《汽車自動變速器拆裝與檢修》項目6CVT變速器簡案

1、教師姓名授課形式講授授課時數(shù)授課日期年 月曰授課班級授課項目及 任務名稱項目 6 CVT 變速器教學目知識目標1.了解CVT變速器的特點。2.掌握CVT變速器的結構及其工作原理。教學重點掌握CVT變速器的結構及其工作原理。教學難點CVT變速器工作原理。教學方法教學手段借助于多媒體課件，講授CVT變速器的特點、結構及其工作原理。 通過圖片和視頻講授結構及其工作原理，現(xiàn)場演示CVT變速器結構及工作原理。讓學生更直接地學習結構組成及工作原理。學時安排1.CVT變速器的特點約25分鐘。2.CVT變速器的結構及其工作原理。約40分鐘。教學條件多媒體課件課外作業(yè)請寫出現(xiàn)在裝配在車上的CVT變速器有哪些車輛

2、？檢查方法隨堂提問，計平時成績。教學后記授課主要內容【項目引入】有一輛東風本田的CRV 2.0T汽車的駕駛員在駕駛過程中急加速度到2 500 r/min時,車輛沒有明顯的“頓挫”感，因此車主懷疑變速器存在故障。于是將車輛開到維修店，經 技術人員診斷后，確定沒有任何故障。駕駛員對此結果產生疑問，致電向你請教。要解決 這個問題，我們必須要了解CVT變速器的工作原理及其組成，根據(jù)CVT變速器的工作原理和故障現(xiàn)象來判斷產生該故障的原因。【學習目標】1.了解CVT變速器的特點。2.掌握CVT變速器的結構及其工作原理?！局R鏈接】一、CVT系統(tǒng)概述CVT即無級變速傳動，其英文全稱Continuously

3、Variable Transmission，簡稱CVT無級變速傳動技術的發(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安裝到該公司生產的汽油機汽車上。1958年，荷蘭的DAF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（轉矩局限于135 N?m以下），離合器工作不穩(wěn)定，液壓泵、傳動帶和 夾緊機構的能量損失較大等一系列缺陷，因而沒有受到汽車行業(yè)普遍關注，但是提高傳動 帶性能和CVT傳遞功率的研究一直在進行。隨后的發(fā)展過程中，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

4、由電子裝置進行控制， 在CVT中采用節(jié)能泵， 使用金屬帶代替?zhèn)鹘y(tǒng)的橡膠傳動帶。 汽 車新技術的進步克服了CVT原有的技術缺陷，第二代CVT傳遞轉矩容量更大、性能更優(yōu)良。 進入20世紀90年代，汽車界對CVT技術的研究開發(fā)日趨重視，且隨著全球科技的迅猛發(fā) 展，使得新的電子技術與自動控制技術不斷被采用到CVT中。到目前為止，世界著名的汽車公司都逐漸將CVT應用于新推出的車型上，完成了自動變速器的技術革命。CVT技術即無級變速技術，它采用傳動帶和工作直徑可變的主、從動輪相配合來傳遞 動力，可以實現(xiàn)傳動比的連續(xù)改變，從而得到傳動系與發(fā)動機工況的最佳匹配。發(fā)明這種 變速傳動機構的是荷蘭人，有此種機構的變

5、速器也稱為“無段變速器”或“無級變速器”。CVT變速器和普通自動變速器的最大區(qū)別是它省去了復雜而又笨重的齒輪組合變速 傳動，而只應用了兩組帶輪進行變速傳動，通過改變驅動輪與從動輪傳動帶的接觸半徑進 行變速。由于CVT可以實現(xiàn)傳動比的連續(xù)改變， 從而得到傳動系與發(fā)動機工況的最佳匹配，提高整車的燃油經濟性和動力性，改善駕駛員操縱的方便性和乘員乘坐的舒適性，所以它 是理想的汽車傳動裝置。無級變速器轎車也有擋位，停車擋（P）、倒車擋（R）、空擋（N）、前進擋（D）等，只是汽車前進自動換擋時十分平穩(wěn)，沒有突跳的感覺。常見的無級變速 器有液力機械式無級變速器和金屬帶式無級變速器（VDT-CVT。目前國內市

