想讀字就讀字；想讀字就讀字；想讀字就讀字。 如果你不明白，請看圖片； 如果你還是不明白，請看視頻。 只要你仔細看，不信你也不會明白。簡單了解一下變速箱
有汽車基礎知識的朋友都知道，燃油車要想行駛斜面機構傳動效率，需要將發動機產生的動力傳遞到車輪上。 最后，輪胎與地面的摩擦力形成推動汽車前進的力。 這個動力傳動鏈中必須有一個部件來改變傳動比，擴大驅動輪扭矩和轉速。 這部分就是“變速箱”。
變速箱的作用和尷尬
那么“變速箱”解決了什么問題呢？
1、起步時，放大發動機的功率來拖動汽車，幫助汽車加速；
2、行駛時，調整動力輸出頻段，使發動機輸出動力保持在相對高效的“轉速范圍”內；
3、倒車時改變動力方向；
4、緊急制動或下長坡時，應利用剎車使車輛減速。
除了鐘表之外，齒輪箱是最大限度地利用“齒輪機構”的機械部件
“變速箱”可以看作是發動機的“插件”，因此它本身就帶來了幾個問題：
1、占用發動機艙空間；
2、自身質量增加了車輛的重量，增加了油耗；
3、作為機械裝置（部分電動），會造成能量損失等。
“變速箱”有多重，搬動一下就知道了。 圖為奔騰B50的手動變速箱
因此，變速箱成為大多數汽車（燃油和混合動力）的必備且“笨重”的部件。 數百年來，無數工程師為此摸不著頭腦，只為了做這個“包袱”：
1.更小：設計更精巧；
2、更輕：減少零件或使用更輕的材料；
3、更高效：從結構到細節的調整。
說白了，他們的目標就是“要馬跑，也要馬不吃草”！
兩種主流變速箱
為此，在眾多“諸葛亮”和“傀儡”的共同努力下，“可變盒子”代代相傳發展至今。 目前，我們常見的“變速箱”形式已固化為兩大主流類別：
1、由“齒輪”驅動的“齒輪式”；
2.“摩擦”驅動的“鏈帶式”。
按傳動原理分類
從上表我們不難發現，“齒輪式”變速箱長期以來一直是“變速”的主流方式（預計到2020年仍占據86%的市場份額）。 其工作原理是利用齒輪之間的嚙合切換來調節輸入和輸出功率的齒輪比。 我給你看2個視頻：
手動變速箱的工作原理
愛信 6 速自動變速箱的工作原理
由于“齒輪式”變速箱不是本文的重點，因此不再贅述。 您可以看看下表來初步了解：
《齒輪式》變速箱分類（簡述）
“齒輪式”傳動之所以受到工程師的青睞，是因為無論是直齒輪、斜齒輪，還是錐齒輪、行星齒輪，其優點都很明顯：
1、能承受更大的扭矩；
2、嚙合后，帶來更高的傳輸效率和更少的傳輸損耗；
3、“齒輪”嚙合后更加穩定等。
“齒輪式”變速箱的困境
齒輪的優勢已被瑞士制表商充分發揮
不過，“齒輪式”變速箱并不是一種一勞永逸、放之四海而皆準的設計。 其缺點也很明顯：
1、“齒輪”嚙合存在機械敲擊，造成“齒輪”磨損；
2、“檔位數”有限，無法顧及發動機每時每刻的狀態；
3、換擋時會出現停頓現象。 不管間隔多短，肯定會有停頓。
我們維修奔騰B50時，發現部分齒輪磨損
盡管工程師們努力解決這些“先天”的缺點（例如AT和DCT變速箱，已將挫敗感降到最低），但結構問題卻是“無法解決”的大問題。 于是，工程師們挖出了“老賬”（無級變速可以追溯到達芬奇，后面會詳細解釋），用一條鏈帶和兩個錐輪，依靠鏈輪之間的“摩擦力”二。 ”來實現速比變化和動力傳輸。 這就是我們今天的主角——CVT無級變速器（）
初步了解CVT及其分類
CVT變速箱的基本結構（概述）CVT（），直接翻譯就是無級變速器，也就是我們常說的“無級變速器”。 顧名思義，沒有明確具體的檔位，操作與自動變速器類似，但速比的變化與自動變速器的“跳檔”過程不同，而是連續的，所以動力傳輸連續、平穩。
CVT按“變速器”形式分類
CVT變速箱的分類方式有很多種，我比較認同的一種是：“根據“傳動”形式分類”，如上圖所示。 由于“傳動”形式的不同，“環式CVT”和“E-CVT”兩種CVT變速箱在結構上與“帶式CVT”有很大不同。 因此，我將一一介紹每種類型的原理。
