什麼是CVT？
既無級變速器(CVT：ContinuouslyVariableTrans-mission)，其原理是與普通的變速箱一樣大小不一的幾組齒輪在操控下有分有合，形成不同的速比，像自行車的踏板經大小輪盤與鏈條帶動車輪以不同的速度旋轉。由於不同的力度對各組齒輪產生的推力大小不一，致使變速箱輸出的轉速也隨之變化，從而實現不分檔次的徐緩轉動。
CVT采用傳動帶和可變槽寬的棘輪進行動力傳遞，即當棘輪變化槽寬肘，相應改變驅動輪與從動輪上傳動帶的接觸半徑進行變速，傳動帶一般用橡膠帶、金屬帶和金屬鏈等。CVT是真正無級化了，它的優點是重量輕，體積小，零件少，與AT比較具有較高的運行效率，油耗較低。但CVT的缺點也是明顯的，就是傳動帶很容易損壞，不能承受較大的載荷，只能限用於在1升排量左右的低功率和低扭矩汽車，因此在自動變速器占有率約4%以下。近年來經過各大汽車公司的大力研究，情況有所改善。CVT將是自動變速箱的發展方向。
無級變速器(CVT：ContinuouslyVariableTrans-mission)與有級式的變速器區別在於，它的變速比不是間斷的點，而是一系列連續的值，譬如可以從3.455一直變化到0.85。CVT結構比傳統變速器簡單，體積更小，它既沒有手動變速器的眾多齒輪副，也沒有自動變速器復雜的行星齒輪組，它主要靠主、從動輪和金屬帶來實現速比的無級變化。
CVT的主要結構和工作原理如圖所示，該系統主要包括鏈輪裝置、壓力缸、金屬帶和液壓泵等基本部件。
金屬帶由兩束金屬環和幾百個金屬片構成。主動輪組和從動輪組都由可動盤和固定盤組成，與油缸靠近的一側帶輪可以在軸上滑動，另一側則固定。可動盤與固定盤都是錐面結構，它們的錐面形成V型槽來與V型金屬傳動帶囓合。發動機輸出軸輸出的動力首先傳遞到CVT的主動輪，然後通過V型傳動帶傳遞到從動輪，最後經減速器、差速器傳遞給車輪來驅動汽車。工作時通過主動輪與從動輪的可動盤作軸向移動來改變主動輪、從動輪錐面與V型傳動帶囓合的工作半徑，從而改變傳動比。可動盤的軸向移動量是由駕駛者根據需要通過控制系統調節主動輪、從動輪液壓泵油缸壓力來實現的。由於主動輪和從動輪的工作半徑可以實現連續調節，從而實現了無級變速。
在金屬帶式無級變速器的液壓系統中，從動油缸的作用是控制金屬帶的張緊力，以保證來自發動機的動力高效、可靠的傳遞。主動油缸控制主動錐輪的位置沿軸向移動，在主動輪組金屬帶沿V型槽移動，由於金屬帶的長度不變，在從動輪組上金屬帶沿V型槽向相反的方向變化。金屬帶在主動輪組和從動輪組上的回轉半徑發生變化，實現速比的連續變化。
汽車開始起步時，主動輪的工作半徑較小，變速器可以獲得較大的傳動比，從而保證驅動橋能夠有足夠的扭矩來保證汽車有較高的加速度。隨著車速的增加，主動輪的工作半徑逐漸減小，從動輪的工作半徑相應增大，CVT的傳動比下降，使得汽車能夠以更高的速度行駛。
CVT的特性
1、經濟性
CVT可以在相當寬的範圍內實現無級變速，從而獲得傳動系與發動機工況的最佳匹配，提高整車的燃油經濟性。德國的大眾公司在自己的Golf VR6轎車上分別安裝了4-AT和CVT進行ECE市區循環和ECE郊區循環測試，證明CVT能夠有效節約燃油(如表1)
安裝4-AT和CVT的大眾公司的Golf VR6汽車的燃油消耗對比
試驗油耗 4-AT CVT
ECE市區循環，L/100km 14.4 13.2
ECE郊區/遠程循環，L/100km 10.8 9.8
90km/h勻速，L/100km 8.3 7.0