6、場上能見到的，并采用了無級變速器技術的有雷克薩斯CT200h、奧迪A6部分車型、比亞迪G3日產邙日光、天籟、軒逸、逍客、騏達）、本田飛度、MG 3SW旗云、長城（騰翼系列轎車）、帝豪 （EC7、EC7-RV等車型。本項目簡單介紹其中幾種車型的無級變速器。1.奧迪Multitronic無級/手動一體變速器奧迪Multitronic變速器是在原有無級變速器的基礎上安裝了多片式鏈帶傳動組件，這種組件大大拓展了無級變速器的使用范圍，能夠傳遞和控制峰值高達280 N?m的動力輸出，其傳動比超過了以前各種自動變速器的極限值。該變速器的明顯優(yōu)勢是耗能更少、反應更快。從車輛的整體性能來看，裝有Multitro

7、nic變速器的奧迪A6 2.8轎車的0100 km/h加速時間比同級普通自動變速器車型縮短了1.3 s，百公里油耗降低了0.9 L。Multitro nic還采用了全新的電子控制系統(tǒng)，以克服原有無級變速器的不足。例如，在上下坡時，系統(tǒng)能自動探測坡度，并通過調整速比增加動力輸出或加大發(fā)動機的制動扭 矩來協(xié)助車輛行駛。相對于傳統(tǒng)的自動變速器，Multitro nic有更高的靈活性，在增加或刪除變速模式時，只需要更改電腦程序即可改變齒輪的比數(shù)和半徑，因此可以和多臺不同類型、不同輸出特 性的發(fā)動機配合使用。2.旗云CVT變速器旗云CVT采用了德國ZF公司生產的VT仆無級變速器，連同性能出眾的發(fā)動機這整

8、套動力 和傳動系統(tǒng)都來自于寶馬Mini Cooper。該無級變速器有無級變速、自動巡航、運動模式 和6擋手動4種駕駛模式，與電子油門配合以后更接近智能化控制，采用了CVT變速器的旗云百公里油耗僅比原來增加了0.3 L。3.派力奧Speedgear菲亞特派力奧（西耶那、周末風）Speedgear是一款手/自一體式電控無級變速器（ECVT，南京菲亞特率先把它應用在小型車上。該變速器提供兩種換擋模式：電控無級自動變速模式和6擋順序手動變速模式，駕駛者可以根據(jù)喜好選擇不同的換擋方法。Speedgear由液力扭矩轉換器、兩個可變直徑鋼帶輪和一根傳動金屬帶（一定數(shù)量的鋼片 和兩根9層鋼帶）組成，具有更寬的

9、傳動比，且結構簡單、體積緊湊。4.飛度CVT變速器飛度CVT變速器是專門為小型車所設計， 屬于新一代鋼帶無級自動變速器， 可允許兩 個帶輪之間進行高扭矩傳遞，運轉平穩(wěn)、傳動效率高，是小型車中配置較好的變速器。飛 度的CVT變速器還帶有S擋（運動模式），既追求流暢感、低油耗，又不乏駕駛樂趣。二、CVT系統(tǒng)的特點及分類1. CVT系統(tǒng)的特點CVT技術真正應用在汽車上僅為十幾年的時間，它相對于傳統(tǒng)手動和自動變速器的優(yōu) 勢如下：1無級變速器結構簡單、體積小、零件少，大批量生產后的成本必定低于當前普通自 動變速器的成本。2無級變速器的工作速比范圍寬，容易與發(fā)動機形成理想的匹配，從而改善燃燒過程，進而降低

