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1、電控自動變速器結(jié)構(gòu)與檢修 CVT無級變速器,,,CVT是英文Continuously Variable Transmission的縮寫，意即無級變速器。,,一般來講，汽車上常用的自動變速器有以下幾種類型： 液力自動變速器 液壓傳動自動變速器 電力傳動自動變速器 有級式機(jī)械自動變速器 無級式機(jī)械自動變速器等 其中最常見的是液力自動變速器 液力自動變速器不是真正的無級變速器（CVT）。,目前，在普通的轎車中，大多采用電控液力自動變速器,,其主要是由液力變矩器和自動變速器兩大部分組成 它能根據(jù)節(jié)氣門的開度和車速的變化，自動進(jìn)行換檔 與CVT相比，液力自動變速器最大的不同是在結(jié)構(gòu)上，即它是由液壓控制的
2、齒輪變速系統(tǒng)構(gòu)成的 因此，液力自動變速器并不是真正的無級變速器，而是有檔位的，僅是在兩檔之間的無級變速。,CVT則是由兩組變速輪盤和一條傳動帶組成的。,CVT采用傳動帶和工作直徑可變的主、從動輪相配合傳遞動力,CVT可以自動改變傳動速比，實(shí)現(xiàn)傳動速比的全程無級連續(xù)改變,沒有傳統(tǒng)變速器換檔時(shí)那種“停頓”的感覺，從而得到傳動系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)工況的最佳匹配,提高車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性 改善駕駛者的操縱方便性及乘坐舒適性 因此它是一種比較理想的汽車動力傳動裝置。,CVT技術(shù)的發(fā)展已有100多年的歷史 德國奔馳汽車公司早在1886年就將V形橡膠帶式CVT安裝到該公司生產(chǎn)的汽油機(jī)汽車上 1958年，荷蘭的D
3、AF公司研制出Variomatic雙V形橡膠帶式CVT，并裝備于其制造的Daffodil轎車上 但是由于橡膠帶式CVT存在功率有限（轉(zhuǎn)矩局限于135 Nm以下），離合器工作不穩(wěn)定，液壓泵、傳動帶和夾緊機(jī)構(gòu)的能量損失較大等一系列的缺陷，因而沒有被汽車行業(yè)普遍關(guān)注 然而提高傳動帶性能和CVT傳遞功率的研究一直在進(jìn)行。,,橡膠帶傳動的CVT,功率有限 離合器工作不穩(wěn)定 液壓泵、傳動帶和夾緊機(jī)構(gòu)的能量損失較大,后來，汽車研究人員將： 液力變矩器集成到CVT系統(tǒng)中 主、從動輪的夾緊力由電子裝置進(jìn)行控制 在CVT中采用節(jié)能泵 傳動帶使用金屬帶代替?zhèn)鹘y(tǒng)的橡膠帶,汽車新技術(shù)的進(jìn)步克服了CVT原有的技術(shù)缺陷 傳
4、遞轉(zhuǎn)矩容量更大、性能更優(yōu)良的第二代CVT面世 進(jìn)入20世紀(jì)90年代，汽車界對CVT技術(shù)的研究開發(fā)日益重視，再加上全球科技的迅猛發(fā)展，使得新的電子技術(shù)與自動控制技術(shù)不斷被采用到CVT中,到目前為止，世界著名的汽車公司都逐漸將CVT用到自己新推出的車型上，完成了自動變速器的技術(shù)革命。,CVT的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),目前，奧迪A4、A6轎車，廣本飛度轎車，東南菱帥轎車，南京菲亞特轎車等已經(jīng)大量采用CVT無級自動變速器,各種型號CVT的主要差別集中在： 發(fā)動機(jī)動力傳遞到主動帶輪的過程以及帶輪半徑和夾緊力的控制方法上。,目前，CVT的控制一般都采用電子控制模式，即可以在自動狀態(tài)下運(yùn)行，也可以選擇特定的控制程序，增加
5、駕駛的便利性。,CVT自動變速器除了標(biāo)準(zhǔn)檔位外，換檔操縱手柄也可以移至另一個平行的檔位，在“+”或“-”之間變換。,手動、自動和CVT無級自動變速器的功能比較,下面以奧迪Multitronic系統(tǒng)為例介紹CVT結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。,CVT（Continuously Variable Transmission) --------無級變速,01J 無級自動變速箱型號,DZN 無級自動變速箱代碼,CVT在奧迪轎車上的裝備種類,1、Mutitronic 01J變速箱的結(jié)構(gòu)圖,Mutitronic 01J變速箱的剖視圖,變速箱控制單元,液壓控制單元,機(jī)械傳動,,,01J行星齒輪系結(jié)構(gòu),無級變速機(jī)構(gòu),CVT無級變速
