本⽥飞度CVT变速箱结构、原理与维修
本⽥飞度使⽤的CVT⽆级变速箱型号为SEAR,是本⽥公司⾃⼰研发的,最近⼏年开始⼤规模的在飞度上装配使⽤。经过⼏年的运⾏,部分变速箱进⼊了维修期。可是国内缺少相关的资料及装配经验。今天这篇⽂章是我向专门从事本⽥培训的⼈要来的资料整理的,内容⾮常详细,对维修飞度CVT变速箱有重要的指导意义,其它的CVT变速箱也可以参照。
什么是CVT变速器?
⽆级变速器的正式名称应为⽆段变速,英⽂全称Continuous~Variable Transmission简称CVT。⽆级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,变速机构的核⼼组件是两组带轮,通过改变驱动轮与从动轮⾦属带的接触半径进⾏变速。⽆级变速器的传动效率⾼且稳定,变速范围可达5~6,传动效率可⾼达95%,⽽采⽤液⼒变矩器的⾃动变速器传动效率只有87%左右,因为⽆级变速只需要1组两个带轮及⾦属带(链)便可改变传动⽐,⽽不象4档或5档的变速器需要有4~5组齿轮。当前常⽤的⽆极变速器的传动构件主要由轮带驱动,它有两种形式,分别是⾦属带V轮式和⾦属链带V轮式,⾦属带V轮式采⽤⼀根⾮常坚韧的⾦属带与⼀对可作轴向移动,宽度可调的V型带轮配合6⾦属带紧压在V型带轮上,通过改变带轮槽的宽度来改变⾦属带与带轮接触的直径,从⽽改变传动⽐。
⽆级变速箱的⼯作原理
CVT变速器的优点
1.通过在发动机燃烧效率的⾼领域⾏使,来到提⾼燃油经济性;
2.变速时⽆冲击感,使⾏驶顺畅成为可能;
3.因为减少了变速时的动⼒损失,在⾏驶中使发动机连续的不间断的驱动⼒输出成为现实。
⼀、本⽥飞度⽆级变速器的特点
1、概述
飞度⽆级变速器是⼀种采⽤主动与从动带轮以及钢带的电控变速器,具有⽆级前进档变速和⼆级倒档变速功能,装置总成与动机直列布置。
2、结构特点变速器带有4条平⾏轴:输⼊轴、主动带轮轴、从动带轮轴以及主传动轴。输⼊轴和主动带轮轴与发动机曲轴呈直线布置。主动带轮轴和从动带轮轴均由带活动和固定两种轮⾯的带轮构成,两个带轮通过钢带联接。输⼊轴由太阳轮、⾏星齿轮及⾏星架构成:主动带轮轴包括主动带轮以及前进离合器;从动带轮轴包括从动带轮、起步离合器以及与驻车齿轮⼀体的中间从动齿轮。主传动轴位于中间主动齿轮与主减速从动带轮之间6主传动轴由主减速主动齿轮和中间从动组成。当变速器的⾏星
齿轮通过前进离合器和倒档制动器接合后,动⼒即由主动带轮轴传递⾄从动带轮轴,从⽽提供了L、S、D、和R档位
3、档位选择
换档杆共有以下有6种位置:
由于配备有空档安全开关,所以只有在P和N档位下才可起动。
4、7速模式(7速模式车型)
此型号的⽆级变速器在D和S档位下具有7速模式,7速模式⼜分为2种:7速⾃动模式和7速⼿动换档模式。7速⾃动模式下,变速器可以⾃动在7种带轮速⽐范围内上下变换。此时,转向换档开关随时可以被激活,⽽此开关被激活后,7速⾃动模式即被取消,且进⼊7速⼿动换档模式;
在7速⼿动换档模式下,驾驶员可以通过转向换档开关,以⼿动⽅式在7级速⽐范围内加减换档。主开关(7 SPEED MODE)(A)和转向换档开关(B)安装在转向盘上,驾驶员可以按动开关进⾏模式和速度等级选择,⽆需将⼿移开转向盘。
5、液压控制
