想读字就读字；想读字就读字；想读字就读字。 如果你不明白，请看图片； 如果你还是不明白，请看视频。 只要你仔细看，不信你也不会明白。简单了解一下变速箱
有汽车基础知识的朋友都知道，燃油车要想行驶斜面机构传动效率，需要将发动机产生的动力传递到车轮上。 最后，轮胎与地面的摩擦力形成推动汽车前进的力。 这个动力传动链中必须有一个部件来改变传动比，扩大驱动轮扭矩和转速。 这部分就是“变速箱”。
变速箱的作用和尴尬
那么“变速箱”解决了什么问题呢？
1、起步时，放大发动机的功率来拖动汽车，帮助汽车加速；
2、行驶时，调整动力输出频段，使发动机输出动力保持在相对高效的“转速范围”内；
3、倒车时改变动力方向；
4、紧急制动或下长坡时，应利用刹车使车辆减速。
除了钟表之外，齿轮箱是最大限度地利用“齿轮机构”的机械部件
“变速箱”可以看作是发动机的“插件”，因此它本身就带来了几个问题：
1、占用发动机舱空间；
2、自身质量增加了车辆的重量，增加了油耗；
3、作为机械装置（部分电动），会造成能量损失等。
“变速箱”有多重，搬动一下就知道了。 图为奔腾B50的手动变速箱
因此，变速箱成为大多数汽车（燃油和混合动力）的必备且“笨重”的部件。 数百年来，无数工程师为此摸不着头脑，只为了做这个“包袱”：
1.更小：设计更精巧；
2、更轻：减少零件或使用更轻的材料；
3、更高效：从结构到细节的调整。
说白了，他们的目标就是“要马跑，也要马不吃草”！
两种主流变速箱
为此，在众多“诸葛亮”和“傀儡”的共同努力下，“可变盒子”代代相传发展至今。 目前，我们常见的“变速箱”形式已固化为两大主流类别：
1、由“齿轮”驱动的“齿轮式”；
2.“摩擦”驱动的“链带式”。
按传动原理分类
从上表我们不难发现，“齿轮式”变速箱长期以来一直是“变速”的主流方式（预计到2020年仍占据86%的市场份额）。 其工作原理是利用齿轮之间的啮合切换来调节输入和输出功率的齿轮比。 我给你看2个视频：
手动变速箱的工作原理
爱信 6 速自动变速箱的工作原理
由于“齿轮式”变速箱不是本文的重点，因此不再赘述。 您可以看看下表来初步了解：
《齿轮式》变速箱分类（简述）
“齿轮式”传动之所以受到工程师的青睐，是因为无论是直齿轮、斜齿轮，还是锥齿轮、行星齿轮，其优点都很明显：
1、能承受更大的扭矩；
2、啮合后，带来更高的传输效率和更少的传输损耗；
3、“齿轮”啮合后更加稳定等。
“齿轮式”变速箱的困境
齿轮的优势已被瑞士制表商充分发挥
不过，“齿轮式”变速箱并不是一种一劳永逸、放之四海而皆准的设计。 其缺点也很明显：
1、“齿轮”啮合存在机械敲击，造成“齿轮”磨损；
2、“档位数”有限，无法顾及发动机每时每刻的状态；
3、换挡时会出现停顿现象。 不管间隔多短，肯定会有停顿。
我们维修奔腾B50时，发现部分齿轮磨损
尽管工程师们努力解决这些“先天”的缺点（例如AT和DCT变速箱，已将挫败感降到最低），但结构问题却是“无法解决”的大问题。 于是，工程师们挖出了“老账”（无级变速可以追溯到达芬奇，后面会详细解释），用一条链带和两个锥轮，依靠链轮之间的“摩擦力”二。 ”来实现速比变化和动力传输。 这就是我们今天的主角——CVT无级变速器（）
初步了解CVT及其分类
CVT变速箱的基本结构（概述）CVT（），直接翻译就是无级变速器，也就是我们常说的“无级变速器”。 顾名思义，没有明确具体的档位，操作与自动变速器类似，但速比的变化与自动变速器的“跳档”过程不同，而是连续的，所以动力传输连续、平稳。
CVT按“变速器”形式分类
CVT变速箱的分类方式有很多种，我比较认同的一种是：“根据“传动”形式分类”，如上图所示。 由于“传动”形式的不同，“环式CVT”和“E-CVT”两种CVT变速箱在结构上与“带式CVT”有很大不同。 因此，我将一一介绍每种类型的原理。