6、器的關(guān)鍵部件 奧迪Multitronic系統(tǒng)為無級變速機(jī)構(gòu) 其作用是使變速器在起始轉(zhuǎn)矩和終結(jié)轉(zhuǎn)矩多種速比之間連續(xù)調(diào)整，最終自動選用最佳速比，使發(fā)動機(jī)始終處于最佳速比范圍之內(nèi)，無需再考慮工作性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。,,主動錐形輪,發(fā)動機(jī)輔助減速機(jī)構(gòu),鋼制鏈條,被動錐形輪,無級變速機(jī)構(gòu)由兩組錐形輪組成,包括一對主動錐形輪和一對被動錐形輪,同時(shí)有一根鏈條運(yùn)行在兩對錐形輪V形溝槽中間,主動錐形輪由發(fā)動機(jī)的輔助減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動,發(fā)動機(jī)的動力通過鏈條傳遞給被動錐形輪直至終端驅(qū)動,在每組錐形輪中有一個錐形輪可以軸向移動 兩組錐形輪必須保持協(xié)調(diào)相同的調(diào)整，以保證鏈條始終處于張緊狀態(tài)。,,鏈條采用多片式鋼制鏈條,在主動錐
7、形輪相對被動錐形輪工作直徑較小時(shí)，主動錐形輪可以傳遞給被動錐形輪較大的牽引轉(zhuǎn)矩，,,部分轎車的牽引轉(zhuǎn)矩可高達(dá)300 Nm。,傳動鏈的轉(zhuǎn)動節(jié)采用雙轉(zhuǎn)動壓塊，在傳動鏈轉(zhuǎn)曲過程中， 轉(zhuǎn)動壓塊之間形成滾動摩擦，動力損失和磨損降低至最小。,傳動鏈的轉(zhuǎn)動節(jié)采用不等長鏈節(jié)，可防止共振并降低轉(zhuǎn)動噪音。,雙聯(lián)活塞,CVT的速比變化依靠兩組錐形輪不斷改變工作直徑 即每組錐形輪均有一個可軸向移動的錐形輪 其軸向移動由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的液壓泵提供。 為減少發(fā)動機(jī)功率消耗，根據(jù)“雙聯(lián)活塞”原理，奧迪Multitronic系統(tǒng)采用兩個液壓油泵獨(dú)立驅(qū)動的液壓系統(tǒng) 分別負(fù)責(zé)提供改變傳動速比的錐形輪軸間移動力和保持錐形輪與鏈條之間摩
8、擦力的推力。,機(jī)構(gòu)中大截面活塞負(fù)責(zé)向錐形輪和鏈條提供推力保持摩擦力 小截面活塞負(fù)責(zé)向錐形輪軸向移動提供推力改變速比。 該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是： 單純改變速比時(shí)用小截面活塞和低油壓，大截面活塞僅提供一定壓力保持摩擦力。 當(dāng)錐形輪軸向移動改變速比時(shí)，液壓系統(tǒng)可使用小功率液壓油泵，減小液壓系統(tǒng)損耗和發(fā)動機(jī)功率損耗，功能分流可使速比響應(yīng)迅速，大截面活塞油壓無需變化。,另外 在奧迪Multitronic系統(tǒng)中還設(shè)置了一個扭矩力傳感器 該傳感器一旦檢測到錐形輪打滑或牽引阻力改變時(shí)即通知電控單元改變大截面活塞油壓，進(jìn)行增壓或減壓 例如車輪在濕滑路面上打滑或在粗糙路面上牽引阻力加大時(shí)，電控單元便會根據(jù)牽引力傳感器
9、傳來的信息改變大截面活塞油壓。,扭矩傳感器腔2,扭矩傳感器----接觸壓力控制,壓力缸,扭力傳感器1,排油孔,控制凸緣,扭矩提高狀態(tài),小扭矩狀態(tài),（3）、工作模式----扭矩,大扭矩狀態(tài),工作模式---速比,低檔,變速比1:1,高檔,橫向孔打開，扭矩傳感器腔2工作，接觸壓力小,,,動力連接,為消除發(fā)動機(jī)與變速器之間的摩擦損耗 發(fā)動機(jī)與CVT之間以飛輪減振裝置代替一般液力自動變速器的液力變矩器 以剛性連接代替柔性連接,2、飛輪減振裝置,飛輪減振裝置,雙質(zhì)量飛輪,,,6缸,4缸,6缸 （TDI）,,注：在怠速區(qū)內(nèi)發(fā)動機(jī)和變速器振動,剛性連接,飛輪減振裝置,注：在怠速區(qū)內(nèi)發(fā)動機(jī)和變速器振動,減振連接
