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1、 汽车维修技师 专业论文 标题：汽车发动机维护及保养 关键词：发动机保养，维修 2【摘要】：汽车的修理和维护是大家头痛的问题。如果平时不知好好保养爱车，或者驾车习惯不好，一旦车子得进厂大修特修，不单得付出一笔可观的费用，时间的浪费和精神上的折磨，更是难以数计，所以，汽车要时时注意保养。本文从汽车理论知识出发，结合本人多年的开车和维修经验，浅析一下汽车发动机的维护和保养 关键词 发动机保养，维护 前言：现代汽车最主要的工作就是保养与维护，有句话说现代汽车三分修七分养，由此可见现代汽车保养与维修的重要性！下面我们介绍发动机的维修与保养。一、发动机工作原理介绍 发动机是将某一种型式的能量转换为机械能
2、的机器，其作用是将液体或气体燃烧的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。简单讲发动机就是一个能量转换机构，即将汽油(柴油)的热能，通过在密封汽缸内燃烧气体膨胀时，推动活塞作功，转变为机械能，这是发动机最基本原理。发动机所有结构都是为能量转换服务的，虽然发动机伴随着汽车走过了 100 多年的历史，无论是在设计上、制造上、工艺上还是在性能 3 上、控制上都有很大的提高，其基本原理仍然未变。发动机将热能转变为机械能的过程，是经过进气、压缩、作功和排气四个连续的过程来实现的，每进行一次这样的过程就叫一个工作循环。凡是曲轴旋转两圈，活塞往复四个行程完成一个工作循环的，称
3、为四冲程发动机。四冲程汽油机的工作原理有：(1)进气行程。曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，此时，进气门开启，排气门关闭。活塞移动过程中，气缸内容积逐渐增大，形成真空度，于是可燃混合气通过进气门被吸入气缸，直至活塞到达下止点，进气门关闭时结束。(2)压缩行程。进气行程结束时，活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动，气缸内容积逐渐减小。此时进、排气门均关闭，可燃混合气被压缩，至活塞到达上止点时压缩结束。压缩过程中，气体压力和温度同时升高，并使混合气进一步均匀混合，压缩终了时，气缸内的压力约为 0.6MPa1.2MPa，温度约为 600K800K。(3)作功行程。在压缩行程末，火花塞产生电火花点
4、燃混合气，并迅速燃烧，使气体的温度、压力迅速升高，从而推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转作功，至活塞到达下止点时作功结束。作功开始时气缸内气体压力、温度急剧上升，瞬间压力可达 3MPa5MPa，瞬时温度可达 2200K2800K。4(4)排气行程。在作功行程接近终了时，排气门打开，进气门关闭，曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动。废气在自身剩余压力和在活塞推动下，被排出气缸，至活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束。因排气系统存在排气阻力，排气冲程终了时，气缸内压力略高于大气压力，约为 0.105MPa0.115MPa，温度约为 900K1200K。二、发动机故障原因及维护
5、1、发动机出现故障的主要原因(1)机油变质及机油滤芯不畅 不同等级的润滑油在使用过程中油质都会发生变化。车辆行驶一定里程之后，性能就会恶化，可能会给发动机带来种种的问题。为了避免这些故障的发生，应该结合使用条件定期给汽车换油，并使油量适中，一般以机油标尺上下限之间为好。机油从机油滤芯的细孔通过时，把油中的固体颗粒和黏稠物积存在滤清器中。如滤清器堵塞，机油则不能顺畅通过滤芯时，会胀破滤芯或打开安全阀，从旁通阀通过，仍把脏物带回润滑部位，促使发动机磨损加快，内部的污染加聚。因此机油滤芯的定期更换同样重要。(2)空气滤芯堵塞 发动机的进气系统主要由空气滤芯和进气道两部分组成。根据不同的使用情况，要定
