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无极变速器的知识

来源:automobile_pro    发布时间:2019-12-29 18:58:16

什么是无极变速器

无极变速器就是通常所说的CTV(Continuously Variable Transmission),直译过来意思就是可连续变化的变速器,CVT与有级变速器的区别在于,它的变速比不是间断的点,而是一系列连续的值,从而实现了良好的经济性、动力性和驾驶平顺性,而且降低了排放和成本,CVT在操作上类似于自动变速器,确不像自动变速器那样跳档,而是连续地换挡。换句话说,普通变速器有1挡,2挡,3挡,而无极变速器没有这个概念,如果还不理解的话,可一这么说,有级变速器,每个档位的变速比不一样,会出现跳跃,无极变速器是连续变化的。

CVT的工作原理

在CVT中,传统的齿轮被一对滑轮和金属链带所替代,我们结合构造图片来讲解。



CVT剖面图



每个滑轮其实是由两个椎形盘组成的V形结构,引擎轴连接小滑轮,透过钢制皮带带动大滑轮。玄机就出在这特殊的滑轮上:CVT的传动滑轮构造比较奇怪,分成活动的左右两半,可以相对接近或分离。锥型盘可在液压的推力作用下收紧或张开,挤压钢片链条以此来调节V型槽的宽度。当锥型盘向内侧移动收紧时,钢片链条在锥盘的挤压下向圆心以外的方向(离心方向)运动,相反会向圆心以内运动。这样,钢片链条带动的圆盘直径增大,传动比也就发生了变化。现实生活中一个通俗的例子来帮助理解这个原理,大家都知道山地自行车可以有很多的档位,最常见的3X7档位的,前边链轮有三个,后边链轮有7个,通过换挡可以使链条在不同的链轮上,想搭配会出来21个档位,而CVT也是如此,不过CVT的金属链条不会发生未知的变化,而是直径在变化,通过直径的变化调节传动比,从而实现变速。



CVT的构造图



通过一个简单的动画模型来加深理解CVT的变速原理





大家可以看到随着两个锥形盘轴向的移动,金属链带的直径在发生连续的变化,这也就是CVT实现无极变速的原理。从结构分析也可以看出,如果两个锥形盘对金属链带的夹紧力不够大,那么就会出现打滑的现象,影响动力的输出,但是这从另一方面能够避免动力过载。就像家里的电流大了之后电闸自动跳下去一样,如果载荷过大,变速器出现打滑的现象也是在所难免的。

CVT控制原理

既然CVT不像普通变速器那样换挡,那么CVT是如何工作的呢,通过一个简单的控制原理图来说明:





当我们踩下油门踏板的时候,节气门开度发生变化,通过计算之后得到与节气门开度对应的发动机转速和对应的速度,车速值通过PID控制,计算出一个发动机功率,同时得到一个变速器传动比,通过相关的液压元件控制变速器传动比,与此同时发动机转速升高,通过CVT之后传递到车轮,车速增大,车速信号与之前计算得出的车速形成差值,通过PID控制再进行加速,知道差值为0,整个过程是一个闭环控制过程,如果驾驶员不满意目前的车速,继续踩下油门踏板,则车速进一步增大。在进行过程控制的同时,车速和发动机转速相应的变化会显示在速度表和发动机转速表上。

由于CVT本身结构可以做到很小,而且平顺性较好,所以在小型车和摩托车上都是不错的选择。


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