10、,飛輪減振裝置,其動力輸出采用行星齒輪系統(tǒng)及兩組濕式可變壓力油冷式離合器 壓力可隨發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩大小而改變。 可變壓力油冷式離合器具有軟連接的功能，能滿足車輛起步、停車和換檔的需要。,可變壓力油冷式離合器的電子液壓控制過程： 電控單元連續(xù)采集傳感器的輸入信號（包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、變速器的輸入轉(zhuǎn)速、加速踏板的位置、發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩、行駛阻力和變速器的油溫等） 經(jīng)過比較、運(yùn)算決定相應(yīng)的油壓值，如果實(shí)際值與標(biāo)定值的偏差太大，變速器自動執(zhí)行關(guān)斷,離合器液壓控制,ATF卸壓,輸導(dǎo)控制壓力,控制壓力,油底殼,離合器壓力,供油壓力,5bar常壓,SIV:安全閥 KSV:離合器控制閥 VSTV:輸導(dǎo)壓力閥 HS:手動
11、換檔閥 N215:離合器壓力調(diào)節(jié)閥,離合器電子控制,離合器的過載保護(hù)過程與其相似，當(dāng)電控單元檢測到油壓過高時(shí)（離合器過載）會及時(shí)發(fā)出控制信號使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩降低，離合器冷卻后，在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩即恢復(fù)到原有轉(zhuǎn)矩值。,安全切斷,過載保護(hù),離合器系統(tǒng)保護(hù),離合器油壓過高,離合器傳遞 扭矩負(fù)荷過高,,,上坡時(shí)帶掛車行駛 頻繁起車和制動,,離合器溫度,01J行星齒輪系結(jié)構(gòu),,,行星齒輪架,行星齒輪1,行星齒輪2,齒圈,太陽輪,動力輸出,動力輸入,,,,前進(jìn)檔,倒 檔,1、太陽輪主動旋轉(zhuǎn) 2、行星齒輪支架架與太陽輪同速度旋轉(zhuǎn),整體同步旋轉(zhuǎn),1、太陽輪主動旋轉(zhuǎn) 2、齒圈固定,行星齒輪支架反向旋轉(zhuǎn),0
12、1J行星齒輪系工作狀態(tài)說明,,,,,變速原理,前進(jìn)檔扭矩傳動路徑,輸入軸,太陽輪,行星齒輪,行星齒輪,行星齒輪支架,行星齒輪支架,輸出軸,前進(jìn)檔離合器,前進(jìn)檔離合器,,,,,,,,,,,,,,,,當(dāng)前進(jìn)離合器結(jié)合時(shí)，行星齒輪系統(tǒng)太陽輪的鋼片與行星架的摩擦片結(jié)合成一體，與發(fā)動機(jī)同步，由行星架將動力輸出至輔助減速機(jī)構(gòu)； 當(dāng)?shù)管囯x合器結(jié)合時(shí)，齒圈的摩擦片與變速器殼體的鋼片結(jié)合，齒圈被固定，太陽輪將動力傳遞給行星架； 由于行星架的行星輪有另一中間行星輪，當(dāng)齒圈被固定時(shí)，迫使行星架反向旋轉(zhuǎn)將動力輸出至輔助減速機(jī)構(gòu)。,倒檔扭矩傳動路徑,奧迪Multitronic系統(tǒng)的換檔桿設(shè)置有鎖鈕和4個檔位，并以程控方
13、式設(shè)置6個檔位；對應(yīng)在轉(zhuǎn)向盤上設(shè)置手動升降順序檔按鈕，可根據(jù)情況自由設(shè)置檔位。,日產(chǎn)汽車公司的CVT,1997年上半年，日產(chǎn)汽車公司開發(fā)了在2.0 L汽車上使用的CVT。 在此基礎(chǔ)上，日產(chǎn)汽車公司1998年開發(fā)了一種為中型轎車設(shè)計(jì)的包含一個手動換檔模式的CVT。 新型CVT采用最新研制的高強(qiáng)度寬鋼帶和高液壓控制系統(tǒng)，而且獲得了較大的轉(zhuǎn)矩傳遞能力。 日產(chǎn)汽車公司研制開發(fā)了CVT電子控制技術(shù)，傳動速比實(shí)行全檔電子控制，汽車在下坡時(shí)可以根據(jù)車速控制發(fā)動機(jī)制動，而且在濕滑路面上能夠平順地增加速比來防止打滑。,日產(chǎn)汽車公司2003年2月上市的新款TEANA車中采用了該公司最新開發(fā)的面向大型車的XTRON