6、期清洁空气滤芯，可使用的 5 方法有高压空气由里向外吹，把滤芯中的灰尘吹出。由于空气滤芯为纸质，所以吹的时候要注意空气的压力不能过高，以免损坏滤芯。空气滤芯在一般在清洗3次后就应更换新的，清洗周期可以由日常驾驶区域的空气质量而定。(3)不按期保养 通常人们总是喜欢在改装上投入很多钱，但却容易忽视按期给发动机做保养。据有经验的汽修师傅说：“在他们所经手维修的汽车中，车辆因发动机保养不良造成的故障占总故障 50%之高。”可见发动机保养对延长车辆使用寿命能起到至关重要的作用。当然也会给你减少不必要的损失，要不怎么会有“以养代修”这个名词。(4)进气管道过脏 如果车辆经常行驶于灰尘较多、空气质量较差的
7、路况区域，就应该注意清洗进气管道，保证进气的畅通。进气管道对于发动机的正常工作非常重要，如果进气管道过脏，会导致充气效率的下降，从而使发动机不能在正常的输出功率范围内运转，加剧发动机的磨损和老化。(5)曲轴箱油泥过多 发动机在运转过程中，燃烧室内的高压未燃烧气体、酸、水分、硫和氮的氧化物经过活塞环与缸壁之间的间隙进入了曲轴箱中，使其与零件磨损产生的金属粉末混在一起，形成油泥。少量的油泥可在油中悬浮，当量大时从油中析出，堵 6 塞滤清器和油孔，造成发动机润滑困难，从而加剧发动机的磨损。此外，机油在高温时氧化会生成漆膜和积炭粘结在活塞上，使发动机油耗增大、功率下降，严重时使活塞环卡死而拉缸。(6)
8、燃油系统保养不善 燃油系统的保养包括更换汽油滤芯、清洗化油器或燃油喷嘴以及供油管路。燃油在通过油路供往燃烧室燃烧的过程中，不可避免地会形成胶质和积炭，在油道、化油器、喷油嘴和燃烧室中沉积下来，干扰燃油的流动，破坏正常空燃比，使燃油雾化不良，造成发动机喘抖、爆震、怠速不稳、加速不良等性能问题。使用燃油系统清洗剂清洗燃油系统，能够始终使发动机保持最佳状态。(7)水箱生锈、结垢 发动机水箱生锈、结垢是最常见的问题。锈迹和水垢会限制冷却液在冷却系统中的流动，降低散热的作用，导致发动机过热，甚至造成发动机的损坏。冷却液氧化还会形成酸性物质，腐蚀水箱中的金属部件，造成水箱破损、渗漏。定期使用水箱强力高效清
9、洗剂清洗水箱，除去其中的锈迹和水垢，不但能保证发动机正常工作，而且可延长水箱和发动机的整体寿命。2、发动机的简单维护（1）先检查汽车的防冻液的液面是否合适，正确的液 7 面位置应该在不低于最底线不超过最高线中间偏上是最合适的液面位置。（2）车辆的电瓶汽车的电瓶检查分 3 小步，第 1 步先检查电瓶的电解液是否不足（除免维护电瓶）第 2 步检查电瓶的“正极”和（负极）的庄头是否松动，第 3 步清除电瓶两极庄头上的氧化物。（3）检查和更换机油，这一步工作先要拔出机油尺检查机油的液面，然后观察机油的颜色，如果要是像麻酱色像水一样没有粘稠度了就必须更换了。（4）空气滤芯器的检查或更换，这一项工作非常简
10、单，只要把滤芯器拆下检查，如果不是特脏就可以不更换用高压气枪吹净即可。（5）检查清洗散热器和进气道，这一项工作是春天过后必须检查的，因为已进入春天就会有很多柳絮毛之类的杂物粘到散热器上这对汽车进入夏天后发动机散热造成影响必须到维修站用高压气枪吹净。（6）检查汽车发动机舱内裸露的橡胶皮管（包括：水管，油管，气管）是否有老化皲裂。（7）检查汽车发动机舱内裸露的电线，是否有开胶。（8）检查汽车发动机舱内的零件螺丝是否有松动的，如果有立即拧紧。（9）检查汽车发动机舱内的各处皮带强度是否够。8 三、发动机的日常保养 汽车按时定程保养是关键，汽车保养就如同健身，对延长汽车的使用寿命有很大帮助。1、使用适当
11、质量等级的润滑油。对汽油发动机应根据进排气系统的附加装置和使用条件选用 SD-SF 级汽油机油；柴油发动机则要根据机械负荷选用 CB-CD 级柴油机油，选用标准以不低于生产厂家规定要求为准。2、定期更换机油及滤芯。任何质量等级的润滑油在使用过程中油质都会发生变化。到一定里程之后，性能恶化，会给发动机带来种种问题。为了避免故障的发生，应结合使用条件定期换油，并使油量适中(一般以机油标尺中上限为好)。机油从滤清器的细孔通过时把油中的固体颗粒和粘稠物积存在滤清器中。如滤清器堵塞，机油不能通过滤芯时，会胀破滤芯或打开安全阀，从旁通阀通过，仍把脏物带回润滑部位，促使发动机磨损，内部的污染加剧。3、保持曲
