機械式無級自動變速器(CVT：ContinuouslyVariableTrans-mission)，顧名思義其速比可以以一系列連續的值變化，主要靠主、從動輪和金屬帶配合工作來實現。CVT可以在比較寬的范圍內實現無級變速，從而獲得傳動系與發動機工況的最佳匹配，因此燃油經濟性好，沒有傳統變速器換檔時那種“停頓”的感覺，因此駕駛平順性較佳;另CVT結構比傳統手動變速器MT以及其他自動變速器(AT、AMT、DCT)簡單，體積更小，重量更輕，對整備質量的減小也有很大的幫助;其缺點也是突出的，由于傳動鋼帶存在摩擦打滑，因此CVT傳遞扭矩值有限，運動性能欠佳。另外，CVT變速器制造難度和技術要求高，生產成本也相對較高。目前，CVT 技術主要掌握在日本 JATCO，比利時的PUNCH 和德國 BOSCH 公司。




CVT金屬帶主要有舍弗勒的鋼鏈式鋼帶和博世的鋼片式鋼帶兩種對應于圖2和圖3，圖3中鋼帶是由非常多的三角形鋼片組成。博世目前占有非常大的CVT變速箱鋼帶的市場份額。傳動鏈條與推力鋼帶相比較，可以傳遞的扭矩容量大、鏈條在旋轉半徑縮小時沒有金屬帶存在的摩擦問題，因此傳動效率高;但是缺點也十分明顯，噪聲大、結構緊湊型不好。

1. CVT工作原理

CVT的結構包括主動輪組、從動輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件。主動輪組和從動輪組都由可動盤和固定盤組成，可動盤與固定盤都是錐面結構，與油缸靠近的一側錐盤可以在軸上滑動，它們的錐面形成V型槽來與V型金屬傳動帶嚙合。通過可動盤作軸向移動來改變主動輪、從動輪錐面與傳動帶的嚙合半徑，從而改變傳動比。可動盤的軸向移動是通過控制系統和液壓系統調節液壓泵油缸壓力來實現的，由于可動盤的移動可以實現連續調節，主動輪和從動輪的工作半徑便可以實現連續調節，從而實現了無級變速。

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，從而驅動輪獲得較大的扭矩保證汽車克服阻力起步。隨著車速的增加，主動輪的工作半徑逐漸變大，CVT的傳動比下降，使得汽車能夠以更高的速度行駛。在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，主動油缸控制主動錐輪的軸向移動量。由于金屬帶的長度不變，金屬帶在主從動輪組中沿V型槽移動方向相反，實現無級變速。


2. CVT機械結構與液壓系統


一種CVT機械結構如上圖5所示，通過工作原理的介紹不難分析出其實現無級變速的過程。接下來重點介紹其液壓系統。


圖6是一種CVT液壓控制系統原理圖，從圖中可以看出其主動輪組和從動輪組由同一組液壓油泵、液壓控制閥進行主動盤位移的控制，而起步離合器以及發動機變速器主離合器的控制則通過另一套液壓控制閥來實現。圖7是CVT速比控制閥工作原理圖，從圖中可以看出液壓油流動路徑以及主動輪組主動盤移動過程。


本田汽車公司裝備于飛度轎車的CVT采用雙壓力回路電液控制系統。該無級變速器主要由行星排、主動帶輪、從動帶輪以及金屬傳動帶等部件組成，其機械結構如圖8。飛度金屬傳動帶由兩組環形帶以及大量鋼制構件組成，在傳動過程中鋼制構件因承受載荷被擠壓在一起以產生推力傳遞動力。

由圖可知，發動機動力經過飛輪、傳動盤、輸入軸傳遞到行星排太陽輪部分，另外行星架連接倒擋制動器，內齒圈連接主動帶輪，前進擋離合器布置在太陽輪和內齒圈之間。

車輛前進，前進擋離合器結合，驅動主動帶輪同向轉動;車輛后退，倒擋制動器制動，行星架被固定不動，因此齒圈與太陽輪反向轉動，驅動主動帶輪反向轉動。最后，動力經過從動帶輪，主減速器、差速器和半軸輸出驅動車輪前進。


圖9是飛度CVT液壓系統控制原理圖，當自動變速器油泵被發動機驅動，油泵發出的液壓油先通過高壓調節閥(PH)，經主動帶輪壓力控制閥(DRC)進入主動帶輪可動油缸，通過控制主動帶輪壓力控制閥(DRC)的占空比，由脈寬調制器來控制通過電磁閥的壓力油流量;由控制主動缸液壓油的流量改變主動缸的壓力，實現調節速比;或者經過從動帶輪壓力控制閥進入從動帶輪可動油缸，實現改變從動缸夾緊力的控制。


而圖中離合器減壓閥的作用，是將通過高壓調節閥(PH)的液壓油減壓后進入前進離合器以及倒檔離合器，或者經過起步離合器壓力控制閥進入起步離合器實現起步、前進和倒檔。

對于不同工況下各檔位速比的調節過程如下：車載傳感器接收當前車輛行駛狀況，EPROM中的程序模仿人的大腦作出判斷發出換檔指令，當TCU接收到換擋指令后，各換擋控制閥控制相應油路開閉完成主動盤移動的命令，實現換擋。

3. CVT速比的計算


因為：

由圖知：

則傳動帶長度可以通過如下公式計算：

又因為當角度較小時通常滿足如下關系：

根據上面的四個公式便可得出

通過上式便可得到傳動比：