汽车无级变速器组成原理与检修

Technology＆EconomyinAreasofCommunications 汽车无级变速器组成原理与检修 交通科技与经济 2009年第3鼽总第53期' 李毅1，徐展2 (1．黑龙江工程学院，黑龙江哈尔滨150050；2．哈同高等级公路管理处，黑龙江哈尔滨150040) 摘要：无级变速技术是目前汽车传动系统中的前沿技术，无级变速器(CVT)与手动变速器(MT)、自动变速器 (AT)相比，综合动力性能更佳，能与发动机形成理想的动力匹配，因此，无级变速汽车是当今汽车发展的主要趋势之 一。介绍无级变速器的类型、优缺，最，无级变速器的组成原理与故障检修知识。 关键词：无级变速；特点；原理；检修 中图分类号：U463．212文献标识码：A 文章编号：1008—5696(2009)03一0089一03 RepairofPrinciplesandComponentsCVTAuto I。IYil。XUZhanz (1．HeilongjiangInstituteofTechnology，Harbin150050，China；2．Hihg-gradeHi．ghwayManagementOfficeofHatong， Harbin150040．China) Abstract：Continuouslyvariabletransmissiontechnologyiscurrentlyintheforefrontofautomotivetechnol— ogy，continuouslyvariabletransmission(CVT)withmanualtransmission(MT)，automatictransmission (AT)，anintegrateddynamicperformancebetter，withtheformationofanidealenginePowermatch，SO continuouslyvariablevehicleisthedevelopmentofthecaroneofthemaintrends．Inthispaper，thetype ofCVTandtheadvantagesanddisadvantages，theprinciplecomponentoftheContinuouslyVariable Transmissionwithtroubleshootingknowledge． Keywords：variable；characteristics；principle；overhaul 无级变速器(ContinuouslyVariableTransmission，缩写 为CVT)已成为各大汽车制造商技术开发的重点。2005年 上海国际汽车展上可以看到很多车型开始装备CVT；2002 年11月我国下线的奥迪A62．8L轿车是国内率先使用 CVT的第一款冈产轿车。目前国内已有奥迪A6、奥迪A4、 南京菲哑特、派力奥和西耶那、广本飞度以及奇瑞旗云等车 型使用CVT。 1无级变速器的类型及特点 1．1无级变速器的类型 无级变速器的类型有机械式，目前常见的是锥块金属V 形带式传动，用于轿车；液压传动式(HST)，用于工程车辆和 农业机械；电力式，用于电动汽车。 1．2无级变速器的特点 1．2．1无级变速器的优点 1)提高燃油经济性和排放性能。无级变速器在相当宽 的范嗣内实现无级变速，町以获得传动系统与发动机工况的 最佳匹配状态，提高整车的燃油经济性，降低排放。 2)提高动力性能。无级变速器能够获得较大的传动比， 其动力性能明显优于机械变速器和自动变速器。 3)改善驾驶舒适性能。因速比连续变化，可使换档平 滑，实现了手动变速器的快速反应和自动变速器舒适的双优 收稿日期：2008—09—17 作者简介：李毅(1971～)，男，工程师，研究方向：汽车工程． 点。采用金属链条传递动力，解决了老式无级变速器“橡胶 效应”和“离合器打滑”等问题。 1．2．2无级变速器的缺点 1)金属带结构形状和参数还要不断改进和完善，传递转 矩的能力仍需要进一步提高。 