“帶式CVT”：最常見的“傳統CVT”
“帶式CVT”的基本工作原理（動畫簡化版）
“帶式CVT”是最常見的CVT結構。 我通常稱之為“傳統CVT變速箱”。 其核心部件由“滑輪機構”和“傳動帶”組成。
“帶式CVT”的基本工作原理（簡圖）
“滑輪機構”的“錐盤”呈V形結構。 “錐形盤”在液力推力的作用下可以張緊或擴張，擠壓“傳動帶”來調節V形槽的寬度。 當“圓錐盤”向內移動并拉緊時，“傳動帶”受到“圓錐盤”的擠壓，向圓心外的方向（離心方向）移動。 反之，它會在圓心內移動。 這樣，“傳動帶”帶動的圓盤直徑增大，傳動比也隨之變化。
“皮帶CVT”的“滑輪控制”機構
當汽車開始走動時，“主動皮帶輪”的工作半徑較小，變速器可以獲得較大的傳動比，從而保證變速驅動橋有足夠的扭矩，保證汽車的高加速度。 隨著車速的增加，“主動帶輪”的工作半徑逐漸增大，“從動帶輪”的工作半徑相應減小。 CVT的傳動比降低，使汽車能夠以更高的速度行駛。
您還可以通過以下視頻更新了解更多信息：
了解CVT！基礎知識概述
雖然同為“傳動帶”，但制造材料和工藝的差異導致工作原理略有不同。 因此，我們必須再一一研究。
“帶”：低扭矩，使用方便
“V型橡膠帶”的基本結構
以最簡單的“腰帶”為例。 它的優點是比鋼制“傳動帶”更輕，但不能承受高扭矩。 現在的汽車扭矩普遍超過200N·m，“皮帶”只能撤了。 低扭矩摩托車產品。
“變徑滑輪”的基本工作原理（動畫圖）“鋼鏈”：不錯的選擇
“帶式CVT”的兩種類型，“鋼鏈式”和“鋼帶式”，很有趣。 雖然都是鋼制的，但兩條“傳送帶”的傳動原理卻截然不同。
“鋼鏈”的基本結構
“鋼鏈”是由兩個弧形“銷釘”組成的銷釘組，通過“鏈環”固定，構成“鋼鏈”的最基本單元。 兩個“鏈節”之間的彎曲是通過“銷釘”配合表面的滾壓來完成的。
“銷”側與“輪錐面”之間的摩擦力傳遞動力
“鋼鏈”的傳動依靠“銷”一側與“輪錐面”之間的摩擦力來傳遞動力，通過一側鏈條的“張力”來傳遞扭矩。 “鋼鏈”的“銷”與“鏈節”之間不存在相對滑動。 兩鏈節之間的彎曲是靠“銷”兩個配合面的滾動來完成的，因此鏈條壽命和傳動效率存在一定的差異。 優點。
常用不等長銷套“鋼鏈”
不過，“鋼鏈”結構也并非沒有缺陷。 由于“鏈節”決定了“鋼鏈”的使用壽命及其所能承受的最大扭矩，因此當“鏈節”變形或損壞時，變速箱就會打滑或損壞。 可能的。 另外，“鋼鏈”高速旋轉時，摩擦傳遞動力會引起振動和噪音。
“鋼帶”：高扭矩、高內摩擦
“鋼帶”的基本結構（3D）
以適用于QR019的“鋼帶”為例。 這種“鋼條”由約400個金屬“推片”和多組“鋼環”組成。 每個“推片”的厚度約為1.4毫米。 側面“鋼環組”由12或9個“鋼環”組成，厚度約為0.2mm。
“鋼帶”運動軌跡示意圖
“鋼帶”的動力傳遞分為兩個階段：最初通過“鋼圈”內部與“推件”接觸面的摩擦力傳遞扭矩，通過一側“鋼帶”的拉力。 。 隨著扭矩逐漸增大，“鋼圈”內側與“推片”之間發生打滑，導致另一側“推片”受到擠壓，增大的扭矩開始通過鋼圈之間的推力傳遞。鋼帶“推片”通過。 在實際工作中，“鋼帶”的扭矩傳遞大部分是通過“推板”的相互擠壓來傳遞的，因此這種“鋼帶”也稱為“推力帶”。
“鋼帶”運動時“推片”之間間隙分布示意圖
從上圖我們發現，“鋼帶”運動時，主、從動帶輪兩側的“推片組”一側受力，另一側不受力。 這就會導致“推片”在“鋼帶”無應力的一側存在間隙，而當無應力的“推片”繼續碰到滑輪并過渡到“鋼帶”的另一側時， “推件”間隙消失，就會引起推件與滑輪之間的相對滑動。
“鋼帶”的基本結構（詳情）
此外，“鋼帶”還有幾大結構缺點：
1、“鋼環”與“推件”鞍面與鋼環內部相對滑動造成的功率損失；
2、工作時“推片”之間的間隙造成“鋼片”與“滑輪”之間的動力損失；
3、皮帶輪錐盤變形，造成在其中運行的“鋼帶”造成動力損失。
博世
