无级变速器工作原理

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。

相对于传统的自动变速器，Multitronic有更高的灵活性，在增加或删除变速模式的时候，只需要更改电脑程序即可改变齿轮的比数和半径，因此可以和多台不同类型、不同输出特性的发动机配合使用。

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，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。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。

飞度的CVT无级变速器是专门为小型车设计的，属于新一代钢带无级自动变速器，可允许两个带轮之间进行高扭矩传递，运转平稳、传动效率高，是小型车里较好的。飞度的CVT变速器还带有S挡(运动模式)，既追求流畅感、低油耗，又不乏驾驶乐趣。

为实现无级变速，按传动方式可采用液体传动、电力传动和机械传动三种方式。

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，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，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。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。

传统的机械传动的特点主要是：转速稳定，滑动率小，工作可靠，具有恒功率机械特性击性较差，故一般适合于中、小功率传动。，传动效率较高，而且结构简单，维修方便，价格相对便宜；但零部件加工及润滑要求较高，承载能力较低，抗过载及耐冲击性较差，故一般适合于中、小功率传动。

新型CVT机构在可调节的齿轮轮毂上且位于同步齿轮的外围圆周上通过连接轴安装有扇形齿轮，扇形齿轮上的齿轮与同步齿轮外圆上的齿轮相啮合，扇形齿轮的外侧与齿杆的一端相固定，这样就组成了可调节的齿轮，当可调齿轮绕齿杆弯曲方向转动来驱动内齿圈时，通过伺服机构调节齿轮转轴与内齿圈转轴之间的距离，从而改变两个相邻齿杆之间所作用内齿圈的齿数，改变传动比，进而可以实现无级变速。

新型CVT结构紧凑，占用空间小，成本低廉，传动效率高，可以实现高负载下的有效传动，使用很方便，便于大规模推广使用。

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。

1、调速精度高，可达到0.5-1转。

2、变速范围大，速比可在1/1.4-1/7之间任意调节变速。

3、强度高，寿命长，采用全密封设计，环境适应性强。

4、调节方便，运转稳定好，可连续运转工作，可正反转运转。

5、适应性好，可与其他电机减速机组直接连接组合并实现低速无极变速。

6、体积小，结构紧凑，采用优质铝合金压铸一次成型，外形美观，永不生锈。

CVT可以在相当宽的范围内实现无级变速，从而获得传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车的燃油经济性。德国的大众公司在自己的Golf VR6轿车上分别安装了4-AT和CVT进行ECE市区循环和ECE郊区循环测试，证明CVT能够有效节约燃油(如表1)

安装4-AT和CVT的大众公司的Golf VR6汽车的燃油消耗对比

试验油耗 4-AT CVT

ECE市区循环，L/100km 14.4 13.2

ECE郊区/远程循环，L/100km 10.8 9.8

90km/h匀速，L/100km 8.3 7.0

120km/h，L/100km 10.3 9.2

汽车的后备功率决定了汽车的爬坡能力和加速能力。汽车的后备功率愈大，汽车的动力性愈好。由于CVT的无级变速特性，能够获得后备功率最大的传动比，所以CVT的动力性能明显优于机械变速器(MT)和自动变速器(AT)。

CVT的速比工作范围宽，能够使发动机以最佳工况工作，从而改善了燃烧过程，降低了废气的排放量。ZF公司将自己生产的CVT装车进行测试，其废气排放量比安装4-AT的汽车减少了大约10%。

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，CVT的成本将会比AT小。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。