2)变速过程中，带的轴向偏移会造成主、从动带轮的中 心平面不在同一平面上，会使金属带在运转过程中发生扭 曲，在带轮的入端和出端造成冲击，使噪声增大、传动不平 稳，带的寿命急剧下降。 3)使用过程中还有不够理想的地方，例如起步和低速行 驶时会有种无级变速器独特的滞涩、不圆滑的感觉。在紧急 停车后再起步时，偶尔会发生低速无法起步的现象。 4)控制系统存在问题的包括变速控制、传动带夹紧力控 制和起步控制等。 2 无级变速器的组成及控制原理 CVT主要由机械传动、液压控制、电子控制、换档控制 机构4个部分组成。 机械传动的动力传递路线： 1)P档位。没有液压作用于起步离合器、前进档离合器 和倒档制动器。无动力传递至中间主动齿轮；中问主动齿轮 被与驻车齿轮联锁的驻车棘爪锁定，见图1。 2)N档位。来自飞轮的发动机动力驱动输入轴，但无液 压作用于前进档离合器和倒档制动器。动力没有传递给主 万方数据 ·90· 交通科技与经济 第11卷 动带轮轴，也没有液压作用于起步离合器，见图l。 驱动主减速从动齿轮。 圈1 P／N档动力传递路线简图 3)D、S和L档位。动力传递路线见图2。前进档离合 器啮合，倒档制动器分离，起步离合器啮合，前进档离合器和 起步离合器上均有液压作用，并且太阳轮驱动前进离合器， 前进档离合器驱动主动带轮轴，主动带轮轴又通过钢带驱动 从动带轮轴，从动带轮轴通过起步离合器驱动中间主动齿 轮，动力传递至中间从动齿轮和主减速主动齿轮，而主减速 主动齿轮又驱动主减速从动齿轮。 图2前进档动力传递路线简图 4)倒档。动力传递路线见网3。前进离合器分离，倒档 制动啮合，起步离合器啮合，倒档制动器和起步离合器由液 压作用，行星架由倒档制动器锁定，太阳轮驱动行星齿轮自 转，行星齿轮驱动齿圈沿与太阳轮相反的旋向旋转，齿圈通 过前进离合器鼓驱动主动带轮轴，主动带轮轴通过联接钢带 驱动从动带轮轴，从动带轮轴通过起步离合器驱动中间主动 齿轮，动力传输至中间从动齿轮和主减速主动齿轮，然后再 围3倒档动力传递路线简图 液压控制部分包括主阀、ATF油泵、控制阀、手动阀以 及油道等。ATF油泵用螺栓周定在主阀上，主阀则用螺栓 固定在箱壳上；控制阀位于箱体外部，油道定位在主阀上，并 与控制阀、主阀以及内部液压回路相连；手动阀定位在中间 壳体上。带轮和离合器分别由各自的供油管供油，倒档制动 器由内部液压回路供油。发动机运转时，油泵开始运转， ATF被泵入液压回路。从油泵排除的油液流至PH调节阀， 形成PH压力，然后传至带轮控制阀，最终至带轮。PCM操 纵电磁阀进行液压控制，实现带轮传动比变换以及起步离合 器的接合。 CvT电子控制系统由传感器、动力系统控制模块 (PCM)和电磁阀组成。PCM接收传感器、开关以及其他控 制装置的输入信号，经过数据处理后，输出用于发动机控制 系统和无级变速控制系统的信号。无级变速控制系统包括 换档控制／带轮压力控制、7速模式控制、起步离合器压力控 制、倒档锁止控制以及储存在PCM内的坡道逻辑控制。动 力系统控制模块操纵电磁阀对带轮传动比的变换进行控制。 3无级变速器的故障检修 1)车辆行驶时抖动现象。一辆配有01JFR2型无级变速 器的奥迪A62．8轿车在车速为10、30、50及70km／h行驶 时，有抖动的感觉。 根据该车的故障现象，对变速器进行了解体维修。在大 修的过程中，发现被动锥轮的2个锥面和链条已有不同程度 的磨损，且被磨损的部位主要是被动锥轮的下锥面。根据该 款变速器传动系统的结构特点，可以判定是由于锥面和链条 间的压力不够，变速器在运行中造成打滑所致。维修该车故 障的关键是要找到压力不够的原因，经过分解变速器进行检 查，最终确定故障原因为油泵磨损。油泵的外齿已经烧蚀， 且油泵外壳也已经磨损。在更换油泵、锥轮和链条后，故障 彻底排除。 2)无级变速器有异响，且加速打滑。一辆奥迪A62．8轿 万方数据 第3期 李毅：汽车无级变速器组成原理与检修 ·91· 车，配置01JFR2型无级变速器，发动机起动后，无论在任何 档位都会从变速器中部发出异响，并且行车急加速时有打滑 现象。 