10、油耗和污染。3具有較高的傳送效率，功率損失少，經濟性高。CVT技術也存在缺陷，例如，傳動帶容易損壞，無法承受較大的載荷等，這些技術上的難關使得CVT技術一直較多地應用在小排量、低功率的汽車上。2. CVT系統(tǒng)的分類無級變速可采用液體傳動、電力傳動和機械傳動三種傳動方式。（1）液體傳動液體傳動分為液壓式和液力式兩類。液壓式是主要由泵和馬達組成（或由閥和泵組成）的變速傳動裝置，適用于中小功率 傳 動。液力式采用液力耦合器或液力變矩器進行變速傳動，適用于大功率（幾百至幾千千瓦） 傳動。液體傳動的主要特點是：調速范圍大，可吸收沖擊和防止過載，傳動效率較高，使用 壽命較長，易于實現(xiàn)自動化，制造精度要求高

11、，價格較昂貴，輸出特性為恒轉矩，滑動率 較大，運轉時容易發(fā)生漏油。（2）電力傳動電力傳動基本上分為電磁滑動式、直流電動機式和交流電動機式三類。電磁滑動式是在異步電動機中安裝一電磁滑差耦合離合器，通過改變其勵磁電流來調 速，這屬于一種較為落后的調速方式。此種傳動方式結構簡單、成本低、操作維護方便。 但是其滑動大、效率低、發(fā)熱嚴重，不適合長期負載運轉，故一般只用于小功率傳動。 直流電動機式通過改變磁通或改變電樞電壓實現(xiàn)調速。其特點是調速范圍大，精度較高。但設備復雜、成本高、維護困難，一般用于中等功率范圍（幾十至幾百千瓦），現(xiàn)已逐步被交流電動機式電力傳動取代。交流電動機式通過變極、調壓和變頻進行調速

12、。實際應用最多者為變頻調速，即采用 一變幅器獲得變幅電源，然后驅動電動機變速。 其特點是調速性能好、 范圍大、效率較高，可自動控制，體積小、適用功率范圍寬。但機械特性在降速段位恒轉矩，低速時效率低且 運轉不夠平穩(wěn)，價格較高，維修需專業(yè)人員。近年來，變頻器作為一種先進、優(yōu)良的變速 裝置迅速發(fā)展，對機械無級變速器產生了一定沖擊。（3）機械傳動機械傳動的特點主要是：轉速穩(wěn)定、滑動率小、工作可靠，具有恒功率機械特性，傳 動效率較高，而且結構簡單、維修方便、價格相對較低。但零部件加工及潤滑要求較高， 承載能力較低，抗過載及耐沖擊性較差，故一般適合于中、小功率傳動。各種型號CVT的主要差別為：發(fā)動機動力傳

13、遞到主動帶輪的過程以及帶輪半徑和夾緊 力的控制方法。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)下運行，也可以選擇 特定的控制程序，增加駕駛的便利性。CVT變速器除了標準擋位外，換擋操縱手柄也可以移至另一個平行的擋位，在“ + ”或“”之間變換。PRNDS換擋控制手柄。三、CVT變速器的結構和工作原理CVT變速器主要是由液力變矩器和自動變速器兩部分組成，它能根據(jù)節(jié)氣門的開度和 車速的變化自動進行換擋。與CVT變速器相比，液力自動變速器最大的不同是其結構，即 液力自動變速器是由液壓控制的齒輪變速系統(tǒng)構成，因此，它并不是真正的無級變速器， 而是有擋位的，是僅在兩擋之間的無級變速。CV

14、T變速器則是由兩組變速輪盤和一條傳動帶組成的。CVT系統(tǒng)主要包括主動輪組、從動輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件。金屬帶由兩束 金屬環(huán)和幾百個金屬片構成（圖6-1-5）。主動輪組和從動輪組都由可動盤和固定盤組成，與油缸靠近一側的帶輪可以在軸上滑動，另一側固定?？蓜颖P與固定盤都是錐面結構，兩 者的錐面形成V型槽與V型金屬傳動帶嚙合。發(fā)動機輸出軸輸出的動力首先傳遞到CVT的主動輪，然后通過V型傳動帶傳遞到從動輪，最后經減速器、差速器傳遞給車輪來驅動汽 車。工作時通過主動輪與從動輪的可動盤做軸向移動來改變主動輪、從動輪錐面與V型傳動帶嚙合的工作半徑，從而改變傳動比。可動盤的軸向移動量是由駕駛者根據(jù)需要通

