详细解释下汽车的无级变速和自动档

【专家解说】：汽车无级变速器（Continuously Variable Transmission,简称CVT）按作用方式不同和传动形式的差异，可分为以下几类: 1、摩擦式无级变速器,它靠旋转体间的接触摩擦力来传递动力,通过改变输入、输出的作用半径，连续地改变了传动比。金属带式无级变速器就属于这一种。 2、电传动式无级变速器，它由发电机、控制系统和牵引电动机组成，其变速原理为：控制系统调制发电机输出的电压、电流或频率，然后输送给电动机，连续改变输出转数和力矩，以获得无级的传动比。 3、静液传动式无级变速器，液压传动中实现无级变速的方式主要有两种, 即节流变速型和容积变速型.。节流调速存在较大的溢流损失和节流损失,效率较低,因此通常采用的是容积调速的形式。 4、滑动离合器式无级变速器，这类无级传动是通过离合器“打滑”实现的。CVT变速传动机构早在1908年就已应用于摩托车。1955年，荷兰DAF公司首先在汽车上试装采用“V”型橡胶带的CVT。由于结构设计和选材等方面的问题，该传动机构体积过大，传动比过小，无法满足汽车行驶的要求。1972年H Van-Doorne博士成立Van Doorne’s Transmission B.V公司，简称VDT公司，进行大规模试验研究金属带式无级变速器。因此，习惯上把这种金属带式无级变速器称为VDT-CVT。金属带传动不仅可以实现传递功率容量大、效率高，同时也改变了带传动传递的传统原理，将拉式传动改为推式为主。 由于金属带大量生产过程的复杂性，直到1987年才实现CVT商品化。日本Subaru汽车厂是首先开始大量生产CVT的汽车厂。1987年Subaru将电子控制的CVT（P821 型）装备于Justy汽车（发动机排量1~1.2 升）上,成功占领了日本市场。之后,欧洲的Ford和Fiat把CVT（机械式，P811 型）装备于发动机排量为1.1~1.6L的轿车上，投入市场，受到用户好评。两系统主要结构特点为： 1、P811以湿式多片离合器为起步装置，P821用电磁离合器作起步装置 2、P811采用机—液控制系统，P821采用电—液控制系统。 3、他们都以外啮合齿轮作为液压元件，并采用单液压回路，即主动缸的面积大于被动缸面积的非对称结构。 90 年代，VDT公司在第一代产品生产和使用总结基础上，开发第二代产品。第二代产品主要技术指标较多地超过目前最先进地液力机械自动变速器，具有更好的经济性和操纵平顺型。并在结构上作了较多改进，如： 1、采用新型金属传动带 2、双级滚子叶片泵 3、全电子控制系统 目前,金属带式无级变速是国外汽车无级变速传动研究和推广的重点,世界主要汽车公司都在研究和开发金属带无级变速系统。1991 年，德国ZF公司应用VDT技术开发了适用于发动机排量为1.5~2.5L前置前驱动轿车的CVT系列产品。1996年，日本Honda公司和荷兰的VDT公司共同研制的新型无级变速器已装备在发动机排量为1.6L经济型轿车Civic上。装备的CVT传动装置称为Honda Multi Matic其产品与CVT的产品有些不同的结构特点，如： 1、起步离合器放到了被动轮的输出端 2、用了双压力回路，于是主动缸面积与被动缸面积可做成相等的对称结构； 3、增加电气系统出现故障后的备用液压回路。 金属带式无级变速器由VDT公司取得重大突破，所以习惯上又称为VDT—CVT，其关键部件包括：金属传动带、工作轮、油泵、起步离合器、中间减速机构以及控制系统组成。 传动器的主、被动轮由固定和可动的两部分组成，形成V型槽，与金属带啮合。当输入工作带轮的可动部分沿轴向外移动，输出工作轮的可动部分沿轴向内移动，使得输入带轮工作半径变小，而输出带轮半径变大，输出与输入带轮的工作半径之比变大，即传动比变大，反之，传动比将变小，工作半径大小变化是连续的。金属传动带有多个金属片与两组金属环组成。每片金属片的厚度为1.4mm，在两侧工作轮挤压力作用下传递动力。每组金属环由数条厚为0.18mm的环带叠合而成，金属环功用是提供预紧力，在动力传递过程中，约束和引导金属片的运动，有时承担部分转矩传递。主从动轮由可动与不动的半锥轮组成。其工作面大多为直线锥面体。在液压控制系统作用下，依靠钢球—滑道结构作轴向移动，可连续的改变传动带轮工作半径，实现无级变速传动。