但通過“推板組”結構的優化，“鋼帶”傳遞高扭矩的優勢成為其受歡迎的原因。 下面我將詳細講解博世的幾代“鋼帶”升級，讓大家了解博世是如何進行“推結構優化”的。
“帶式CVT”簡單對比
“帶式CVT”簡單對比
通過對“帶式CVT”的三種類型的簡單講解，相信大家已經有了初步的概念。 從傳遞扭矩來看，順序為“鋼鏈”>“鋼帶”>“皮帶”。 但這并不意味著“鋼帶”結構毫無用處。 事實上，CVT變速箱的“鋼帶”結構更受歡迎。 我將在下面重點品牌的CVT變速箱講解中詳細分析，敬請期待。
最后，給大家一個視頻，讓大家動態了解“帶式CVT”的區別：
無級變速器如何工作？ （動畫片）
雖然“帶式CVT”具有結構簡單、無級變速的優點，但從這里也可以看出它的弱點在于“傳動帶”。 如果“傳動帶”損壞，整個變速箱就會完全癱瘓。 那么我們能否有一種利用無級變速原理而不使用“傳動帶”的方法呢？ 』 然后我們的“圓形CVT”登場了。
“循環CVT”：機構復雜，罕見
“環形CVT”由“輸入盤”（截面為圓弧槽）、“動力滾輪”（半球形）和“輸出盤”（形狀與CVT相同）等基本核心機構組成。輸入磁盤）。
“環形CVT”的基本結構（簡化版）
動力“滾輪”夾在“輸入盤”和“輸出盤”之間，對稱布置在中心軸兩側。 他們同步工作。 它們通過潤滑油與“輸入輸出盤”的弧面接觸。 通過改變“滾輪”的角度斜面機構傳動效率，可以改變“滾輪”與“輸入輸出盤”的接觸半徑，從而實現速比變化。
“圓形CVT”的基本工作原理（動畫簡化版）
但當我們追溯“環形CVT”的歷史時，我們會發現，其實早在19世紀（1886年）就有人申請了“環形CVT”的專利，但直到現在，配備“環形CVT”的車型卻寥寥無幾。 CVT”的數量很少，最著名的就是日產 350 GT-8。 為什么是這樣？
CVT（日產環式CVT）
我認為它長期以來沒有普及的原因有以下三個：
1、受傳遞扭矩上限限制，仍不如“齒輪式”變速箱；
2、“滾輪”控制邏輯和系統的研發難度遠高于“帶式CVT”；
3、“滾輪”系統的制造和維護成本無法降低，無法滿足主機廠的利益和市場需求。
據說是達芬奇繪制的CVT變速箱手稿
但我相信，優秀的結構不會被時間抹去。 就像“帶式CVT結構”早在達芬奇時代就被勾勒出來，直到19世紀才得到應用一樣，“環式CVT”可能在數年后才會被使用，他在其他領域大放異彩。
“E-CVT”：最不像CVT的CVT
如果說“圓形CVT”已經跳出了“傳統CVT”的結構，那么最后我們來談談最不像CVT的“E-CVT”（這里我們說的是豐田的E-CVT，而不是斯巴魯的“ECVT”） “帶式CVT”（電子無級變速系統）。 為什么這么說，我們從“E-CVT”的結構就可以看出。
“E-CVT”的結構
豐田普銳斯（二代）E-CVT拆解（部分）
顧名思義，“E-CVT”的正式名稱是“電控電磁離合器無級變速器”，所以“E-CVT”一般由兩個調速“電機”、一組“行星齒輪”和一個“離合器”。 當你看到“E-CVT”的拆解圖時，你是否有一種“看起來像是帶電機的差速器”的感覺？ 是的，就是這么一個看似簡單的變速器，卻達到了CVT的效果。
“E-CVT”連接
豐田普銳斯（第二代）E-CVT基本結構圖
要了解“E-CVT”的工作原理，我們還需要理清其傳動的邏輯關系。 “E-CVT”的關鍵部件是“行星齒輪組”。 當我們研究“行星齒輪組”機構時，最重要的是要了解“動力從哪里來，到哪里去，整個過程是什么樣的”。 因此，首先我們來看看“電機”、發動機、“行星齒輪組”之間的聯系。
E-CVT部件連接圖
E-CVT部件連接圖（簡體）
在這種連接方式中，各個組件開始發揮自己的作用：
看到這里，我們就會想到一件事：這些部件的運行是需要控制的！ 作為E-CVT最復雜、最關鍵的部件，用于控制動力傳輸的“PCU”（動力控制單元）自然進入了我們的實現。 我簡單“百度一下”：