15、過控 制系統(tǒng)調節(jié)主動輪、從動輪液壓泵油缸壓力來實現(xiàn)。由于主動輪和從動輪的工作半徑可以 實現(xiàn)連續(xù)調節(jié)，從而實現(xiàn)無級變速。四、CVT變速器與傳統(tǒng)自動變速器的區(qū)別CVT變速器比傳統(tǒng)的變速器結構簡單、體積小，CVT變速器既沒有手動變速器的眾多齒輪，也沒有自動變速器復雜的行星齒輪組。舊款的CVT多用橡膠皮帶制成，它的缺點是受力有限、容易打滑，因此只能用在某些摩托車和微型車上，隨著制造工藝技術的改良，現(xiàn)在已應用于中型汽車。此方面技術比較領先的是奧迪和日產。以奧迪為例，廠方針對傳統(tǒng)的CVT在斜坡上容易后溜的問題進行了改良。在1999年底正式推出Multitronic，除了以油冷式多片離合器代替扭力轉換器以減

16、少動力流失以外，還在兩方面進行了徹底改進，包括采用金屬片鏈和 寬齒比的滑輪組。這條金屬片鏈由1 025塊金屬片和75對串針組成，最大可以承受300 N?m的峰值扭力，而傳統(tǒng)的V型鋼帶只可承受200 N ?m的扭力。此外，Multitronic還有很寬的傳動比，介于2.4000.395，相對于傳統(tǒng)的變速箱，甚至是手動變速箱，有較高 的靈活性，令加速更加順暢。在增加和刪除手動變速模式時，工作變得輕松、簡單，因為 只需要更改電腦程序，即可更改齒輪的比例和半徑，不需要更換齒輪。所以，一款CVT變速器可以和多臺不同類型、不同輸出特性的發(fā)動機配合使用。Multitro nic的另一項特點是裝置了扭力感應器

17、，確?；唺A以適當?shù)牧α繆A住金屬片鏈，因為過大的夾力會抵消一部分動力，同時加速金屬片鏈的磨損。一般來說，CVT變速器的動力傳輸快，流失較少，所以車輛起步快，最高車速較普通自動變速器車輛高，并 且轉波的過程順滑、連貫性好，沒有突兀感，發(fā)送機的轉速表與速度表指針幾乎是同步變 化，不會出現(xiàn)普通自動變速器升擋時轉速迅速下跌的現(xiàn)象。國產匹配Multitronic無級變速器的奧迪轎車會出現(xiàn)的癥狀如下：（1）制動問題慢速制動時，轉速在將停而未停時會出現(xiàn)突變，突然下降到200300 r/min，然后再上升。怠速滑行到慢速制動時，轉速表指針突然下降，1/10 s左右迅速恢復，此時，感覺車輛突然向前竄出。（2）加

18、速問題匹配Multitronic無級變速器的奧迪汽車在加速時比較慢，有時甚至在油門較大時車速也沒有太大變化，然后汽車會突然竄出。（3）前進擋（D）起步時不走車，踩加速踏板也無反應此時要先掛入空擋（N）,再掛入前進擋（D）,方可正常起步。以上問題并不是一直存 在，而是隨機出現(xiàn)。出現(xiàn)上述問題時要保持頭腦冷靜，不要驚慌失措，以防止操作失誤。出現(xiàn)以上情況后要及早修理，如果是在質保期內，廠家可以提供免費維修（奧迪質保期是1年或2萬公里，以先到為準）。經維修人員檢測發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)上述問題是變速器中的閥體存在故障，通過更換變速器中的閥體和重新設定控制程序的方法可解決該故障。整個維修時間大約3h，而變速器中的閥體價格較貴，客戶還需要支付變速器油等附料及工時費等。在國外，裝配無級變速器的個別車輛也會遇到問題。如一位寶馬Mi ni車主反應他所駕駛的CVT Mini轎車在60 km/h穩(wěn)速行駛時發(fā)動機轉速會突然升到3 2003 400 r/min此時的擋位是D擋，而非運動模式的S擋。無論是冷車還是熱車