CVT變速箱及其常見故障分析

周小紅

摘 要：CVT變速箱傳動以其油耗低、節(jié)能環(huán)保、換擋平順等優(yōu)點，在汽車市場應(yīng)用中越來越廣泛，也受到混合動力汽車的青睞。目前CVT變速箱技術(shù)逐漸成熟，但在使用過程中還會出現(xiàn)一些問題。本文結(jié)合文獻情報和研究工作經(jīng)歷，分析CVT變速箱的特點，以及目前兩類CVT傳動帶關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)與特點，最后歸納了CVT變速箱的常見故障及原因分析，為CVT變速箱的維修和保養(yǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞：自動變速技術(shù);CVT變速箱;故障;維修

1 引言

隨著人們環(huán)保意識的增強，節(jié)能降排已成為汽車技術(shù)研究的熱點話題。CVT變速箱技術(shù)可提供連續(xù)的傳動比變化，從而提高燃油的經(jīng)濟性和車輛的動態(tài)性，這對傳統(tǒng)燃料汽車的節(jié)能減排起著至關(guān)重要的作用。CVT變速傳動技術(shù)誕生于19世紀90年代，起初以橡膠制成傳動帶，存在扭矩小、壽命短等問題，被市場所忽略，但隨著CVT技術(shù)研究的不斷深入，鋼帶式、鏈條式等大扭矩傳動帶逐漸出現(xiàn)在人們的視野，并被廣大民眾所接受，目前應(yīng)用的車型有奧迪、日產(chǎn)、豐田、吉利、比亞迪等，將來應(yīng)用會越來越廣泛。

2 CVT變速箱結(jié)構(gòu)原理

CVT變速箱的基本結(jié)構(gòu)包含一對間距固定的帶輪和一個傳輸鋼帶或鏈條（如圖1）。每個帶輪由兩個對稱的錐形盤組成，其中一個錐形盤固定，另一錐形盤可以沿軸線移動。當可移動錐形盤靠近或遠離固定錐形盤移動時，傳輸鋼帶或鏈條在錐面上的位置會發(fā)生變化，即傳輸鋼帶或鏈條所在位置對應(yīng)的直徑會增大或縮小，改變兩軸的傳動比。錐形盤的移動一般采用液壓或電動傳動裝置，動作連續(xù)平穩(wěn)，從而實現(xiàn)傳動比的連續(xù)變化。

CVT變速箱沒有傳統(tǒng)變速箱的齒輪組，檔位可以無限多，換擋沒有頓挫感，動力輸出是線性的，實際駕駛時，速度變化非常平順，提高了駕駛舒適感。同時CVT變速箱的結(jié)構(gòu)簡單，零部件少，相對于普通自動檔變速器經(jīng)濟性成本更有優(yōu)勢，而且CVT傳動比提供連續(xù)的傳動比變化，對發(fā)動機的動力輸出沒有任何限制，對應(yīng)不同行駛速度，不需要改變發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，使發(fā)動機在最佳功率輸出，節(jié)省了燃油消耗。目正因為CVT變速箱的結(jié)構(gòu)簡單、省油等優(yōu)點，受到了混合動力汽車的青睞，是未來混合動力汽車的一項有前途的動力總成技術(shù)，目前日產(chǎn)樓蘭引入的混動系統(tǒng)則是基于傳統(tǒng)車型CVT變速箱CVT8演化而來的CVT8 HYBRID混動變速箱。

除了以上優(yōu)點， CVT變速箱也存在一些不足。CVT變速箱的動力傳輸依靠傳輸帶和錐形盤之間的摩擦力，傳輸?shù)呐ぞ赜邢?，不能承受較大的載荷，一般局限于應(yīng)用在排量小的小型車上。另外，目前國內(nèi)市場裝備CVT變速箱的汽車不多，維護保養(yǎng)的成本較傳統(tǒng)車要高，而且缺少相應(yīng)的專業(yè)維修人員。

3 CVT變速箱傳動帶關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)與特點

CVT變速箱中的傳動帶是關(guān)鍵核心部件，目前市場應(yīng)用最多的有德國舍弗勒旗下Luk公司生產(chǎn)的金屬鏈條式傳動帶和博士荷蘭公司（VDT-Bosch）生產(chǎn)的金屬帶式傳輸帶，如圖2所示。

LUK金屬鏈式傳動帶由金屬鏈帶組成，其中鏈銷由兩個截面形狀復(fù)雜鋼柱組成，當鏈條轉(zhuǎn)動時，相鄰的鏈環(huán)之間的夾角發(fā)生變化，連接鏈環(huán)的兩個鏈銷隨之轉(zhuǎn)動，鏈銷間的摩擦為滾動摩擦，接觸面不容易打滑。另外，金屬鏈式傳動帶運行時，只有鏈銷部分與錐形盤接觸，摩擦力較小，承受的扭矩極限較小，容易打滑。

VDT-Bosch金屬帶式傳動帶由兩組金屬鋼帶環(huán)和多個金屬推片組成，金屬鋼帶環(huán)又由數(shù)條薄帶環(huán)疊合而成，提高了傳動帶的柔韌性。與鏈式傳動帶相比，金屬帶式傳動帶與錐形盤的接觸面積增大，接觸應(yīng)力減小，在受力程度上有了明顯的改進，而且通過調(diào)整金屬推片的數(shù)量，可以改變可承受的最大扭矩。由于接觸應(yīng)力的減小，運行時產(chǎn)生的噪音也較鏈式傳動帶小些[2]，但傳動帶強度方面薄帶環(huán)沒有鏈式結(jié)構(gòu)高。

4 CVT變速箱常見故障及原因分析

CVT變速箱投入市場以來，制造廠家對產(chǎn)品不斷更新和優(yōu)化，設(shè)計制造加工技術(shù)越來越成熟。但在市場使用過程中，由于各種原因，還會出現(xiàn)一些問題，如控制系統(tǒng)故障、部件磨損原因，動力輸入問題等等，都會給用戶帶來困擾。下面針對配有CVT變速箱汽車在使用過程中出現(xiàn)的各種故障現(xiàn)象，詳細列舉了原因分析，如表1所示。

5 結(jié)語

CVT變速箱以其結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能環(huán)保、加速平順等優(yōu)點，應(yīng)用規(guī)模越來越大。日本汽車品牌都推崇CVT變速箱技術(shù)，也得到了混合動力汽車的青睞。CVT變速箱的兩類核心部件鋼帶式和鏈條式傳動帶各有其優(yōu)缺點，都有相應(yīng)改進空間。隨著CVT變速技術(shù)研究的越來越深入，目前CVT變速箱現(xiàn)實應(yīng)用中遇到的一些小問題會被慢慢被攻克，同時隨著故障分析的深入，不僅給技術(shù)發(fā)展提供方向，也為客戶的維護保養(yǎng)提供便利。結(jié)合汽車變速器的發(fā)展，CVT變速將將是自動變速技術(shù)的新趨勢。

基金項目：江蘇省高校自然科學(xué)基金面上項目（19KJB480011）。

參考文獻：

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