無級變速機械裝置

Ⅰ 無極變速器的基本原理是什麼

CVT工作原理
一、CVT的發展
無級變速其實是一個古老的概念,最早獲得成功應用的是在1886年由德國Daimlar-Benz公司生產的汽油機汽車上，它是一種V型橡膠帶式無級變速傳動裝置，但由於存在著傳遞轉矩容量、可靠性和使用壽命的制約，應用有限。因此在汽車誕生的一百多年的時間里，最基本的傳動形式一直是有級齒輪傳動。
二十世紀七十年代中期，荷蘭Van Doorne's Transmissie B.V公司（簡稱VDT公司）開發出一種金屬帶式無級自動變速器，稱為VDT-CVT。這種無級自動變速器克服了以前其它傳動形式的缺點，實現了真正意義上的無級變速傳動。VDT-CVT自1987年商品化以來，到目前為止，世界上幾乎所有的汽車生產廠家，都接受了這項技術，開發出自己的CVT。CVT的適用范圍也從最初的0.6升，發展到目前的3.3升。

二、金屬帶式CVT的原理
CVT的主要結構主要由主動輪組、從動輪組和金屬帶構成。金屬帶由兩束金屬環和幾百個金屬片構成。在主動輪組和從動輪組中，與油缸靠近的一側帶輪可以在軸上滑動，另一側則固定。兩個帶輪的錐面相對構成V型槽，與金屬片的側面接觸，在液壓系統的作用下，實現動力傳遞和速比的變化。
在金屬帶式無級變速器的液壓系統中，從動油缸的作用是控制金屬帶的張緊力，以保證來自發動機的動力高效、可靠的傳遞。主動油缸控制主動錐輪的位置沿軸向移動，在主動輪組金屬帶沿V型槽移動，由於金屬帶的長度不變，在從動輪上金屬帶沿V型槽向相反的方向變化。金屬帶在主動輪組和從動輪組上的回轉半徑發生變化，實現速比的連續變化。
三、CVT的優點
無級變速傳動具有常規變速傳動無法比擬的優點。由於無級變速傳動CVT與有級傳動有著原則性的差別，由計算機控制速比連續的變化，不會出現MT的換檔時速比的跳躍，因此乘客感到的只是汽車的平穩加速，而不會感到換檔沖擊。同時使汽車的操縱性大大簡化，降低了駕駛員的勞動強度，非常適合非專業駕駛員。另外，由於傳動機理不同，無級變速傳動也表現出較高的傳動效率和優良的使用特性。對於典型的5檔AT，不同檔位的傳動效率有很大的差異，平均傳動效率為60%。一般的MT的傳動效率為97%。盡管金屬帶式無級變速器為摩擦傳動，但它的傳動效率，經試驗測定達到90-97%之間，與MT的傳動效率差不多。由於無級變速傳動使發動機的工作點與車速無關，根據不同的需要可以控制發動機的工作點在最經濟工作點或最佳動力工作點工作，因此無級變速傳動比其它傳動方式表現出更高的經濟性和動力性。
四、CVT研究現狀
迄今為止，CVT變速器僅有不到十年的銷售歷史。目前，全世界年產CVT汽車一百多萬輛，其中90%在日本生產，另外的10%在歐洲和美洲生產。

金屬帶無極變途器的優點很多，如：變速沒有沖擊，不用變換嚙合齒輪，處形尺寸小。現在已經在一定范圍內克服了傳送帶打滑的問題，改用金屬鏈代替金屬帶，可以在一定條件下實現在大排量轎車上的使用。

現代無級變速器開發技術水平最高的是採用金屬鏈帶機械式無極變速器，例如奧迪A6multitronic無級變速器就採用了金屬鏈條這一形式。目前除了奧迪以外，福特和通用也投入上億美元巨資研製了從1.3升-2.0升汽車發動機所配用的無極變速器。

