无级变速机械装置

Ⅰ 无极变速器的基本原理是什么

CVT工作原理
一、CVT的发展
无级变速其实是一个古老的概念,最早获得成功应用的是在1886年由德国Daimlar-Benz公司生产的汽油机汽车上，它是一种V型橡胶带式无级变速传动装置，但由于存在着传递转矩容量、可靠性和使用寿命的制约，应用有限。因此在汽车诞生的一百多年的时间里，最基本的传动形式一直是有级齿轮传动。
二十世纪七十年代中期，荷兰Van Doorne's Transmissie B.V公司（简称VDT公司）开发出一种金属带式无级自动变速器，称为VDT-CVT。这种无级自动变速器克服了以前其它传动形式的缺点，实现了真正意义上的无级变速传动。VDT-CVT自1987年商品化以来，到目前为止，世界上几乎所有的汽车生产厂家，都接受了这项技术，开发出自己的CVT。CVT的适用范围也从最初的0.6升，发展到目前的3.3升。

二、金属带式CVT的原理
CVT的主要结构主要由主动轮组、从动轮组和金属带构成。金属带由两束金属环和几百个金属片构成。在主动轮组和从动轮组中，与油缸靠近的一侧带轮可以在轴上滑动，另一侧则固定。两个带轮的锥面相对构成V型槽，与金属片的侧面接触，在液压系统的作用下，实现动力传递和速比的变化。
在金属带式无级变速器的液压系统中，从动油缸的作用是控制金属带的张紧力，以保证来自发动机的动力高效、可靠的传递。主动油缸控制主动锥轮的位置沿轴向移动，在主动轮组金属带沿V型槽移动，由于金属带的长度不变，在从动轮上金属带沿V型槽向相反的方向变化。金属带在主动轮组和从动轮组上的回转半径发生变化，实现速比的连续变化。
三、CVT的优点
无级变速传动具有常规变速传动无法比拟的优点。由于无级变速传动CVT与有级传动有着原则性的差别，由计算机控制速比连续的变化，不会出现MT的换档时速比的跳跃，因此乘客感到的只是汽车的平稳加速，而不会感到换档冲击。同时使汽车的操纵性大大简化，降低了驾驶员的劳动强度，非常适合非专业驾驶员。另外，由于传动机理不同，无级变速传动也表现出较高的传动效率和优良的使用特性。对于典型的5档AT，不同档位的传动效率有很大的差异，平均传动效率为60%。一般的MT的传动效率为97%。尽管金属带式无级变速器为摩擦传动，但它的传动效率，经试验测定达到90-97%之间，与MT的传动效率差不多。由于无级变速传动使发动机的工作点与车速无关，根据不同的需要可以控制发动机的工作点在最经济工作点或最佳动力工作点工作，因此无级变速传动比其它传动方式表现出更高的经济性和动力性。
四、CVT研究现状
迄今为止，CVT变速器仅有不到十年的销售历史。目前，全世界年产CVT汽车一百多万辆，其中90%在日本生产，另外的10%在欧洲和美洲生产。

金属带无极变途器的优点很多，如：变速没有冲击，不用变换啮合齿轮，处形尺寸小。现在已经在一定范围内克服了传送带打滑的问题，改用金属链代替金属带，可以在一定条件下实现在大排量轿车上的使用。

现代无级变速器开发技术水平最高的是采用金属链带机械式无极变速器，例如奥迪A6multitronic无级变速器就采用了金属链条这一形式。目前除了奥迪以外，福特和通用也投入上亿美元巨资研制了从1.3升-2.0升汽车发动机所配用的无极变速器。

以荷兰生产的无极变速器著名厂家VDT公司为例，目前按照发动机排量主要有以下类型：采用电磁离合器作为起动装置，机械－液压传动或电控－液压传动系统，以外啮合齿轮泵作为液压源，适用于发动机排量1.3升以下的小型轿车。采用湿式多片离合器作为起动装置，机械－液压传动，动力传送采用金属链条，适用于发动机排量1.8升以下的中型轿车。还有采用新型金属链条，液力变矩器与无极变速器结合，全电子控制，适用于3.0升以下较大排量的豪华轿车。

世界最大的变速器制造企业德国ZF公司也采用VDT技术，生产用于1.5升-2.5升中排量轿车的无极变速器系列，计有CFT系列，适用于前轮驱动发动机横置的轿车；CTT系列，适用于前轮驱动发动机纵置的轿车；CRT系列，适用于各轮驱动发动机纵置的轿车。据荷兰VDT公司介绍，现在新的设计和技术已经解决了无极变速器过去存在的主要问题，因V型带损坏而出现的故障发生率只有千分之2.5，比例很低。

如果不考虑所用传送带的差异，各种型号无极变速器的主要差别集中在发动机动力传递到主动带轮的过程以及带轮半径和夹紧力的控制方法上。目前，无极变速器的控制一般都采用电子控制模式，既可以在自动状态下运行，也可以选择单独的控制程序，增加驾驶的便利性。除了标准档位位置外，操纵手柄也可以移至另一个平行的档位，在“+”或“-”之间变换。以富士无极变速器为例，其电子控制系统由电磁离合器系统、电子控制单元(ECU)、传感元件和电磁阀等组成。传感元件包括档位操纵手柄位置传感器、节气门开度位置传感器、发动机转速传感器、车速传感器、制动踏板位置传感器，它们为ECU提供汽车行驶的信号。ECU根据传感器的信号做出判断，并将控制信号送至电磁阀，控制电磁阀与液压系统的工作