本田PCU動力控制單元（Power Unit） 作為混合動力汽車的重要組成部分，PCU動力控制單元（Power Unit）包含“電壓轉換器”和“逆變器”，可以調節電池組輸出的電壓。 。 例如，必須采用高壓（600V左右）為電機供電，而電池組由于尺寸限制，電壓可達200??V左右，因此變壓器必不可少。 逆變器的功能是將直流電轉換為交流電，或者反之亦然。 由于高壓交流電機具有體積小、效率高、功率大的優點，而電池組發出直流電，因此電機和電池組之間必須有逆變器。 逆變器。 （摘自網絡）“E-CVT”的工作原理
了解了“E-CVT”的基本構成和連接方法后，下一步就是見證“奇跡”的時刻。 我們來看看“E-CVT”在不同工況下的工作原理：
豐田普銳斯E-CVT基本工作原理（動畫圖）
發出啟動指令后，蓄電池為1號電機啟動（正轉）提供動力，驅動發動機啟動。
發動機啟動后怠速運轉，汽油機帶動“行星齒輪盤”向前旋轉。 由于車輪（與外齒圈連接）不旋轉，“行星齒輪盤”（與發動機連接）的正向旋轉將帶動“太陽輪”（與1號電機連接）正向旋轉，通過“行星齒輪”。 “1號電機”不再接受電池組供電，而是變成發電機，發出交流電，經PCU內的逆變器和電壓轉換器轉換為低壓直流電，給電池組充電。 簡而言之，怠速時，發動機的所有動力都用來給電池組充電。
發出啟動信號后，少量電力驅動“2號電機”，“2號電機”帶動車輪（連接外齒圈）開始向前旋轉，小車向前行駛慢慢地。 當你稍微用力踩油門踏板時，“電機2”就會獲得更大的動力，車輛就會向前加速。
隨著“2號電機”的速度增加，“1號電機”的速度也會迅速增加。 當“1號電機”即將達到上限時，發動機開始主動干預動力輸出。 通常情況下，起步時油門踩得越用力，汽油發動機就越早介入。
達到一定轉速后，如果繼續緩慢加速，“2號電機”將繼續作為主要動力源，發動機將繼續在低轉速范圍內運行。 這與啟動階段的電源情況類似，只不過“2號電機”的工作功率會更大。
急加速時，是“全火模式”。 發動機轉速升高，進入高效動力輸出模式，驅動“1號電機”加速，提供“2號電機”動力。 與此同時，“行星齒輪”和“2號電機”協同工作。 強大的動力同時傳遞到“外齒圈”，帶動車輪高速旋轉。
高速巡航時，“2號電機”反向向“1號電機”供電，變速箱中“太陽齒輪”反向，使“行星??齒輪”的大部分動力傳遞給“1號電機”。 “外齒圈”，從而推動車輛巡航。 現階段汽車主要由發動機驅動。
減速時，發動機關閉，“1號電機”怠速。 “2號電機”由車輪驅動，變成發電機，吸收車輪的減速能量，同時給電池組充電。
逆轉的過程也比較簡單，就像一開始的情況一樣。 電池組為驅動車輪的“2號電機”供電。 “外齒圈”在離合器的作用下反向旋轉，完成換向。
E-CVT齒輪組在不同工況下的狀態
最后我想重申一下，E-CVT的工作原理看起來并沒有那么復雜，但它的關鍵技術就在PCU。 面對不同的路況和工況，PCU需要在瞬間做出正確的判斷并提供準確的信息。 每個組件都有相應的說明。 就E-CVT的工作原理和設計而言，堪稱是萬千精髓的融合。 但我們也知道，一旦系統主要以電子元件為主，事情就會變得復雜，出現故障時也很難依賴。 解決問題的唯一方法是更換零件。
如果你還不明白，你可以觀看下面的視頻來了解更多：
Prius P112 混合動力變速箱拆解
CVT營銷名稱對應汽車制造商（部分）
這篇文章雖然很長，但卻是探索CVT變速箱的第一步。 我花了很多時間查找國外資料，試圖用最簡單的句子和最直觀的圖片讓大家初步了解CVT的基本原理。 雖然文章還是有很多瑕疵和漏洞，還請大家見諒。 如果有機會，我會帶大家深入了解CVT每棵“技術樹”的特點。 如果你對此非常感興趣，希望你可以繼續關注我。 如果您覺得文章對您還是有幫助的話，請給我點個贊吧。 好的~~
（本文所有視頻、部分內容及圖片均來自網絡，感謝原作者）