“带式CVT”：最常见的“传统CVT”
“带式CVT”的基本工作原理（动画简化版）
“带式CVT”是最常见的CVT结构。 我通常称之为“传统CVT变速箱”。 其核心部件由“滑轮机构”和“传动带”组成。
“带式CVT”的基本工作原理（简图）
“滑轮机构”的“锥盘”呈V形结构。 “锥形盘”在液力推力的作用下可以张紧或扩张，挤压“传动带”来调节V形槽的宽度。 当“圆锥盘”向内移动并拉紧时，“传动带”受到“圆锥盘”的挤压，向圆心外的方向（离心方向）移动。 反之，它会在圆心内移动。 这样，“传动带”带动的圆盘直径增大，传动比也随之变化。
“皮带CVT”的“滑轮控制”机构
当汽车开始走动时，“主动皮带轮”的工作半径较小，变速器可以获得较大的传动比，从而保证变速驱动桥有足够的扭矩，保证汽车的高加速度。 随着车速的增加，“主动带轮”的工作半径逐渐增大，“从动带轮”的工作半径相应减小。 CVT的传动比降低，使汽车能够以更高的速度行驶。
您还可以通过以下视频更新了解更多信息：
了解CVT！基础知识概述
虽然同为“传动带”，但制造材料和工艺的差异导致工作原理略有不同。 因此，我们必须再一一研究。
“带”：低扭矩，使用方便
“V型橡胶带”的基本结构
以最简单的“腰带”为例。 它的优点是比钢制“传动带”更轻，但不能承受高扭矩。 现在的汽车扭矩普遍超过200N·m，“皮带”只能撤了。 低扭矩摩托车产品。
“变径滑轮”的基本工作原理（动画图）“钢链”：不错的选择
“带式CVT”的两种类型，“钢链式”和“钢带式”，很有趣。 虽然都是钢制的，但两条“传送带”的传动原理却截然不同。
“钢链”的基本结构
“钢链”是由两个弧形“销钉”组成的销钉组，通过“链环”固定，构成“钢链”的最基本单元。 两个“链节”之间的弯曲是通过“销钉”配合表面的滚压来完成的。
“销”侧与“轮锥面”之间的摩擦力传递动力
“钢链”的传动依靠“销”一侧与“轮锥面”之间的摩擦力来传递动力，通过一侧链条的“张力”来传递扭矩。 “钢链”的“销”与“链节”之间不存在相对滑动。 两链节之间的弯曲是靠“销”两个配合面的滚动来完成的，因此链条寿命和传动效率存在一定的差异。 优点。
常用不等长销套“钢链”
不过，“钢链”结构也并非没有缺陷。 由于“链节”决定了“钢链”的使用寿命及其所能承受的最大扭矩，因此当“链节”变形或损坏时，变速箱就会打滑或损坏。 可能的。 另外，“钢链”高速旋转时，摩擦传递动力会引起振动和噪音。
“钢带”：高扭矩、高内摩擦
“钢带”的基本结构（3D）
以适用于QR019的“钢带”为例。 这种“钢条”由约400个金属“推片”和多组“钢环”组成。 每个“推片”的厚度约为1.4毫米。 侧面“钢环组”由12或9个“钢环”组成，厚度约为0.2mm。
“钢带”运动轨迹示意图
“钢带”的动力传递分为两个阶段：最初通过“钢圈”内部与“推件”接触面的摩擦力传递扭矩，通过一侧“钢带”的拉力。 。 随着扭矩逐渐增大，“钢圈”内侧与“推片”之间发生打滑，导致另一侧“推片”受到挤压，增大的扭矩开始通过钢圈之间的推力传递。钢带“推片”通过。 在实际工作中，“钢带”的扭矩传递大部分是通过“推板”的相互挤压来传递的，因此这种“钢带”也称为“推力带”。
“钢带”运动时“推片”之间间隙分布示意图
从上图我们发现，“钢带”运动时，主、从动带轮两侧的“推片组”一侧受力，另一侧不受力。 这就会导致“推片”在“钢带”无应力的一侧存在间隙，而当无应力的“推片”继续碰到滑轮并过渡到“钢带”的另一侧时， “推件”间隙消失，就会引起推件与滑轮之间的相对滑动。
“钢带”的基本结构（详情）
此外，“钢带”还有几大结构缺点：
1、“钢环”与“推件”鞍面与钢环内部相对滑动造成的功率损失；
2、工作时“推片”之间的间隙造成“钢片”与“滑轮”之间的动力损失；
3、皮带轮锥盘变形，造成在其中运行的“钢带”造成动力损失。
博世
