能够在连续范围的可用齿轮比之间平稳切换的自动变速器称为无级变速器(CVT),也称为无换档变速器。 单速变速器、无级变速器、带轮变速器,或者,考虑到巡洋舰,“转向和前进”变速器。
相比之下,其他机械变速器仅提供有限数量的传动比。 通过正确的控制,CVT 的灵活性可以使输入轴即使在输出速度发生变化时也能保持其角速度恒定。
虽然效率低于手动变速器,但皮带驱动设计的平均效率约为 88%,这可以通过较低的生产成本和在一定输出速度范围内以最有效速度运行发动机的能力来证明。
传输类型
手动的
顺序手册
非同步
预选器
自动的
手动
半自动
电液
双离合
连续变量
自行车传动装置
拨链器齿轮
轮毂齿轮
当动力比经济更重要时,可以调整 CVT 比,使发动机以产生最大动力的 RPM 转动。 这通常高于实现最大效率的 RPM。 皮带驱动的 CVT 还在低质量、低扭矩应用(例如小型摩托车)中提供易用性和机械简单性。
CVT 不需要离合器。 尽管如此,一些车辆(例如摩托车)增加了离心式离合器以促进“空档”姿态,这在怠速或手动倒车进入停车位时很有用。
用途
Vehicles with motors
带有简单橡胶带的 CVT(使用各种高度耐用和灵活的材料制造的非拉伸固定圆周)通常用于小型机动车辆,其机械简单性和易用性超过了相对低效率。 CVT,通常是橡胶带或可变皮带轮类型,几乎用于所有雪地车、多功能车、高尔夫球车和小型摩托车。
1994 年,出于对研发成本上升和驾驶员对车辆保持一定程度参与度的担忧,CVT 连同其他几种电子系统和驾驶员辅助系统被禁止在一级方程式赛车中使用。
用于卡丁车的 CVT 系统最近[何时?] 被开发出来并被证明可以提高性能和发动机预期寿命。 CVT系统也用于Tom car越野车系列。
提供 CVT 的一些车辆是克莱斯勒 Pacifica 混合物、Passage C-MAX half and half、三菱 Lancer、Evade Type、丰田卡罗拉、Scion level of intelligence、本田 Understanding、Fit、CR-Z half 和half、CR-V、Capa、Honda Urban、Honda Accord、Nissan Tiida/Versa(SL、SV 和 Note S 以及更高型号)、Block、Juke、Sentra、Altima、Maxima、2013 1.2 Note、Rebel 、X-Trail、Murano、Pathfinder、Radiant 和非墨西哥 Micra、Jeep Loyalist 和 Compass、Suzuki SX4 S-Cross 和 Subaru Forester、Impreza、Heritage、Outback 和 Crosstrek、Suzuki Kizashi、Toyota Allion 2009 起, Toyota Premio 2009 起, Toyota Avalon, Toyota Imprint X, 等等。
CVT 应与动力共享变速器 (PST) 分开,动力共享变速器 (PST) 用于现代混合动力汽车,例如丰田普锐斯、汉兰达和凯美瑞,以及日产 Altima 和福特 Escape 混合动力 SUV。 PST 技术采用两个原动机输入并改变它们对输出速度和功率的贡献比率,而 CVT 技术仅使用一个原动机输入并产生可变输出速度和扭矩。这些广播是截然相反的。
早在 20 世纪 50 年代,可变皮带传动就用于农业设备,包括收割机联合收割机。许多用于家庭和花园的小型拖拉机和自走式割草机也采用简单的橡胶带 CVT。静压装置在大型机器上更受欢迎;滑带用于手扶式自走式割草机。