以荷蘭生產的無極變速器著名廠家VDT公司為例，目前按照發動機排量主要有以下類型：採用電磁離合器作為起動裝置，機械－液壓傳動或電控－液壓傳動系統，以外嚙合齒輪泵作為液壓源，適用於發動機排量1.3升以下的小型轎車。採用濕式多片離合器作為起動裝置，機械－液壓傳動，動力傳送採用金屬鏈條，適用於發動機排量1.8升以下的中型轎車。還有採用新型金屬鏈條，液力變矩器與無極變速器結合，全電子控制，適用於3.0升以下較大排量的豪華轎車。

世界最大的變速器製造企業德國ZF公司也採用VDT技術，生產用於1.5升-2.5升中排量轎車的無極變速器系列，計有CFT系列，適用於前輪驅動發動機橫置的轎車；CTT系列，適用於前輪驅動發動機縱置的轎車；CRT系列，適用於各輪驅動發動機縱置的轎車。據荷蘭VDT公司介紹，現在新的設計和技術已經解決了無極變速器過去存在的主要問題，因V型帶損壞而出現的故障發生率只有千分之2.5，比例很低。

如果不考慮所用傳送帶的差異，各種型號無極變速器的主要差別集中在發動機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，無極變速器的控制一般都採用電子控制模式，既可以在自動狀態下運行，也可以選擇單獨的控製程序，增加駕駛的便利性。除了標准檔位位置外，操縱手柄也可以移至另一個平行的檔位，在「+」或「-」之間變換。以富士無極變速器為例，其電子控制系統由電磁離合器系統、電子控制單元(ECU)、感測元件和電磁閥等組成。感測元件包括檔位操縱手柄位置感測器、節氣門開度位置感測器、發動機轉速感測器、車速感測器、制動踏板位置感測器，它們為ECU提供汽車行駛的信號。ECU根據感測器的信號做出判斷，並將控制信號送至電磁閥，控制電磁閥與液壓系統的工作

Ⅱ 什麼是機械無級變速器

在相當多的攪拌操作中，由於工藝條件要求攪拌軸變速運轉或攪拌工藝處於試驗研究階段使攪拌軸轉速未定，往往需要選用無級變速器。
機械無級變速器大多利用主功構件與從動構件接觸處的摩擦（牽引）力傳動來傳遞運動和扭矩，並通過改變主、從動件的相對位置以改變接觸處的土作半徑來實現無級變速。
無級變速器的主要功能是根據生產實際需要隨時調整工作轉速，從而獲得最合適的轉速，即其傳動比可在設計預定的范圍內無級地進行改變，以簡化變速傳動結構、提高生產效率和產品質量、合理利用動能，同時可實現遙控及自動控制功能，減輕操作人員的勞動強度。
無級變速器具有以下特點：
(1)
結構簡單。大多數行星摩擦式無級變速器由6～8個關鍵傳動元件組成，傳動元件數目較少，結構緊湊。外形尺寸小，整機製造相對較容易。
(2)
變速范圍較大。可簡化傳動結構，傳動平穩、雜訊極低。
(3)
驅動功率較大，承載能力較強。
(4)
輸出機械特性優越。一般情況下，無級變速器低轉速時恆扭矩輸出特性較強，高轉速時可達到恆功率輸出。
(5)
傳動效率高，機構壽命長。正常使用壽命可達10年以上。
由於上述特點，再加上其屬於降速型傳動，因而在攪拌設備上應用較多。
值得注意的是：機械無級變速器與齒輪傳動相比，超負載能力較差，而且工作過程中有滑動、丟轉等現象。因此，在啟動扭矩大、啟動次數多、負荷變動大、有沖擊負荷和急剎車等使用條件下，會降低變速器的使用壽命。考慮到這些因素，可在額定功率或扭矩的基礎上再乘以一個系數，即採用比原規格稍大的、有一定裕量的無級變速器，或者設置保護裝置，並在結構上盡量避免變速器受到苛刻的負荷條件。

Ⅲ 無級變速器的結構、工作原理

無級變速器的結構；變速箱總成與發動機直列布置，變速箱內有平行軸，輸入軸、主動帶輪軸、從動帶輪軸以及主傳動軸。輸入軸和主動帶輪軸與發動機曲軸呈直線布置，由恆星齒輪、行星齒輪及行星架構成。