但通过“推板组”结构的优化，“钢带”传递高扭矩的优势成为其受欢迎的原因。 下面我将详细讲解博世的几代“钢带”升级，让大家了解博世是如何进行“推结构优化”的。
“带式CVT”简单对比
“带式CVT”简单对比
通过对“带式CVT”的三种类型的简单讲解，相信大家已经有了初步的概念。 从传递扭矩来看，顺序为“钢链”>“钢带”>“皮带”。 但这并不意味着“钢带”结构毫无用处。 事实上，CVT变速箱的“钢带”结构更受欢迎。 我将在下面重点品牌的CVT变速箱讲解中详细分析，敬请期待。
最后，给大家一个视频，让大家动态了解“带式CVT”的区别：
无级变速器如何工作？ （动画片）
虽然“带式CVT”具有结构简单、无级变速的优点，但从这里也可以看出它的弱点在于“传动带”。 如果“传动带”损坏，整个变速箱就会完全瘫痪。 那么我们能否有一种利用无级变速原理而不使用“传动带”的方法呢？ 』 然后我们的“圆形CVT”登场了。
“循环CVT”：机构复杂，罕见
“环形CVT”由“输入盘”（截面为圆弧槽）、“动力滚轮”（半球形）和“输出盘”（形状与CVT相同）等基本核心机构组成。输入磁盘）。
“环形CVT”的基本结构（简化版）
动力“滚轮”夹在“输入盘”和“输出盘”之间，对称布置在中心轴两侧。 他们同步工作。 它们通过润滑油与“输入输出盘”的弧面接触。 通过改变“滚轮”的角度斜面机构传动效率，可以改变“滚轮”与“输入输出盘”的接触半径，从而实现速比变化。
“圆形CVT”的基本工作原理（动画简化版）
但当我们追溯“环形CVT”的历史时，我们会发现，其实早在19世纪（1886年）就有人申请了“环形CVT”的专利，但直到现在，配备“环形CVT”的车型却寥寥无几。 CVT”的数量很少，最著名的就是日产 350 GT-8。 为什么是这样？
CVT（日产环式CVT）
我认为它长期以来没有普及的原因有以下三个：
1、受传递扭矩上限限制，仍不如“齿轮式”变速箱；
2、“滚轮”控制逻辑和系统的研发难度远高于“带式CVT”；
3、“滚轮”系统的制造和维护成本无法降低，无法满足主机厂的利益和市场需求。
据说是达芬奇绘制的CVT变速箱手稿
但我相信，优秀的结构不会被时间抹去。 就像“带式CVT结构”早在达芬奇时代就被勾勒出来，直到19世纪才得到应用一样，“环式CVT”可能在数年后才会被使用，他在其他领域大放异彩。
“E-CVT”：最不像CVT的CVT
如果说“圆形CVT”已经跳出了“传统CVT”的结构，那么最后我们来谈谈最不像CVT的“E-CVT”（这里我们说的是丰田的E-CVT，而不是斯巴鲁的“ECVT”） “带式CVT”（电子无级变速系统）。 为什么这么说，我们从“E-CVT”的结构就可以看出。
“E-CVT”的结构
丰田普锐斯（二代）E-CVT拆解（部分）
顾名思义，“E-CVT”的正式名称是“电控电磁离合器无级变速器”，所以“E-CVT”一般由两个调速“电机”、一组“行星齿轮”和一个“离合器”。 当你看到“E-CVT”的拆解图时，你是否有一种“看起来像是带电机的差速器”的感觉？ 是的，就是这么一个看似简单的变速器，却达到了CVT的效果。
“E-CVT”连接
丰田普锐斯（第二代）E-CVT基本结构图
要了解“E-CVT”的工作原理，我们还需要理清其传动的逻辑关系。 “E-CVT”的关键部件是“行星齿轮组”。 当我们研究“行星齿轮组”机构时，最重要的是要了解“动力从哪里来，到哪里去，整个过程是什么样的”。 因此，首先我们来看看“电机”、发动机、“行星齿轮组”之间的联系。
E-CVT部件连接图
E-CVT部件连接图（简体）
在这种连接方式中，各个组件开始发挥自己的作用：
看到这里，我们就会想到一件事：这些部件的运行是需要控制的！ 作为E-CVT最复杂、最关键的部件，用于控制动力传输的“PCU”（动力控制单元）自然进入了我们的实现。 我简单“百度一下”：
