CVT變速箱原理

看汽車主要看的就是三大件，之前與大家分享了一些發動機的視頻，現在就來跟大家分享一下變速箱的視頻。變速箱是除了發動機外第二個要看的重點地方，畢竟它掌管著發動機到驅動輪的動力輸出，因此變速箱的響應速度、動力輸出平順性、最大功率和扭矩等方面將會最直接的影響操控性。

不討論什麼深奧的公式（我也不懂），但是要知道一點就好，力氣小則速度快（低扭矩高速度），力氣大則速度慢（高扭矩低速度），因此變速箱要在這兩種狀態間切換以達到變換速度的目的。而實現這一目的就需要變速齒輪，如果主動輪半徑比從動輪半徑要大，那麼就是增速減扭（速度變高了，力氣變小了），反過來則是減速增扭。

了解變速箱變速的原理與實現方法後，就需要有一套機制來實現主動輪與從動輪的變化匹配。那麼接下來的視頻就是跟大家說一說CVT變速箱是怎麼實現的。

CVT變速箱常見於日車，它主要由主動輪、從動輪、傳動帶組成。主動輪的動力通過傳動帶輸出到從動輪，從動輪再帶動輪胎運行，這就是CVT的基本結構。

DCT結構

而上面說到了，要改變速度，那麼就需要改變主動輪與從動輪的半徑比，要知道齒輪一般是無法改變半徑大小的，但是柔軟的傳動帶可以。所以CVT其實是通過改變傳動帶兩端的半徑來進行變速的。

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CVT變速原理

主、從動輪由兩個梯型台組合成，兩個梯形台的斜面就構成了一個凹槽，而這兩個梯形台能夠沿著軸向運動而不能繞著軸轉動，當兩個梯形台靠近則凹槽變窄，遠離則凹槽變寬。

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凹槽變化

處於凹槽里的傳動帶，則會根據凹槽的變化而改變。當梯形台遠離時凹槽變寬，傳動帶由於拉力會往軸心運動，直到凹槽的某處寬度等同於傳動帶寬度為止，這樣就阻止傳動帶向軸心運動，此時傳動帶的半徑減小；當梯形台靠近時凹槽變窄，進而擠壓傳動帶迫使傳動帶遠離軸心運動，直到凹槽的某處寬度等同於傳動帶寬度為止，此時傳動帶的半徑增大。

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傳動帶位移

只要控制好傳動輪的凹槽寬度就能夠控制傳動帶的半徑，進而達到變速目的。因為傳動帶長度以及兩個傳動輪的距離保存不變，因此當傳動帶一端的半徑變大，則另一端半徑需要減小。

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總體變速動圖

我們都知道手動、自動、雙離合等變速箱一般都標註有變速的級數（一般6~8級），也就是說以上的變速箱每一級都有固定的主動、從動輪半徑比，在變速時候只能選擇這些固定的半徑比。而從以上的CVT變速箱運行圖來看，CVT變速箱的半徑在最小與最大半徑間切換並不存在固定的半徑比，因此它的變速相對於其他變速箱是無極變速。這就好比一個電動機，其他類型變速箱提供固定的電壓（1V、2V、3V或者其他電壓值），要像電動機轉動快慢只能在這些有限的電壓中挑選一個進行接入。而CVT變速箱這類似滑動變阻器，輸出的電壓會根據旋鈕的變化在最大最小電壓值之間改變，至於當前它所輸出的電壓是多少用戶不需要關心。

再一個，其他變速箱在變速時候需要與原來半徑比的齒輪分開，再與另外的半徑比的齒輪齒合，這中間就造成了動力的中斷，但是CVT則不存在這一問題，因此它的變速是非常平穩的。還是用電動機比喻，其他類型變速箱在改變電壓值時候（比如從1V變為2V），那麼需要先斷開1V的電路，再接入2V的電路。這期間電力中斷就會失速，而CVT就不需要斷開與接合。

說道這裡，我們可以知道傳動帶肩負這動力的傳輸，因此它不但需要能夠彎折，還需要足夠的韌性，同時還能需要夠承受傳動輪凹槽的擠壓。為了滿足以上的要求，目前的傳動帶使用兩種形式進行生產，一種是鋼片傳動帶，一種是鏈條傳動帶。

鋼片傳動帶是一片一片的鋼片疊加在一起，通過柔軟的抗拉縴維連接起來構成的，類似於用線把一片片的墊圈串起來一樣。鋼片負責抵抗傳動輪的擠壓，保證在任何時候傳動帶截面不會因為擠壓或者鬆弛而變形。

鋼片傳動帶

鏈條傳動帶的結構則類似我們普通看到的自行車鏈條，只是結構更為複雜，相當於普通鏈條進行加寬處理。紅色的鏈環作用起到抗拉與形變的作用，而白色插銷則抵抗傳動輪擠壓。

鏈條傳動帶

現在最後的問題就是如何控制傳動輪梯形台的移動進行凹槽寬度控制？使用液壓原理，通過軸心往梯形台內部供油則會壓合梯形台減小凹槽寬度，將液壓油抽走則外移梯形台增大凹槽寬度。

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液壓控制

這樣一台CVT變速箱就做好了，此時就可以通過液壓器來控制變速箱運行了。但是由於轉動的原因鋼帶與傳動輪有可能存在輕微的跳動，使得傳動帶與傳動輪並不是平穩的貼合。這個時候就需要在傳動輪設計離心機構，使得傳動輪在這輕微的轉速變化時候能夠小程度的自行控制凹槽寬度，這樣就能夠保證凹槽斜面實時的與鋼帶貼合，實現更好的傳動。

當然CVT也是存在缺點的，那就是它的傳動輪與傳動帶在動力變化劇烈時候存在打滑的現象，這就造成了突然加速時候不能很好的響應，也就是熟稱的「太肉了」。這就類似於看賽車時候踩油門輪胎打滑的現象。但是CVT打滑是變速箱就已經打滑，所以這也就註定了CVT無法應用在激烈競逐的情況，但是一般選擇CVT變速箱都是注意它的平順性。

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