油泵是为CVT传动系统提供控制、冷却和润滑的液压油源。常用的液压油泵有两种形式，既齿轮泵和叶片泵。为提高液压油泵的工作效率，在最近开发的CVT传动器中采用滚子式叶片泵。汽车起步离合器包括湿式多片离合器、电磁离和器和液力变矩器三种。液力变矩器与CVT系统合理匹配，可使汽车以足够大的牵引力平顺的起步，提高驾驶舒适性。当发动机转速高时，闭锁离合器将泵轮与涡轮锁住，成为整机传动，提高了传动效率。但成本较高，为降低成本，研究人员一直在致力于引用电控技术，在电磁离合器或多片湿式离合器上实现液力变矩器的传递特性。由于无级变速机构可提供的传动比（即速比，输出带轮的工作半径与输入带轮工作半径之比）范围为0.445~2.6左右,不能完全满足整车传动比变化范围的要求,因而设有中间减速机构。控制系统是用来实现CVT系统传动速比无级自动变化的VDT—CVT控制系统，分机—液控制系统和电—液控制系统。机液控制系统主要有油泵、液压调节阀（速比和带与轮间压紧力的调节）、传感器（油门和发动机转速）和主、从工作轮的液压缸及管道组成。日本的本田公司开发的CVT中，采用是电—液控制系统，系统可以利用电子控制系统容易实现控制算法的优点，对系统进行精确的控制。而采用液压执行机构可以利用液压系统反应快的特点。CVT初期产品多采用机—液控制系统，近期一般采用电—液控制系统，但电—液控制系统成本高。 ECVT电子控制系统由电磁控制离合器、电子控制单元、传感元件、电磁阀组成。传感元件包括选档操纵手柄位置传感器、节气门位置传感器、车速传感器和制动踏板位置传感器等，它们为控制单元提供各种与汽车行驶状态有关的信号。控制单元以此为根据做出判断，并将控制信号送至电磁阀，控制电磁离合器和液压系统的工作。当选档手柄位于P、N之外任一位置时，电子控制单元使离合器内的金属粉末磁化，离合器接合，将发动机的动力平稳地传递给主动轮。液压系统根据实际需要输出适当的压力控制带轮两部分间相对滑移程度，并使两带轮工作直径的变化趋势相反，进而改变变速器传动比。为提高ECVT总体工作性能，电磁阀还可调节液压系统的线压力。当变速器的输出转矩小于最大转矩的60%时，线压力降低，带轮夹紧力相应减小，变速器工作更加平稳。反之，带轮在高压作用下夹紧钢带，避免钢速打滑，保证动力传递的可靠性。德国ZF公司开发的智能型ECVT加大了金属带的宽度，它所能传递的最大转矩达210N•m，可应用在发动机排量2.5L的中型轿车上。它还具有更好的动力性和燃油经济性。制造工艺要求较高给CVT(ECVT)的普及带来了新的困难。但随着汽车制造工业水平的不断提高，这一问题将会解决。 一、挡位的使用：1、 P挡：停止挡。在停车和启动车辆时，应把换挡杆放在P挡位；换入P挡时，应踩下刹车踏板，以防止损坏变速器内部元件。2、 R挡：倒车挡。挂入R挡前，也应踩下刹车踏板。3、 N挡：空挡。换挡杆放在N位置时，可以启动车辆，但不能行走。如果汽车发生故障需要拖车时，必须放在N位置，时速不能超过30公里，距离不能超过50公里，以免变速器内部得不到润滑而损坏。拖车时最好把驱动轮架起来，防止变速器转动。4、 D挡：正常行驶挡位，变速器内部可以根据车速和踩下油门的大小自动升挡、降挡。5、 D3挡：限制挡。变速器只能在1至3挡之间变化，用于在山区或上下大坡时使用，以增加发动机动力或发动机制动力，但车速不能过高。6、 2挡、1挡（或L挡）：限制挡。常用在上下陡坡、乡间泥泞路段、冰天雪地起步使用，以防止车速过高失控，但不可长时间使用。7、 S挡：运动模式。变速器会在发动机转速较高时才升挡，可以使发动机有足够的动力，但油耗会比较高。8、 M+、M-：手动模式。选择后驾驶者可以像驾驶手动变速器一样控制换挡。9、 OD-ON/OFF：如果按下OD-ON/OFF开关，指示灯变亮时，变速器没有最高挡，它用于高速紧急超车时使用，对变速器损伤较大，不宜经常使用。二、使用注意事项：1、 严格禁止N挡滑行。2、 行驶过程中，换挡杆只能从低挡往高挡推，高速时禁止从高挡往低挡拉，否则会造成变速器损坏。3、 长时间停车或在下坡道上停车时，必须把换挡杆放在P挡，并拉紧手刹。4、 行驶过程中，故障指示灯闪亮或有异常时，应停驶，并尽快维修。5、 按时更换符合原厂要求的变速器油及滤清器。