阀体类型包括主阀体、ATF泵体、控制阀体、ATF油道以及⼿动阀体。ATF泵体⽤螺栓固定在主阀体上J主阀体则⽤螺栓固定在飞轮壳上;控制阀体位于变速器箱体外部,ATF油道体定位在主阀体上,并与控制阀体、主阀体以及内部液压回路相连;⼿动阀体定位在中间壳体上,ATF油泵为摆线式,其内转⼦通过花键与输⼊轴联接⼝带轮和离合器分别由各⾃的供油管供油,倒档制动器由内部液压回路供油。
6、换档控制机构
动⼒系统控制模块通过电磁阀,对带轮传动⽐变换进⾏控制,PCM接收来⾃车辆各种传感器和开关的输⼊信号d,PCM操纵⽆级变速器主动带轮压⼒控制阀和从动带轮压⼒控制阀,以改变带轮控制压⼒;主动带轮控制压⼒施加在主动带轮上,从动轮控制压⼒则施加⾄从动带轮上J由此可以使带轮传动⽐在其有效范围内进⾏交换。
⼆、机械部分
1、离合器/倒档制动器
⽆级变速器通过液压离合器和制动器来接合和分离变速器齿轮。当离合器⿎和倒档制动器的活塞腔受到液压作⽤时,离合器活塞和倒档制动器活塞移动,将摩擦⽚和钢盘压紧在⼀起并锁定,使其不致打
滑,由此,动⼒通过已接合的离合器组件传递到离合器上轮毂定位的齿轮,然后通过啮合的齿圈传递到⾏星齿轮。
相反,当离合器组件和倒档制动器活塞腔解除液压作⽤时,活塞将松开摩擦⽚与钢盘,使其⾃由相对滑动,齿轮将在轴上独⽴旋转,不传递任何动⼒。
2、起步离合器
位于从动带轮轴的后端部与中间轴主动齿轮啮合/分离。由于⽆液⼒变矩器,.所以⽆⾃动离合的作⽤。起步加速和带档停车就由起步离合器控制发动机动⼒传递到主差速器。起步离合器所需液压通过其位于主动带轮轴内的⾃动变速器油管提供钟该离合器⿎上加⼯有⼤流量润滑冷却孔道。
3、前进离合器
前进档离合器与太阳轮啮合/分离,它位于主动带轮轴的部。
前进离合器所需液压通过其位于主动带轮轴内的⾃动变速器油管提供。⼿动阀挂到D、S、L位时直接供油。
4、倒档制动器处于R档位时,倒档制动器将锁定⾏星架,倒档制动器位于⾏星架周围的中间壳体内部。
倒档制动器安装在⾏星架上,⽽倒档制动⽚安装在中间壳体上务倒档制动器的液压通过—个与内部液压回路相连的回路提供。制动器标准间隙0.50-0.70mm。
5、⾏星齿轮
⾏星齿轮由太阳轮、⾏星齿轮和齿圈组成。太阳轮通过花键与输⼊轴联接,⾏星齿轮安装在⾏星架上;⾏星架位于输⼊轴端部的恒星齿轮上。齿圈位于⾏星架内,它与前进离合器⿎相联。,太阳轮通过输⼊轴将发动机动⼒输⼊⾄⾏星齿轮,⾏星架输出发动机动⼒。⾏星齿轮机构仅⽤于改变带轮轴的旋向。在D、S和L档位(前进档范围)下,⾏星齿轮不⾃转,也不绕太阳轮回转,.因⽽⾏星架将会转动;在R档(倒档范围)时,倒档制动器将⾏星架锁定,太阳轮驱动
⾏星齿轮转动,⾏星齿轮⾃转但不绕太阳轮公转,⾏星齿轮驱动圈沿太阳轮相反的旋向旋转。
6、带轮每个带轮均有⼀个活动⾯和⼀个固定⾯。
本田自动变速箱带轮有效传动⽐将随时接收到来⾃车辆各种传感器和开关的输⼊信号⽽变化。主动带轮和从动带轮通过钢带联接。需得到低带轮传动⽐时量从动带轮活动⾯上将被施加⾼液压并减⼩主动带轮的有效直径,主动带轮的活动⾯上将受到较低的液压压⼒,以避免钢带打滑;要得到⾼带轮传动⽐时,主动带轮的活动⾯上被施加以⾼压并减⼩从动带轮的有效直径,同时从动带轮活动⾯上施⽤较低压⼒,以避免钢带打滑。
7、钢带
1)钢带由⼤约数百个钢⽚与两根多层重叠的钢环构成⼝此钢带与橡胶带通过张⼒作⽤传递动⼒不同,⽽是通过钢⽚的压缩作⽤来传递动⼒。
