保证在良好道路上获得正常行驶的牵引力，其固定将速比将比同类汽车的主传动比i0高出近一倍。这样大的固定将速比，在汽车起步，爬坡和克服较大行驶阻力时，会使发动机处于不利的区域工作。
基于上述原因，在汽车上单独采用无级传动的场合较少，而是常与其它传动配合使用。其典型的组合形式有如下几种。
图16-26所示的CVT与液力耦合器组成的无级传动示意图，动力由发动机传给液力耦合器泵轮和涡轮，然后传给无级传动CVT，这样可改善起步性能。前进挡与倒挡是用前进挡离合器与倒挡制动器来控制行星齿轮减速机构而实现的。增加行星齿轮变速机构6是为了弥补高挡超速传动比太小的不足。动力最后经主减速器和差速器传动驱动车轮。ECU根据装在主减速器上的速度传感器的油门开度信号与发动机油门传感器的油门开度信号，控制伺服缸的油压，改变工作轮的固定部分与可动部分之间的距离，进而达到CVT在该工况下所要求达到的传动比。
图16-27所示为用电磁离合器代替了上述液力耦合器的结构及形式。日本富士（FUSI）重工开发的就属这种类型。用磁粉式离合器与采用VDT钢带的CVT组合成的无级传动系统，简称为“ECVT”。磁粉离合器是靠本身的电磁力来传递转矩的。在离合器主、从动部分之间由密闭空间，内放30--50μm的磁化钢微粒（磁粉），密闭空间外缠绕有线圈。通电后散状磁粉在磁场中开始“凝固”，即磁粉在磁场中形成磁链，把从动毂和电磁铁连在一起。通电电流越大，磁链数目越多，磁链强度也越强，则磁粉离合器传递转矩的能力也越大。当电流大到足以使离合器主，从动部分牢牢地接合在一起时，离合器便停止打滑。磁粉的粘结力特性正比与电流值，所以对离合器的接合时间和力的控制，可用发动机油门开度与车速两个参数来控制线圈中电流的大小和通电时间的长短。这种离合器结构相对比较简单，容易实现转矩平稳增长，主、从动部分不接触，无磨损，而且电磁铁与从动毂之间的间隙在工作中发生明显的变化，故无需调整间隙，且允许主、从动部分存在较长时间的滑磨。因此，它不仅很理想的解决了装用CVT车辆的起步问题，而且与装用液力耦合器的CVT车辆相比，可以有效的预防变速式爬行和消除始终存在的滑转磨损。但它要求磁粉的化学物理性能要稳定。
液力耦合器、电磁离合器等仅解决起步平稳问题，因其均不变更转矩，所一并未扩大CVT总传动比范围。但如用液力变矩器组合，就不仅提供最佳起步性能，而且它的变矩作用扩大了总传动比的变化范围，降低了CVT自身的变化范围，从而使CVT传动易于调节到使发动机处于最佳燃油经济性线上工作。所谓双状态即是当起步和低速时液力变矩器工作,当速度增加至变矩器耦合点工况时,转换到CVT传动,此时变矩器转换成耦合器工况下工作.这种先为液力无级变速后转为“纯机械无级变速（CVT）”的组合，成为双状态无级传动。
图16-28式双状态无级变速传动的示意图，液力变矩器的功率通过传动链10传至差速器8，CVT无级传动与其平行布置。这种组合在传动比7：1范围内可提高效率的30%，在不降低起步，爬坡等性能条件下，主减速比io可响应降低30%，故即使在公路上行驶仍可提高燃油经济性5%--9%。因有液力变矩器，起步特别平顺。当加速行驶接近变矩器耦合电工况时，转换离合器4开始动作，CVT开始工作。传递变矩其动力的传动链10的传动比基本上与CVT钢带传动的低挡传动比相同，故当由液力变矩器传动转换到CVT传动时，车辆在重载大油门下工作，转换离合器基本上能与CVT的工作轮同步转换。因此，从液力无级变速换入纯机械无级变速非常平顺。