無段變速傳動屬于自動變速的一種類型,由于以前應(yīng)用比較狹窄,所以知道的人不多。
無段變速傳動的英文全稱
Continuouslv VariableTransmission,簡稱
CVT,有其裝置的
變速器也稱為無段變速箱或者無級變速器,本欄目曾在《自動變速器》一文簡略介紹了一下CVT。這種變速器和普通自動變速器的最大區(qū)別,是它省去了復(fù)雜而又笨重的齒輪組合變速傳動,而只用了兩組帶輪進行變速傳動。通過改變驅(qū)動輪與從動輪傳動帶的接觸半徑進行變速的,設(shè)計構(gòu)思十分奧妙。
發(fā)明這種變速傳動機構(gòu)的是荷蘭人。當(dāng)初傳送帶用了V型橡膠帶,材料較差傳遞力矩小,沒有什么實用價值。1979年荷蘭DAF的工程師改用金屬帶,完善并開發(fā)出實用型的CVT系統(tǒng)。它具有零件少,體積小,重量輕,與普通自動變速器比較具有較高的傳動效率,油耗較低的優(yōu)點。但缺點也是明顯的,就是傳動帶很容易損壞,不能承受較大的載荷,但在小
功率汽車上很有市場。富士、
菲亞特、德國
福特都先后引進CVT,加以改善,用在自己的汽車上。1984年,最善于應(yīng)用新技術(shù)的富士車廠研制了具有電腦裝置的電子無段變速傳動ECVT,并在1987年2月裝在Justy(J10)汽車上推出市場。
以富士車為例,CVT由4大子系統(tǒng)組成,即電磁
離合器系統(tǒng)、電子與液壓控制系統(tǒng)、方向轉(zhuǎn)換(前進/后退)系統(tǒng)、無段變速傳動系統(tǒng),核心部分是無段變速傳動系統(tǒng)(CVT System)。無段變速傳動系統(tǒng)主要部件是兩個帶輪和鋼帶,鋼帶套在兩個帶輪上。帶輪由兩塊呈八字形的輪壁組成,這兩片輪壁中間的凹槽形成一個V形,其中一邊輪壁由液壓控制機構(gòu)操縱,可以視不同的
發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行分開與拉近的動作,V形凹槽也隨之變寬或變窄,將鋼帶升高或降低,從而改變鋼帶與帶輪接觸的直徑。兩個帶輪反向調(diào)節(jié),即其中一個帶輪凹槽逐漸變寬時,另一個帶輪凹槽就會逐漸變窄。
這樣,當(dāng)汽車慢速行駛時,可以令主動帶輪的凹槽
寬度大于被動帶輪凹槽,主動帶輪的鋼帶園周半徑小于被動帶輪的鋼帶園周半徑,即小園帶大園,因此能傳遞較大的
扭矩。當(dāng)汽車逐漸轉(zhuǎn)為高速時,主動帶輪的一邊輪壁向內(nèi)靠攏,凹槽寬度變小迫使鋼帶升起,直至最高頂端,而被動帶輪的一邊輪壁剛好相反,向外移動拉大凹槽寬度迫使鋼帶降下,即主動帶輪鋼帶的園周半徑大于被動帶輪鋼帶的園周半徑,變成大園帶小園,因此能保證汽車高速度時的速度要求。
無段變速箱轎車一樣有自己的檔位,停車檔P、倒車檔R、空檔N、前進檔D等,只是汽車前進自動換檔時沒有突跳的感覺,十分平穩(wěn)。
由于近年材料技術(shù)的發(fā)展,提高了金屬帶的承受力,使無段變速傳動已經(jīng)不局限于小功率汽車上的應(yīng)用,在高檔轎車上也有了它的蹤跡。1999年在歐洲市場推出的
奧迪A6型2.4升轎車,率先裝配了無段變速箱。據(jù)廠方介紹,
奧迪2.4升V6發(fā)動機
最大扭矩是230牛頓米,而無段變速箱的最大扭矩輸出是299牛頓米,能力綽綽有余。同時,無段變速箱傳動比寬,遠較
手動變速箱和普通自動變速器靈活,關(guān)鍵技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單,只須改變金屬帶在兩端帶輪的園周半徑即可變速,可以隨時改動變速器的參數(shù)以適應(yīng)不同地區(qū)市場的需要。當(dāng)然,CVT仍然有它的應(yīng)用局限性,其關(guān)鍵仍然是金屬帶的承受能力,因此,目前只能應(yīng)用在輕型汽車上。