Ⅱ 什么是机械无级变速器

在相当多的搅拌操作中，由于工艺条件要求搅拌轴变速运转或搅拌工艺处于试验研究阶段使搅拌轴转速未定，往往需要选用无级变速器。
机械无级变速器大多利用主功构件与从动构件接触处的摩擦（牵引）力传动来传递运动和扭矩，并通过改变主、从动件的相对位置以改变接触处的土作半径来实现无级变速。
无级变速器的主要功能是根据生产实际需要随时调整工作转速，从而获得最合适的转速，即其传动比可在设计预定的范围内无级地进行改变，以简化变速传动结构、提高生产效率和产品质量、合理利用动能，同时可实现遥控及自动控制功能，减轻操作人员的劳动强度。
无级变速器具有以下特点：
(1)
结构简单。大多数行星摩擦式无级变速器由6～8个关键传动元件组成，传动元件数目较少，结构紧凑。外形尺寸小，整机制造相对较容易。
(2)
变速范围较大。可简化传动结构，传动平稳、噪声极低。
(3)
驱动功率较大，承载能力较强。
(4)
输出机械特性优越。一般情况下，无级变速器低转速时恒扭矩输出特性较强，高转速时可达到恒功率输出。
(5)
传动效率高，机构寿命长。正常使用寿命可达10年以上。
由于上述特点，再加上其属于降速型传动，因而在搅拌设备上应用较多。
值得注意的是：机械无级变速器与齿轮传动相比，超负载能力较差，而且工作过程中有滑动、丢转等现象。因此，在启动扭矩大、启动次数多、负荷变动大、有冲击负荷和急刹车等使用条件下，会降低变速器的使用寿命。考虑到这些因素，可在额定功率或扭矩的基础上再乘以一个系数，即采用比原规格稍大的、有一定裕量的无级变速器，或者设置保护装置，并在结构上尽量避免变速器受到苛刻的负荷条件。

Ⅲ 无级变速器的结构、工作原理

无级变速器的结构；变速箱总成与发动机直列布置，变速箱内有平行轴，输入轴、主动带轮轴、从动带轮轴以及主传动轴。输入轴和主动带轮轴与发动机曲轴呈直线布置，由恒星齿轮、行星齿轮及行星架构成。

主动带轮轴和从动带轮轴均由带活动和固定两种轮面的带轮构成，两个带轮通过钢带联接。主动带轮轴包括主动带轮、倒挡制动器及前进离合器，从动带轮轴包括从动带轮、起步离合器以及与驻车齿轮一体的中间从动齿轮。主传动轴由主减速器主动齿轮和中间从动齿轮组成。

工作原理；将传动带两端绕在一个锥形带轮上，带轮的外径大小靠油压大小进行无级的变化。起步时，主动带轮直径变为最小直径，而被动带轮变为最大，实现较高的传动比。

随着车速的增加和各个传感器信号的变化，电脑控制系统来断定控制两个带轮的控制油压，最终改变带轮直径的连续变化，从而在整个变速过程中达到无级变速。而锥形带轮之间的传动带，在过去的一段时间，由于材质的原因，所受的拉力有限，所能承受的扭矩有限，只能用在摩托车式小排量车上。

(3)无级变速机械装置扩展阅读；

第二代无级变速器采用液力变矩器、电子控制，CVT传递扭矩提高到250Nm，金属钢带宽度可为3Omm。大多数CVT都采用液力变矩器，在起动时，其传递扭矩放大能力和传递平顺性可提供最佳的性能。为了改善其传动效率，当车速达到一定值后锁止离合器使液力变矩器锁止，锁止离合器接合来降低损耗。

目前最新型的无级变速器将传递扭矩提高到350Nm。改进金属钢带，增加其功率密度、优化了起动策略、增加扭矩过载保护装皿、优化了液压系统、速比范围增加、提高变速机械和液压系统效率、降低钢带和带轮夹紧力，从而提高了整个CVT的效率，减少了体积和成本。

脉动式无级变速器包括三相并列连杆式(GUSA型)与四相并开连杆式(Zero-Max型)。其中行星锥盘式无级变速器通用性较强，结构和工艺较简单，工作可靠，综合性能优良，尤其是能适应各种生产流水线需要，大部分无级变速器产品的输入功率为0.18~7.5kW,少数类型可以达到22~30 kW。

Ⅳ 机械式无级变速器是由哪些部分组成的

（1）起步离合器

目前，用作汽车起步的装置有湿式离合器、电磁离合器和液力变矩器3种，目的是使汽车以足够大的牵引力平顺起步，提高驾驶舒适性，必要时可切断动力传递。

（2）行星齿轮机构

CVT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的，外行星齿轮和齿圈啮合，内行星齿轮和太阳轮啮合。

（3）无级变速机构

无级变速机构由金属传动带和主、从动工作轮组成。金属传动带由多个金属片和两组金属环组成，每个金属片在两侧工作轮的挤压力作用下传递动力。每组金属环由数片带环叠合而成，其作用是提供预紧力、在动力传递过程中支撑和引导金属片的运动，有时还可承担部分转矩的传递。主、从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CVT系统传动比无级自动变化的，一般常采用机械液压控制系统或电控液压控制系统。控制系统主要由油泵（齿轮泵或叶片泵）、液压调节阀（调节速比和带与轮间压紧力）、传感器（节气门位置，加速踏板，发动机转速和车速）、控制单元和主、从工作轮的液压缸及管道组成，用于实现传动比无级变速的调节。压紧力控制和起步离合器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为2.6~0.445，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。