当摆动运动与活塞运动同步时,棘轮式 CVT 使用滚柱离合器将旋转运动转换为摆动运动并返回旋转运动,非常适合往复式发动机。这种方法很有前途,因为棘轮式 CVT 也是 IVT(它们提供离合器功能)并且具有很高的能效。它们可能会帮助制造商满足未来的污染限制,同时还能提高往复式发动机的性能。
电动发动机正在缩小尺寸。
使用这种类型的 CVT 的电机不是根据最大扭矩(例如,启动或突然机械过载所需的扭矩)来确定尺寸,而是通过将最大功率与最大预期速度(车辆的速度)相匹配来确定尺寸举个例子)。这种 CVT 仅在启动期间或机械过载情况下使用,并且大部分时间都可以拔下插头,发动机直接向输出端发送扭矩。为了使这些调整自动化,可以实施新概念,例如改变齿轮箱传动比以抵抗扭矩和离心式离合器。
用于自行车
已经提出了棘轮CVT。曲柄组摆动杠杆,产生双齿条的往复运动,当车轮向后和朝向车轮前进时转动车轮。自 2007 年以来,提供了 NuVinci 无级变速器。
中大功率传输
在中小型农业和土方设备中,静液压 CVT 应用广泛。由于这些机器的发动机通常以恒定的功率水平运行以提供液压动力或为机械提供动力,因此机械效率损失可以通过提高操作效率来抵消,例如土方活动中更短的前后穿梭时间。变速器输出改变以调节运动的速度和方向。
这在设计为使用差速转向或滑移转向的设备中特别有用,因为所需的差速转向动作可以很容易地由独立的 CVT 提供,允许在没有制动损失或牵引力损失的情况下完成转向,并允许机器在适当的位置旋转. CVT 允许在割草或收割活动期间独立于发动机转速控制拖拉机或联合收割机的前进速度。这使操作员能够根据需要减慢或加快速度,以适应作物厚度的差异。
发电系统
自 1950 年代以来,CVT 已用于飞机发电系统,自 1970 年代初以来,已用于美国跑车俱乐部 (SCCA) Formula 500 赛车。
一些钻床和铣床包括基于皮带轮的 CVT 系统,在输出轴上有一对手动可调的锥形皮带轮半部,来自电机回路的宽传动带穿过该皮带轮。另一方面,电机上的皮带轮通常直径固定或具有多个给定直径步长以允许各种速度范围。
在钻床上,标有与所选机器速度相匹配的刻度的手轮连接到减速齿轮系统,使操作员能够准确地管理滑轮半部之间的间距。这个间隙宽度改变了电机的固定滑轮和输出轴的可变滑轮之间的速比,从而调节了卡盘的速度。在皮带传动中,张紧轮用于在速度变化时收紧或释放皮带中的松弛部分。大多数时候,必须在电机运行时改变速度。
为了提高转速,双馈感应发电机通常与多级齿轮箱配对。这些变速箱在未来可能会被完全 CVT 取代,但只能是全齿轮变速箱,因为它们提供足够的机械效率。
CVT 和飞轮可以安装在能源(例如风力涡轮机)和发电机之间。当能量供应充足时,发电机直接连接到CVT,调节其转速。当它低于某个水平时,发电机关闭,飞轮中保持的能量被释放。只有当飞轮的速度足够时,动能才会偶尔但始终以理想的速度转化为电能。
2016 年,FCA US LLC 推出了 2017 款克莱斯勒 Pacifica 混合动力小型货车,它配备 CVT 而不是汽油车中常见的 9 速自动变速器。
丰田为 2019 年丰田卡罗拉两厢车开发了全新的 CVT,配备了“启动齿轮”,或者说是 CVT 皮带轮旁边传统自动变速器的物理一档。 从 0 到 25 英里/小时,变速箱将保持在这个启动装置中,以帮助从停止加速并提高 CVT 耐用性。 变速箱将在 25 英里/小时后切换到 CVT 皮带轮。
营销名称
Lineartronic:斯巴鲁
Xtronic Jatco:日产、雷诺
K CVT、CVTi、eCVT:丰田、本田
INVECS-III:三菱
Multitronic:大众、奥迪
Autotronic:梅赛德斯
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