由于CVT的速比变化是连续不断的，所以汽车的加速或减速过程非常平缓，而且驾驶非常简单、安全。从而使用户获得全方位的“行驶乐趣”。

ZH系列锥盘环盘无级变速器 MB系列行星摩擦机械无级减速器

精密调速扩大功率XP型和扩大调速范围PX型无级变速

UDL系列行星锥盘无级变速器 P型齿链式无级变速器（JB/T 6952-1993）

W系列锥环式无级变速器 V型宽带无级变速器

MT型四相并列连杆脉动无级变速器 URX系列环锥行星式无级变速器

UD系列行星锥盘无级变速器 Spt系列锥盘环盘无级变速器

MB、MBN型行星锥盘无级变速器 TXF行星锥盘无级变速器

RX系列行星环锥式无级变速器 U系列三相并列连杆脉动无级变速器

WMB型三相并列脉动无级变速器 BWJ系列变速蜗杆减速器

XZW系列行星锥轮无级变速器 摆销链式无级变速器

U34系列三相并列连杆脉动无级变速器 93 JWB行星锥盘无级变速器

WMBLF系列釜用立式无级变速器 GMW系列带式无级变速器

D型行星锥盘无级变速器 MWB系列带式无级变速器

PU系列张力自动调整无级变速器 HZ系列环锥行星无级变速器

PSR型滚柱式无级变速器 PS系列齿链式无级变速器

DMB系列大变速比机械无级变速器 GPZH系列钢对钢锥盘环盘机械无级变速器 P

系列多盘式无级变速器 XB系列钢球式无级变速器    

1、调速精度高，可达到0.5-1转。

2、变速范围大，速比可在1/1.4-1/7之间任意调节变速。

3、强度高，寿命长，采用全密封设计，环境适应性强。

4、调节方便，运转稳定好，可连续运转工作，可正反转运转。

5、适应性好，可与其他电机减速机组直接连接组合并实现低速无极变速。

6、体积小，结构紧凑，采用优质铝合金压铸一次成型，外形美观，永不生锈。

CVT可以在相当宽的范围内实现无级变速，从而获得传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车的燃油经济性。德国的大众公司在自己的Golf VR6轿车上分别安装了4-AT和CVT进行ECE市区循环和ECE郊区循环测试，证明CVT能够有效节约燃油(如表1)

安装4-AT和CVT的大众公司的Golf VR6汽车的燃油消耗对比

试验油耗 4-AT CVT

ECE市区循环，L/100km 14.4 13.2

ECE郊区/远程循环，L/100km 10.8 9.8

90km/h匀速，L/100km 8.3 7.0

120km/h，L/100km 10.3 9.2

汽车的后备功率决定了汽车的爬坡能力和加速能力。汽车的后

无级变速器

备功率愈大，汽车的动力性愈好。由于CVT的无级变速特性，能够获得后备功率最大的传动比，所以CVT的动力性能明显优于机械变速器(MT)和自动变速器(AT)。

CVT的速比工作范围宽，能够使发动机以最佳工况工作，从而改善了燃烧过程，降低了废气的排放量。ZF公司将自己生产的CVT装车进行测试，其废气排放量比安装4-AT的汽车减少了大约10%。

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，CVT的成本将会比AT小。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。

由于CVT的速比变化是连续不断的，所以汽车的加速或减速过程非常平缓，而且驾驶非常简单、安全。从而使用户获得全方位的“行驶乐趣”。

型号

ZH系列锥盘环盘无级变速器 MB系列行星摩擦机械无级减速器

精密调速扩大功率XP型和扩大调速范围PX型无级变速

UDL系列行星锥盘无级变速器 P型齿链式无级变速器（JB/T 6952-1993）

W系列锥环式无级变速器 V型宽带无级变速器

MT型四相并列连杆脉动无级变速器 URX系列环锥行星式无级变速器

UD系列行星锥盘无级变速器 Spt系列锥盘环盘无级变速器

MB、MBN型行星锥盘无级变速器 TXF行星锥盘无级变速器

RX系列行星环锥式无级变速器 U系列三相并列连杆脉动无级变速器

WMB型三相并列脉动无级变速器 BWJ系列变速蜗杆减速器

XZW系列行星锥轮无级变速器 摆销链式无级变速器

U34系列三相并列连杆脉动无级变速器 93 JWB行星锥盘无级变速器

WMBLF系列釜用立式无级变速器 GMW系列带式无级变速器

D型行星锥盘无级变速器 MWB系列带式无级变速器

PU系列张力自动调整无级变速器 HZ系列环锥行星无级变速器

PSR型滚柱式无级变速器 PS系列齿链式无级变速器

DMB系列大变速比机械无级变速器 GPZH系列钢对钢锥盘环盘机械无级变速器 P

系列多盘式无级变速器 XB系列钢球式无级变速器

1) 起步离合器

2) 行星齿轮机构

无级变速器的行星齿轮机构采用双行星齿轮机构，行星架上固定有内、外行星齿轮和右支架，其中右支架是通过螺栓固定在行星架上，外行星齿轮和齿圈啮合，内行星齿轮和太阳轮啮合。它们可以实现前进和倒档。

3) 无级变速机构

无级变速机构由金属传动带和主、被动工作轮组成。金属传动带由两百多个金属片和两组金属环组成，每个金属片的厚度为1.4mm，在两侧工作轮挤压力作用下传递动力。每组金属环由9或12片厚度为0.18mm的带环叠合而成，金属环的功用是提供预紧力，在动力传递过程中，支撑和引导金属片的运动，有时承担部分转矩的传递。主、被动工作轮由可动和不动锥盘两部分组成。

4) 控制系统

控制系统是用来实现无级变速器系统传动比无级自动变化的。在无级变速器系统中，采用机-液控制系统或电-液控制系统。它主要由油泵(齿轮泵和滚子叶片泵)、液压调节阀(速比和带与轮间压紧力的调节)、传感器(油门和发动机转速)和主、从工作轮的液压缸及管道组成，实现传动无级变速的调节。速比控制、夹紧力控制和起步离合器的控制是无级变速控制系统的关键。

5) 中间减速机构

由于无级变速机构可提供的速比变化范围为2.6~0.445左右，不能完全满足整车传动比变化范围的要求，故设有中间减速机构。