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变速器结构详解之金属带式无级变速器

来源:无敌汽车网 文:Soul 图:Modi-Auto/互联网 鸣谢: 审:R.P

2011-06-03

[导读] 在现代汽车上常见的变速器种类,如果按照内部结构来分,大概可以分为有级式与无级式两种,有级式的两种在之前的两篇文章中都已经详细介绍过,那么接下来说无级式变速器。所谓无级式变速器就是指变速器并没有固定的档位,它的传动比是连续不断地变化的。而目前最为常见的无级式变速器可数金属带式无级变速器(VDT-CVT),这种变速器在国内车型上搭载的时间并不长,但它可不是什么新产品,因为它早在1490年便在达芬奇的想象力下被绘画出来,而在1889年就申请了CVT的专利。直到20世纪70年代的中后期荷兰的VDT(Van Doorne’s Transmission b.V)公司研制出了第一台汽车用的CVT,并将这款CVT称为VDT-CVT。

在现代汽车上常见的变速器种类,如果按照内部结构来分,大概可以分为有级式与无级式两种,有级式的两种在之前的两篇文章中都已经详细介绍过,那么接下来说无级式变速器。所谓无级式变速器就是指变速器并没有固定的档位,它的传动比是连续不断地变化的。而目前最为常见的无级式变速器可数金属带式无级变速器(VDT-CVT),这种变速器在国内车型上搭载的时间并不长,但它可不是什么新产品,因为它早在1490年便在达芬奇的想象力下被绘画出来,而在1889年就申请了CVT的专利。直到20世纪70年代的中后期荷兰的VDT(Van Doorne’s Transmissionb.V)公司研制出了第一台汽车用的CVT,并将这款CVT称为VDT-CVT。而且早在1987年斯巴鲁公司便首次将这款VDT-CVT变速器装备在他们的Justy车型上。直到2005年,荷兰VDT公司已经累计生产了VDT-CVT变速器超过1000万套,而且它的搭载车型也越来越多,好像上一代的广本飞度(GD),菲亚特的派力奥、奇瑞的旗云、日产天籁、蓝瑟翼神等都已经可以选配VDT-CVT变速器版本。那么下面就介绍一下这款变速器的结构与原理吧。

图:这款是复合型的金属带式无级变速器,可见除了金属带及工作轮之外,在输入轴前还有一组行星齿轮。

图:这是博世BOSCH)推出的传动金属带,它由一个个金属环夹着皮带所组成,利用金属环保护皮带可以让皮带在运行过程中避免皮带被摩擦而损坏的问题。

先说说CVT变速器的结构吧。金属带式无级变速也就是我们常说的CVT变速器,它的内部结构跟之前说的两种有级变速器也是完全不同,而且不单止是内部结构,就连传动的传动的部件也不一样。之前介绍的两种有级式的变速器虽然使用的齿轮不同,但是它们都是利用齿轮啮合来实现动力的传递,而金属带式无级变速器则是通过表面呈V型主动工作轮、金属带、V型的从动工作轮来实现动力传递。主动工作轮安装于输入轴之上,它在获得动力之后会带动金属带转动,而金属带的另一端则会连接于从动工作轮,而从动工作轮则连接在输出轴上,于是动力就会被这样传递至输出轴,然后通过尾牙等部件将动力传递至车轮上。

图:从上图可以看到,呈V型的是工作轮,它的一边连接着可以使其活动的液压控制装置,当液压控制装置为其注油或者放油,就可以让工作轮单边进行轴向移动,从而改变架在工作轮之上的金属带的工作半径。

既然说得上是变速器,那么当然不单止是传动那么简单,最起码也需要改变传动比吧。上面也说到,主动工作轮以及从动工作轮它们的表面是呈V型的,这个V型的工作轮不论是主动工作轮还是从动工作轮的两边都配有液压控制装置,这个液压控制装置的作用是让工作轮的一边作轴向移动。而架在V型工作轮中间的金属带也会因工作轮单边的轴向移动而使它上下移动,从而改变金属带的工作半径,实现了改变传动比。由于使用液压控制,所以工作轮单边的轴向移动是线性的,所以造成传动比的变化也是线性的,从机械结构上,它并没有一组一组的固定传动比输出,所以它并没有档位的概念。目前有很多车型上都声称搭载有几速的手/自一体化无级变速器,但事实上它只是一个普通的无级变速器,但修改变速箱电脑的控制程序,使它可以将工作轮的移动固定在一个位置上,从而使传动比固定于某一个值上而已。

图:这款是经过奥迪改良的金属带式无级变速器,它们利用金属链条代替金属带,使其可以承受更多的扭力

目前已经陆陆续续有车厂推出了搭载无级变速器的车型,那是因为无级变速器可以让引擎的转数保持于一个最佳的输出范围内,从而提高了燃油利用的效率。另外由于它是没有固定的档位,故此,它在变速的过程中就会避免出现换挡时产生的顿挫感,从而提升了汽车的行驶舒适性。不过,有优肯定有劣,对于金属带式无级变速器来说,它的最大缺点无疑就是它无法承受较大扭力和转速,因为它依靠金属带来传动,如果扭力超过金属带传动的极限金属带就会出现打滑,这样就无法进行动力的传递,另外转速过高也有同样的情况发生。所以,如果要让金属带式无级变速器承受更大的扭力,那么就需要为其选用强度更高的金属带,而这样做的后果就是直接导致变速器在可以承受同样扭力的情况下体重比常啮合式齿轮变速器大。

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