14、IC CVT。 該公司在全世界首次使可用于排氣量3.5 L級發(fā)動機(jī)的金屬傳動帶式CVT達(dá)到了實(shí)用水平。 這種CVT最引人注目的是，盡管增大了轉(zhuǎn)矩，但金屬傳動帶被控制在了寬30 mm，滿足了轉(zhuǎn)矩增大的要求。,三菱汽車公司的CVT,日本三菱汽車公司已選擇了CVT無能量損失傳遞直噴式發(fā)動機(jī)（GDI）動力來驅(qū)動汽車。 V形帶/傳動輪機(jī)構(gòu)可以保證在所有速率下發(fā)動機(jī)動力平順無間斷地傳遞。 其CVT根除了傳統(tǒng)的自動變速器通過齒輪換檔時(shí)的打齒現(xiàn)象，從而獲得更滿意的響應(yīng)特性和控制特性。 我國福建東南汽車公司生產(chǎn)的東南菱帥（LIONCEL）轎車便采用了三菱汽車公司的CVT。,日本富士重工的CVT,日本富士重工擁有
15、15年開發(fā)CVT的經(jīng)驗(yàn)。 1997年日本富士重工為其Vistro微型車裝配了全計(jì)算機(jī)控制的E-CVT（含有6檔手動換檔模式的CVT）。 駕駛員無須操作離合器就可以進(jìn)行6檔變速。 日本富士重工在Pleo微型車上采用一種有鎖止裝置液力變矩器的電控式CVT 通過小范圍鎖止可以使液力變矩器的滑動保持在最小值，行星齒輪用來切換前進(jìn)檔/倒檔 傳動速比范圍為1105.51。,日本富士重工CVT的電子控制系統(tǒng)由電磁離合器系統(tǒng)、電控單元（ECU）、傳感元件和電磁閥等組成。 傳感元件包括換檔操縱手柄位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器和制動踏板位置傳感器 它們?yōu)镋CU提供汽車行駛的信號，EC
16、U根據(jù)傳感器的信號作出判斷，并將控制信號送至電磁閥，控制電磁閥與液壓系統(tǒng)的工作。,美國福特汽車公司的CVT,1999年，美國福特汽車公司和德國ZF公司合作為美國福特汽車公司的轎車和輕型載貨車生產(chǎn)CVT，在巴達(dá)維亞和俄亥俄州新建的合資企業(yè)從2001年開始生產(chǎn)為福特汽車公司設(shè)計(jì)的、帶有電子管理功能的CFT23型CVT。 德國ZF公司設(shè)計(jì)的CVT是一種液力變矩器式CVT 德國ZF公司稱：與4檔自動變速器相比，CVT系統(tǒng)能夠?qū)⒓铀傩阅芴岣?0%，燃油經(jīng)濟(jì)性提高10%15%； 與鎖止式液力變矩器相比，CVT系統(tǒng)在不漏油的前提下效率更高。 美國福特汽車公司正在設(shè)計(jì)一種與公司內(nèi)所有輕型載貨車匹配的牽引驅(qū)動式
17、CVT，包括后輪驅(qū)動和全輪驅(qū)動載貨車，牽引驅(qū)動使用可移動滑件代替?zhèn)鲃訋Ш蛡鲃虞啠瑒硬糠值南鄬ξ恢脹Q定傳動比，由部件間非常薄的一層油來傳遞動力。,德國ZF公司的CVT,德國ZF公司從1999年開始為Rover 216型汽車提供鋼帶驅(qū)動的VT1型CVT 這種CVT包括螺旋齒輪變速器、液壓系統(tǒng)及濕式離合器 在系統(tǒng)中集成的電控單元（ECU）可以允許機(jī)械、液力和電子系統(tǒng)進(jìn)一步組合，從而更好地利用了各種系統(tǒng)的獨(dú)特特點(diǎn)。,日本本田公司CVT,無級自動變速器(CVT)是一種采用主動與從動帶輪以及鋼帶的電控自動變速器，它具有無級前進(jìn)檔變速和二級倒檔變速功能，裝置總成與發(fā)動機(jī)直列布置。 無級自動變速器(CVT)是一種采用主動與從動帶輪以及鋼帶的電控自動變速器，它具有無級前進(jìn)檔變速和二級倒檔變速功能，裝置總成與發(fā)動機(jī)直列布置。,此型號的無級變速器在D和S檔位下具有7檔模式，7檔模式又分為2種： 7檔自動模式和7檔手動模式。 7檔自動模式下，變速器可以自動在7種帶輪速比范圍內(nèi)上下變換,此時(shí)，轉(zhuǎn)向換檔開關(guān)隨時(shí)可以被激活，而此開關(guān)被激活后，7檔自動模式即被取消，且進(jìn)入7檔手動換檔模式. 在7檔手動模式下，駕駛員可以通過轉(zhuǎn)向換檔開關(guān)，以手動方式在7檔速比范圍內(nèi)加減換檔，這與手動變速器的情形相似。,
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