CVT变速箱及其常见故障分析

周小红

摘 要：CVT变速箱传动以其油耗低、节能环保、换挡平顺等优点，在汽车市场应用中越来越广泛，也受到混合动力汽车的青睐。目前CVT变速箱技术逐渐成熟，但在使用过程中还会出现一些问题。本文结合文献情报和研究工作经历，分析CVT变速箱的特点，以及目前两类CVT传动带关键部件的结构与特点，最后归纳了CVT变速箱的常见故障及原因分析，为CVT变速箱的维修和保养提供参考。

关键词：自动变速技术;CVT变速箱;故障;维修

1 引言

随着人们环保意识的增强，节能降排已成为汽车技术研究的热点话题。CVT变速箱技术可提供连续的传动比变化，从而提高燃油的经济性和车辆的动态性，这对传统燃料汽车的节能减排起着至关重要的作用。CVT变速传动技術诞生于19世纪90年代，起初以橡胶制成传动带，存在扭矩小、寿命短等问题，被市场所忽略，但随着CVT技术研究的不断深入，钢带式、链条式等大扭矩传动带逐渐出现在人们的视野，并被广大民众所接受，目前应用的车型有奥迪、日产、丰田、吉利、比亚迪等，将来应用会越来越广泛。

2 CVT变速箱结构原理

CVT变速箱的基本结构包含一对间距固定的带轮和一个传输钢带或链条（如图1）。每个带轮由两个对称的锥形盘组成，其中一个锥形盘固定，另一锥形盘可以沿轴线移动。当可移动锥形盘靠近或远离固定锥形盘移动时，传输钢带或链条在锥面上的位置会发生变化，即传输钢带或链条所在位置对应的直径会增大或缩小，改变两轴的传动比。锥形盘的移动一般采用液压或电动传动装置，动作连续平稳，从而实现传动比的连续变化。

CVT变速箱没有传统变速箱的齿轮组，档位可以无限多，换挡没有顿挫感，动力输出是线性的，实际驾驶时，速度变化非常平顺，提高了驾驶舒适感。同时CVT变速箱的结构简单，零部件少，相对于普通自动档变速器经济性成本更有优势，而且CVT传动比提供连续的传动比变化，对发动机的动力输出没有任何限制，对应不同行驶速度，不需要改变发动机的转速，使发动机在最佳功率输出，节省了燃油消耗。目正因为CVT变速箱的结构简单、省油等优点，受到了混合动力汽车的青睐，是未来混合动力汽车的一项有前途的动力总成技术，目前日产楼兰引入的混动系统则是基于传统车型CVT变速箱CVT8演化而来的CVT8 HYBRID混动变速箱。

除了以上优点， CVT变速箱也存在一些不足。CVT变速箱的动力传输依靠传输带和锥形盘之间的摩擦力，传输的扭矩有限，不能承受较大的载荷，一般局限于应用在排量小的小型车上。另外，目前国内市场装备CVT变速箱的汽车不多，维护保养的成本较传统车要高，而且缺少相应的专业维修人员。

3 CVT变速箱传动带关键部件的结构与特点

CVT变速箱中的传动带是关键核心部件，目前市场应用最多的有德国舍弗勒旗下Luk公司生产的金属链条式传动带和博士荷兰公司（VDT-Bosch）生产的金属带式传输带，如图2所示。

LUK金属链式传动带由金属链带组成，其中链销由两个截面形状复杂钢柱组成，当链条转动时，相邻的链环之间的夹角发生变化，连接链环的两个链销随之转动，链销间的摩擦为滚动摩擦，接触面不容易打滑。另外，金属链式传动带运行时，只有链销部分与锥形盘接触，摩擦力较小，承受的扭矩极限较小，容易打滑。

VDT-Bosch金属带式传动带由两组金属钢带环和多个金属推片组成，金属钢带环又由数条薄带环叠合而成，提高了传动带的柔韧性。与链式传动带相比，金属带式传动带与锥形盘的接触面积增大，接触应力减小，在受力程度上有了明显的改进，而且通过调整金属推片的数量，可以改变可承受的最大扭矩。由于接触应力的减小，运行时产生的噪音也较链式传动带小些[2]，但传动带强度方面薄带环没有链式结构高。

4 CVT变速箱常见故障及原因分析

CVT变速箱投入市场以来，制造厂家对产品不断更新和优化，设计制造加工技术越来越成熟。但在市场使用过程中，由于各种原因，还会出现一些问题，如控制系统故障、部件磨损原因，动力输入问题等等，都会给用户带来困扰。下面针对配有CVT变速箱汽车在使用过程中出现的各种故障现象，详细列举了原因分析，如表1所示。

5 结语

CVT变速箱以其结构简单、节能环保、加速平顺等优点，应用规模越来越大。日本汽车品牌都推崇CVT变速箱技术，也得到了混合动力汽车的青睐。CVT变速箱的两类核心部件钢带式和链条式传动带各有其优缺点，都有相应改进空间。随着CVT变速技术研究的越来越深入，目前CVT变速箱现实应用中遇到的一些小问题会被慢慢被攻克，同时随着故障分析的深入，不仅给技术发展提供方向，也为客户的维护保养提供便利。结合汽车变速器的发展，CVT变速将将是自动变速技术的新趋势。

基金项目：江苏省高校自然科学基金面上项目（19KJB480011）。

参考文献：

[1]Srivastava N，Haque I.A review on belt and chain continuously variable transmissions （CVT）：Dynamics and control[J]. Mechanism and Machine Theory，2009，44（1）：19-41.

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[3]李晓艺.2017款东风本田XR-V CVT变速箱漏油故障诊断[J].汽车实用技术，2019（16）.

[4] 齐明.日产CVT常见故障根源分析[J].汽车与驾驶维修（维修版），2017（4）：88-89.

[5] 杨福生.无级变速器结构分析及故障诊断工程方法的研究[D].湖南大学，2014.