120km/h，L/100km 10.3 9.2
2、動力性
汽車的後備功率決定了汽車的爬坡能力和加速能力。汽車的後備功率愈大，汽車的動力性愈好。由於CVT的無級變速特性，能夠獲得後備功率最大的傳動比，所以CVT的動力性能明顯優於機械變速器(MT)和自動變速器(AT)。
3、排放
CVT的速比工作範圍寬，能夠使發動機以最佳工況工作，從而改善了燃燒過程，降低了廢氣的排放量。ZF公司將自已生產的CVT裝車進行測試，其廢氣排放量比安裝4-AT的汽車減少了大約10%。
4、成本
CVT系統結構簡單，零部件數目比AT(約500個)少(約300個)，一旦汽車制造商開始大規模生產，CVT的成本將會比AT小。由於采用該系統可以節約燃油，隨著大規模生產以及系統、材料的革新，CVT零部件(如傳動帶或傳動鏈、主動輪、從動輪和液壓泵)的生產成本，將降低20%-30%。
勿庸置疑，CVT變速器的技術含量和制造難度都要比MT變速器高，與AT變速器相仿，由於金屬帶式CVT的結構簡單，所含的零件數量比AT變速器少40％左右，整車的質量因而也有所減輕。
5、駕駛平順性
由於CVT的速比變化是連續不斷的，所以汽車的加速或減速過程非常平緩，而且駕駛非常簡單、安全。從而使用戶獲得全方位的“行駛樂趣”。
在了解了cvt後下面介紹半環形無級變速器
半環形無級變速器通過改變夾在輸出圓盤和輸入圓盤之間的動力滾子中心軸的傾角來實現平穩、順暢、連續無級差的換檔。這是一種劃時代的變速器。
人類開發半環形無級變速器的歷史可追溯到1877年。100年後的1978年，NSK正式立項開始研發,整整用了21年的時間終於率先研制成功並量產投放市場。由於半環形無級變速器實現了真正意義上的無級差變速,使換檔過程不僅平緩、順暢、安靜,而且效率高、油耗低,大大降低了有害廢氣排放。它是NSK精湛的摩擦學技術的結晶,是人類夢寐以求的無級變速器。
下面是其工作原理和結構示意圖
半環形無級變速器中的摩擦學技術
如果能將動力傳遞齒輪的齒做成無窮小的話,那麼就有可能實現極為平滑順暢的動力傳遞。這就是所謂的摩擦傳遞動力基本原理。半環形無級變速器正是成功利用了這一原理的動力傳動機構。在高載荷輸入下輸入(輸出)圓盤與動力滾子的接觸區之間的潤滑油將形成厚度大約為1/1,000mm的油膜,這種潤滑油具有在高壓下固化形成玻璃狀薄膜的特殊性質。借助這種油膜進行動力傳遞。由於這是在高面壓下進行的滾動接觸,所以接觸面的疲勞耐久性便成了首要的課題。為了解決這個問題,NSK結集了所有摩擦學技術,開發出了超高純度鋼－CVT鋼。同時通過特殊的熱處理技術,增加具有應力緩和特性的殘留奧氏體含量,使得這種鋼具有硬質磨粒混入而造成的壓痕無害,同時又保持適當的硬度,在高負荷,高溫,高速等惡劣環境下依然具有高性能和高信賴性。
動力分流系統
效率更高的半環形無級變速器將半環形CVT與行星齒輪裝置相結合,利用行星齒輪的差動原理進行動力分流,因此被稱為“動力分流系統”(Power Split System)。 這種動力循環式的變速系統雖然早已有人構思,但由於沒有開發出最適合這種變速系統的變速器而擱淺。這種“動力分流系統”,通過高低速兩個模式的切換,實現了大範圍的變速和高效率的動力傳遞。堪稱理想的無級變速器。
由於在半環形無級變速器中裝入了行星齒輪,發動機的大部分動力便可以不通過半環形無級變速器而直接傳遞至車輪。
半環形無級變速器部分零件
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