2)钢⽚为了传递动⼒,需要与带轮的倾斜⾯之间发⽣摩擦⼒,摩擦⼒通过以下的原理产⽣。
①次级带轮的油压发挥作⽤夹紧钢⽚
②钢⽚被挤向外侧⼝
③钢板环被拉紧
④钢板环产⽣张⼒。
⑤初级带轮⼀侧的钢⽚被夹在带轮之间。
⑥钢带与带轮之间产⽣摩擦⼒。
即:通过压缩作⽤传递动⼒的钢⽚与为传递动⼒⽽产⽣摩擦⼒的钢板环分别承担作⽤,由于钢板环的张⼒是由整体分散承担,所以具有应⼒变化较少,持久性强的特点。
安装要注意旋向。
三、动⼒流程
1、P档位
没有液压作⽤于起步离合器前进离合器以及倒档制动器上。⽆动⼒传递⾄中间主动齿轮;中间主动齿轮被与驻车齿轮联锁的驻车棘⽖锁定。
2、N档位
从飞轮传来的发动机动⼒驱动输⼊轴,但⽆液压作⽤于前进离合器和倒档制动器。动⼒没有传递给主动带轮轴并且也没有液压作⽤于起步离合器上。如下图所⽰。
3、D、S和L档(前进档范围)
前进离合器啮合;倒档制动器分离;起步离合器啮合;前进离合器和起步离合器上均有液压作⽤,并且恒星齿轮驱动前进离合器;前进离合器驱动主动带轮轴,主动带轮轴⼜通过钢带驱动从动带轮轴:从动带轮轴通过起步离合器驱动中间主动齿轮;动⼒传递⾄中间从动齿轮和主减速主动齿轮,⽽主减速主动齿轮⼜驱动主减速从动
4、R档(倒档范围)
前进离合器分离;倒档制动啮合;起步离合器啮合,⾏星架由倒档制动器锁定;太阳轮驱动⾏星齿轮⾃转,⾏星齿轮驱动齿圈沿与太阳轮相反的旋向旋转;齿圈通过前进离向旋转i齿圈通过
前进离合器⿎驱动主动带轮轴,主动带轮轴通过联接钢带驱动从动带轮轴;从动带轮轴通过起步离合器驱动中间轴主动齿轮;动⼒传输⾄中间轴从动齿轮和主减速主动齿轮,然后再驱动主减速从动齿轮。
5、倒档限⽌装置控制
在车辆以6mph(10km/h)的速度向前⾏驶时,如果选择了R档位,动⼒系统控制模块将输出信号,以接通(ON)限⽌装置电磁阀,倒档限⽌阀右端的倒档限⽌装置(R l)压⼒即被释放。倒档限⽌阀移⾄右侧,并封闭相应油⼝,从⽽截⽌由⼿动阀通向倒档制动器的倒档制动器(RVS)压⼒。倒档制动器没有受到RVS压⼒作⽤,动⼒没有传递⾄倒档⽅向。
四、电⼦控制系统
1 、电⼦控制系统
电⼦控制系统由动⼒系统控制模块( PGM)、传感器以及电磁阀组成。换档采⽤电⼦⽅式控制,确保所有条件下的驾驶舒适性。PCM接收传感器、开关以及其它控制装置发送来的输⼊信号,经过数据处理后,.输出⽤于发动机控制系统和⽆级变速器控制系统的信号。⽆级变速器控制系统包括换档控制/带轮压⼒控制、7速模式控制、起步离合器压⼒控制、倒档锁⽌控制以及储存在动⼒系统控制模块内的坡道逻辑控制。动⼒系统控制模块操纵电磁阀对变速器带轮传动的变换进⾏控
2、电⼦元件位置
电⼦控制系统由动⼒系统控制模块( PGM)、传感器和电磁阀组成。PCM位于仪表板下部,杂物箱的后⾯。
3、换档控制/带轮压⼒控制
动⼒系统控制模块将实际⾏驶条件与储存的⾏驶条件进⾏⽐较,以便进⾏换档控制,并根据各种传感器和开关传来的信号即时确定⼀个主、从动带轮传动⽐。处于D和S档位时,从动带轮通过联接钢带在2.367-0.407的传动⽐范围内以⽆级⽅式驱动从动带轮;在R档位下乡如果踩下加速踏板,传动⽐被设定为1.326,如果松开加速踏板,则设定为2.3670带轮传动⽐较低(车速较低)时,从动带轮受到⾼压作⽤,以使其保持⼤直径,⽽主动带轮承受低压,以保持与从动带轮成⽐例的直径;带轮传动⽐较⾼时(车速较⾼)j从动带轮受到低压作⽤⽽主动带轮被施以⾼压。动⼒系统控制模块操纵带轮压⼒控制