本田PCU动力控制单元（Power Unit） 作为混合动力汽车的重要组成部分，PCU动力控制单元（Power Unit）包含“电压转换器”和“逆变器”，可以调节电池组输出的电压。 。 例如，必须采用高压（600V左右）为电机供电，而电池组由于尺寸限制，电压可达200V左右，因此变压器必不可少。 逆变器的功能是将直流电转换为交流电，或者反之亦然。 由于高压交流电机具有体积小、效率高、功率大的优点，而电池组发出直流电，因此电机和电池组之间必须有逆变器。 逆变器。 （摘自网络）“E-CVT”的工作原理
了解了“E-CVT”的基本构成和连接方法后，下一步就是见证“奇迹”的时刻。 我们来看看“E-CVT”在不同工况下的工作原理：
丰田普锐斯E-CVT基本工作原理（动画图）
发出启动指令后，蓄电池为1号电机启动（正转）提供动力，驱动发动机启动。
发动机启动后怠速运转，汽油机带动“行星齿轮盘”向前旋转。 由于车轮（与外齿圈连接）不旋转，“行星齿轮盘”（与发动机连接）的正向旋转将带动“太阳轮”（与1号电机连接）正向旋转，通过“行星齿轮”。 “1号电机”不再接受电池组供电，而是变成发电机，发出交流电，经PCU内的逆变器和电压转换器转换为低压直流电，给电池组充电。 简而言之，怠速时，发动机的所有动力都用来给电池组充电。
发出启动信号后，少量电力驱动“2号电机”，“2号电机”带动车轮（连接外齿圈）开始向前旋转，小车向前行驶慢慢地。 当你稍微用力踩油门踏板时，“电机2”就会获得更大的动力，车辆就会向前加速。
随着“2号电机”的速度增加，“1号电机”的速度也会迅速增加。 当“1号电机”即将达到上限时，发动机开始主动干预动力输出。 通常情况下，起步时油门踩得越用力，汽油发动机就越早介入。
达到一定转速后，如果继续缓慢加速，“2号电机”将继续作为主要动力源，发动机将继续在低转速范围内运行。 这与启动阶段的电源情况类似，只不过“2号电机”的工作功率会更大。
急加速时，是“全火模式”。 发动机转速升高，进入高效动力输出模式，驱动“1号电机”加速，提供“2号电机”动力。 与此同时，“行星齿轮”和“2号电机”协同工作。 强大的动力同时传递到“外齿圈”，带动车轮高速旋转。
高速巡航时，“2号电机”反向向“1号电机”供电，变速箱中“太阳齿轮”反向，使“行星齿轮”的大部分动力传递给“1号电机”。 “外齿圈”，从而推动车辆巡航。 现阶段汽车主要由发动机驱动。
减速时，发动机关闭，“1号电机”怠速。 “2号电机”由车轮驱动，变成发电机，吸收车轮的减速能量，同时给电池组充电。
逆转的过程也比较简单，就像一开始的情况一样。 电池组为驱动车轮的“2号电机”供电。 “外齿圈”在离合器的作用下反向旋转，完成换向。
E-CVT齿轮组在不同工况下的状态
最后我想重申一下，E-CVT的工作原理看起来并没有那么复杂，但它的关键技术就在PCU。 面对不同的路况和工况，PCU需要在瞬间做出正确的判断并提供准确的信息。 每个组件都有相应的说明。 就E-CVT的工作原理和设计而言，堪称是万千精髓的融合。 但我们也知道，一旦系统主要以电子元件为主，事情就会变得复杂，出现故障时也很难依赖。 解决问题的唯一方法是更换零件。
如果你还不明白，你可以观看下面的视频来了解更多：
Prius P112 混合动力变速箱拆解
CVT营销名称对应汽车制造商（部分）
这篇文章虽然很长，但却是探索CVT变速箱的第一步。 我花了很多时间查找国外资料，试图用最简单的句子和最直观的图片让大家初步了解CVT的基本原理。 虽然文章还是有很多瑕疵和漏洞，还请大家见谅。 如果有机会，我会带大家深入了解CVT每棵“技术树”的特点。 如果你对此非常感兴趣，希望你可以继续关注我。 如果您觉得文章对您还是有帮助的话，请给我点个赞吧。 好的~~
（本文所有视频、部分内容及图片均来自网络，感谢原作者）