[科普中国]-无极变速驱动

无级变速驱动指利用可以连续获得变速范围内任何传动比的变速系统来进行驱动。

简介CVT即无级变速传动，其英文全称Continuously VariableTransmission，简称CVT。发明这种变速传动机构的是荷兰人，有其装置的变速器也称为无段变速箱或者无级变速器。这种变速器和普通自动变速器的最大区别是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而只用了两组带轮进行变速传动。通过改变驱动轮与从动轮传动带的接触半径进行变速，其设计构思十分巧妙。由于CVT可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车的燃油经济性和动力性，改善驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性，所以它是理想的汽车传动装置。

无级变速的工作原理无极变速的形式有很多种， 以传动带式无极变速为例，介绍起工作原理。该变速系统主要由驱动滑轮、从动滑轮和传动带三部分构成，工作过程中通过调节驱动轮和从动轮的宽度来实现其输入和输出速度的任意变化。如低速时可适当增大驱动轮的宽度，降低从动轮的宽度，增加传动比；高速时则降低驱动轮的宽度，增大从动轮的宽度。

另外凸轮机构也是无极变速系统中常用的机构之一，它通过改变凸轮形状来实现不同速度的输出，通过凸轮半径的连续变化实现了速度的不间断变化。

跟传统的齿轮变速系统相比， 无极变速系统将直径可变的主动轮系统替换了原有变速系统中复杂且笨重的齿轮传动系统，实现对速度的连续调节，满足了传统系统和发动机之间的最佳配合， 提高了传统系统的工作效率和性能。目前无极变速被广泛应用到汽车、轮船、机床以及农业机械等的传动装置中，得到了人们的广泛好评。1

常见无级变速系统类型无极变速系统根据其传动原理的不同， 可以分成多种不同的类型。

（ 1） 摩擦型无极变速器。摩擦型无级变速器是利用摩擦力进行力和力矩传递的，工作过程中通过改变主从动件的位置和接触面积来实现各种速度的调节。一般情况下，摩擦型无极变速器主要有变速传动装置、加压装置和调速控制系统组成，其中传动装置是由不同形状的刚性元件组成的。

（ 2） 带式无极变速器。带式无级变速主要有带轮、皮带、调速操纵机构和挤压装置组成。调速过程中，摩擦力是主动力，通过摩擦力实现了主动带轮和从动带轮之间力和力矩的传递。速度的调节是通过改变带轮的工作半径来完成的，具有传统平稳、噪声小和变速范围大等特点。根据传动带的形状不同， 可以将其分成平带传动和V 带传动两种， 平带无级变速器中带轮的形状为圆锥形，工作过程中平带能够沿着锥带轮轴向移动， 实现对输出速度的调节，其能够进行调节的速度范围较小，传递的功率较低，整个变速器的变形尺寸较大。V 带传动则通过改变V 带在V 型槽中的位置来实现速度的无极调节。

（ 3） 液压式无级变速。液压无极变速系统是常见的一种液体无级变速器，它以液压油为介质调节传动系统的输出速度。按照其控制方式的不同，可以将液压无极变速系统分成泵控调速、阀控调速和液力变矩器调速等。泵控调速通过改变液压泵的容积大小实现对液压油大小的调节，进而实现对速度的调节；阀控调速则是通过改变液压阀中液体的流量来实现速度的调节。

液压无级变速器在进行速度调节时，运行惯性小，动作灵敏，能够快速实现对执行元件的制动，速度调节非常平稳，且具有较大的速度调节范围。液压无级变速器常用于大功率、重载的速度控制中，如汽车、矿山机械、环保机械以及太空探测机械等。

（ 4） 电力无极调速。直流调速和交流调速是电力无极调速中常见的两种形式，通过电机实现对变速器速度的调节。其中直流调速是通过调节电机电枢中的电阻大小、电压大小或者磁通量的多少来实现速度的调节；交流调速则是通过改变电机两级中的电压和频率来实现。2

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学