阀,对施加于各种带轮的最佳压⼒进⾏调节,以减少钢带打滑,延长其使⽤寿命。如下图所⽰。
4、7速⾃动模式以D或S档位⾏驶时,如果按下主开关(7 SPEED MODE)将变速器切换⾄7速⾃动模式,则变速器将依据⼀定条件,如节⽓门开度和车速之间的平衡尹⾃动设定最佳速度等级。在某些以7级车速滑⾏的情况下,变速器将换⼊超速档位d如果在D或S档下停车时被切换⾄7速⾃动模式,则变速器将换⼊第1速度等级且车辆以1级速起步,换档指⽰器显⽰所选速度等级数字。
5、7速⼿动换档模式
在7速⾃动模式下‘,按下转向换档开关,变速器被切换⾄7速⼿动换档模式,且M指⽰灯亮(ON)。按加号(+)开关,变速器调速⾄下⼀更⾼速度等级;』按减号(⼀)变速器调低速,换档指⽰器显⽰所选速度等级数字9车辆以某⼀速度滑⾏时,如果调低速会导致发动机超速,则变速器将⽆法调低速,直⾄车辆达到调低速所允许的速度。:此模式也具有可以防⽌发动机超速的⾃动调⾼速区,以及使车辆平稳⾏驶并有更多动⼒准备加速的调低速区。
6、起步离合器压⼒控制
像液压变矩器⼀样,液压控制的起步离合器,在D、S、
L和R位置时,使起步和慢⾏趋于平稳。PCM从传感器和
开关接收信号,来激励起步离合器压⼒控制阀,从⽽调节
起步离合器的压⼒。
7、起步离合器的爬⾏控制功能
五、液压系统
液压控制系统通过变速器油泵、阀门和电磁阀进⾏控制。变速器油泵由输⼊轴驱动。油液从变速器油泵流经PH调节阀,以便对主动带轮、从动带轮和⼿动阀保持规定的压⼒。阀体类型包括主阀体、变速器油泵体、控制阀体以及⼿动阀体。主阀体⽤螺栓固定在飞轮壳上,变速器油泵体⽤螺栓固定在主阀体上;控制阀体位于变速器箱体外部;⼿动阀体⽤螺栓固定在中间壳体上。
1、阀体
(1)控制阀体
控制阀体位于变速器箱体外部,它包括了主动带轮压⼒控制阀、从动带轮压⼒控制阀、起步离合器压⼒控制阀、主动带轮控制阀以及从动带轮控制阀。如下图所⽰
1)主动带轮压⼒控制阀
主动带轮压⼒控制阀由线性电磁阀和滑阀组成,并由动⼒系统控制模块(PCM)控制。主动带轮压⼒控制阀向主动带轮控制阀提供主动带轮控制压⼒( DRC)。
2)从动带轮压⼒控制阀
从动带轮压⼒控制阀由线性电磁阀和滑阀组成,并由动⼒系统控制模块(PCM)控制。从动带轮压⼒控制阀向从动带轮控制阀提供从动带轮控制压⼒ (DRC) 。
3)起步离合器压⼒控制阀
起步离合器压⼒控制阀由线性电磁阀和滑阀组成,并由动⼒系统控制模块( PGM)控制。起步离合器压⼒控制阀根据节⽓门开度调节起步离合器的压⼒⼤⼩(SC),并向起步离合提供起步离合器压⼒(SC)。
4)主动带轮控制阀
主动带轮控制阀对主动带轮压⼒(DR)进⾏调节,并向主动带轮提供压⼒。
5)从动带轮控制阀
从动带轮控制阀对从动带轮压⼒( DN)进⾏调节,并向从动带轮提供压⼒。
2、主阀体
主阀体包括PH控制调节阀、离合器减压阀、换档锁定阀、起步离合器蓄压阀、起步离合器换档阀起步离合器后备阀以及润滑阀。如下图所⽰。
1) PH调节阀
PH调节阀⽤于保持⾃动变速器油泵所提供的液压,并向液压控制回路及润滑回路提供PH压⼒。