主動帶輪軸和從動帶輪軸均由帶活動和固定兩種輪面的帶輪構成，兩個帶輪通過鋼帶聯接。主動帶輪軸包括主動帶輪、倒擋制動器及前進離合器，從動帶輪軸包括從動帶輪、起步離合器以及與駐車齒輪一體的中間從動齒輪。主傳動軸由主減速器主動齒輪和中間從動齒輪組成。

工作原理；將傳動帶兩端繞在一個錐形帶輪上，帶輪的外徑大小靠油壓大小進行無級的變化。起步時，主動帶輪直徑變為最小直徑，而被動帶輪變為最大，實現較高的傳動比。

隨著車速的增加和各個感測器信號的變化，電腦控制系統來斷定控制兩個帶輪的控制油壓，最終改變帶輪直徑的連續變化，從而在整個變速過程中達到無級變速。而錐形帶輪之間的傳動帶，在過去的一段時間，由於材質的原因，所受的拉力有限，所能承受的扭矩有限，只能用在摩托車式小排量車上。

(3)無級變速機械裝置擴展閱讀；

第二代無級變速器採用液力變矩器、電子控制，CVT傳遞扭矩提高到250Nm，金屬鋼帶寬度可為3Omm。大多數CVT都採用液力變矩器，在起動時，其傳遞扭矩放大能力和傳遞平順性可提供最佳的性能。為了改善其傳動效率，當車速達到一定值後鎖止離合器使液力變矩器鎖止，鎖止離合器接合來降低損耗。

目前最新型的無級變速器將傳遞扭矩提高到350Nm。改進金屬鋼帶，增加其功率密度、優化了起動策略、增加扭矩過載保護裝皿、優化了液壓系統、速比范圍增加、提高變速機械和液壓系統效率、降低鋼帶和帶輪夾緊力，從而提高了整個CVT的效率，減少了體積和成本。

脈動式無級變速器包括三相並列連桿式(GUSA型)與四相並開連桿式(Zero-Max型)。其中行星錐盤式無級變速器通用性較強，結構和工藝較簡單，工作可靠，綜合性能優良，尤其是能適應各種生產流水線需要，大部分無級變速器產品的輸入功率為0.18~7.5kW,少數類型可以達到22~30 kW。

Ⅳ 機械式無級變速器是由哪些部分組成的

（1）起步離合器

目前，用作汽車起步的裝置有濕式離合器、電磁離合器和液力變矩器3種，目的是使汽車以足夠大的牽引力平順起步，提高駕駛舒適性，必要時可切斷動力傳遞。

（2）行星齒輪機構

CVT採用雙行星齒輪機構，行星架上固定有內、外行星齒輪和右支架，其中右支架是通過螺栓固定在行星架上的，外行星齒輪和齒圈嚙合，內行星齒輪和太陽輪嚙合。

（3）無級變速機構

無級變速機構由金屬傳動帶和主、從動工作輪組成。金屬傳動帶由多個金屬片和兩組金屬環組成，每個金屬片在兩側工作輪的擠壓力作用下傳遞動力。每組金屬環由數片帶環疊合而成，其作用是提供預緊力、在動力傳遞過程中支撐和引導金屬片的運動，有時還可承擔部分轉矩的傳遞。主、從動工作輪由可動和不動錐盤兩部分組成。

（4）控制系統

控制系統是用來實現CVT系統傳動比無級自動變化的，一般常採用機械液壓控制系統或電控液壓控制系統。控制系統主要由油泵（齒輪泵或葉片泵）、液壓調節閥（調節速比和帶與輪間壓緊力）、感測器（節氣門位置，加速踏板，發動機轉速和車速）、控制單元和主、從工作輪的液壓缸及管道組成，用於實現傳動比無級變速的調節。壓緊力控制和起步離合器控制是無級變速控制系統的關鍵。

（5）中間減速機構

由於無級變速機構可提供的速比變化為2.6~0.445，不能完全滿足整車傳動比變化范圍的要求，故設有中間減速機構。