通过对故障现象进行分析，该响声很有可能是油泵产生 的，因为P梢和N档时只有输入轴带动油泵旋转。拆下变 速器的后尾壳、变速器控制单元、阀体和油泵，检查发现油泵 驱动环损坏，主动齿轮内部的衬套严重磨损。由于衬套磨损 会产生大量的金属屑；拆下变速器进行彻底清洗。变速器急 加速打滑，是油泵磨损泄压而导致。在清洗变速器并更换油 泵后，故障排除。 3)车辆D档反应慢且加速有冲击感。一辆奥迪A62．4 轿车，配置GHL型无级变速器。由于变速器进水，该车在其 他修理厂进行了变速器大修，但大修后出现了变速器入D档 反应慢，加速有冲击的现象。 根据该车的故障现象，可判定导致该车变速器产生故障 的原因主要在以下3方面：电控系统。阀体。根据该款变速 器的油路图町知，前进档供油路线为：油泵一离合器控制阀 一安全阀一手动阀一前进档离合器；倒档离合器供油路线 为：油泵一离合器控制阀一安全阀一手动阀一倒档离合器。 将2条供油路线相比较，故障原因可能是手动阀或离合器存 在泄漏。机械故障。很有可能是离合器烧损。依据上述分 析结果，先用故障诊断仪VAS5051对变速器控制系统进行 检测，但没有发现故障码。然后利用故障诊断仪读取了相关 数据流，发现有ADPRUN(自适应正在运行中)的现象。再 利用诊断仪对变速器控制单元进行了设定，但故障现象没有 好转。南于通过诊断仪没有发现问题，着手检查变速器。经 对变速器进行认真检查，发现前进离合器供油管头部有凹瘪 的痕迹，凹瘪处将特氟隆油环卡住，从而导致油压泄漏。在 更换油管后，故障现象消失，利用故障诊断仪读取数据流，变 速器已经进入ADP()K的状态。经试车．故障排除。 4 结束语 通过汽车技术人员的不懈努力，cvT技术已经向前迈 进了一大步，由于其独特的性能特点和较高的性能价格比， 在今后一定时期内，在汽车(尤其是中、低价位汽车)上的装 车率将比有着超过100年历史的机械变速器(MT)和有着超 过50年历史的自动变速器(AT)更有竞争力。随着产量的 增加和技术性能的不断完善，CvT的价格将进一步降低、性 能将进一步提高。 参考文献 [1]柳晋伟，任家骏，吴风林．无级变速器的简介与发展[J]．机械管理 开发，2005(3)：36-38． [23周有强，崔学良，董志峰．机械无级变速器发展概述[J]．机械传 动，2005(1)：22． [3]王幼民．唐铃凤，唐凌霄．金属带式无级变速器的发展历史、研究 现状与展望[J]．安徽工程科技学院学报(自然科学版)，2005(2)： 19—20． [43高路，于海斌，王宏．汽车无级变速器原理与控制[J]．机械科 学与技术．2005(4)：423—426． [53李春青，彭建中，吴彤峰．国内外汽车无级变速(CVT)技术的发展 概况[J-I．广西工学院学报，2004(4)：19—23． [责任编辑：张德福] (上接第88页) 求的霎璧=r，。。。。。⋯。。。，，。。，。。。。。一。。，。．。。 参考文献5)对于沿河路基的滑坡处治。修建堤坝、丁坝、稳定河床 ⋯一’ 或修建挡土墙时，其构造物的基础必须置于河流冲刷线以下 1-13俞高明．公路施工技术[M]．北京：人民交通出版社，2002． 设计要求的深度或硬岩上。 [23翔1吉世，阎洪河．公路路基施工技术[M]．北京：人民交通出版社， 6)滑坡表面处治必须采用整平夯实山坡、填筑积水坑、 2003· 堵塞裂缝、山坡绿化等固定表土。 [3]张彦民·冬季对混凝土路面的施丁技术措施[J]·黑龙江科技信 息，2008(4)：205． 5 结束语 [4]余桂红，赵尊亭．滑坡灾害防治措施[J]．西部探矿工程，2004 (】O)．】97一】98． 随着科学技术的进步，高边坡病害的防治技术正向着复 [5]刘正强。某公路滑破工程治理浅析[J]。福建地质，2007(3)：13一 合型、轻型化、施工机械化方向发展，应力重塑法锚索加同技 16． [责任编辑：王欣] 术顺应了这一发展的要求，由于其在治理土质边坡巾的大量 优点，必将得到迅速的推广应用。 万方数据