12、轴箱通风良好。现在大部分汽油机都装有 PCV 阀(曲轴箱强制通风装置)促使发动机换气，但窜气中的污染物“会沉积在PCV 阀的周围，可能使阀堵塞。如果 PCV 阀堵塞则污染气体逆向流入空气滤清器，污染滤芯使过滤能力降低，吸入的混合气过脏，更加造成曲轴箱的污染，导致燃料消耗增大，发动机磨损加大，甚至损坏发动机。因此，须定期保养 PCV，清除 PCV 阀周围的污染物。4、定期清洗曲轴箱。发动机在运转过程中，燃烧室内的高压未燃烧气体、酸、水份、硫和氮的氧化物经过活塞环与缸壁之间的间隙 9 进入曲轴箱中，与零件磨损产生的金属粉末混在一起，形成油泥。量少时在油中悬 浮，量大时从油中析出，堵塞滤清器和油孔，
13、造成发动机润滑困难，引起磨损。此外，机油在高温时氧化会生成漆膜和积碳粘结在活塞上，使发动机油耗增大、功率下降，严重时使活塞环卡死而拉缸。因此，定期使用发动机内部清洗剂)清洗曲轴箱，保持发动机内部的清洁。5、定期清洗燃油系统。燃油在通过油路供往燃烧室燃烧的过程中，不可避免地会形成胶质和积碳，在油道、化油器、喷油嘴和燃烧室中沉积下来，干扰燃油流动，破坏正常空燃比，使燃油雾化不良，造成发动机喘抖、爆振、怠速不稳、加速不良等性能问题。使用BG888(燃油系统强力高效清洗剂)清洗燃油系统，并定期使用【发动机内部清洗剂】控制积碳的生成，能够始终使发动机保持最佳状态。6、定期保养水箱。发动机水箱生锈、结垢是
14、最常见的问题。锈迹和水垢会限制冷却液在冷却系统中的流动，降低散热作用，导致发动机过热，甚至造成发动机损坏。冷却液氧化还会形成酸性物质，腐蚀水箱的金属部件，造成水箱破损、渗漏。定期使用(水箱强力高效清洗剂)清洗水箱，除去其中的锈迹和水垢，不但能保证发动机正常工作，而且延长水箱和发动机的整体寿命。四，故障案例 故障车型：丰田凯美瑞 里程：48000km 故障现象：车辆打火后汽车机油灯闪烁 10 故障原因分析：1，机油压力感应塞损坏 2，机油泵泄油 3，机油油路堵塞 经检查此车油路有堵塞，主油道滤网堵塞，主要原因是客户不及时保养所致！五，总结 由此我们总结出汽车在维修的前提下，是要做好维护与保养！对
15、于现代汽车要做到每 5000km 要到服务店做一次不同程度的保养维护。总之包括三方面，车体保养，车内保养，车体翻新。如果做到这些就可以做到车辆行驶在良好状态下.五.致谢！在此感谢我的启蒙老师，万老师！在我人生迷茫的时候带我进入汽车的世界！参考文献 一发动机与汽车理论，北京，人民交通出版社 1998 二汽车维修，北京，人民交通出版社 2001 汽车维修技师论文 国家职业资格证二级 论文题目：浅析汽车 CVT 无级变速器 浅析汽车 CVT 无级变速器 王 江西 摘要：3 第一章 绪论.4 第二章 无级变速器的应用现状.5 2.1 根本知识.5 2.2 研究现状.5 2.3 无级变速器的市场应用成熟
16、车型.6 第三章 无级变速器类型、结构及工作原理.9 3.1 无级变速器的类型.9 3.2 无级变速器的主要结构及工作原理.10 第四章 无级变速器的技术优点.11 4.1 操作简单.12 4.2 良好的行驶稳定性.12 .12 4.4 动力性.12 4.5 经济性.13 .13 第五章 无级变速器的智能化控制关键技术及应用.13 5.1 一体化控制思想.13 5.2 一体化控制方式.14 5.3 智能化控制技术.15 5.4 智能化控制技术在汽车传动系统中的应用.15 第六章 无级变速器的开展前景及开展的技术趋势.17 6.1 CVT部件 17 6.2 CVT 变速器.18 6.3 发动机与
17、 CVT 更集成控制.18 .18 第七章 结语.18 摘 要 近年来，随着人们对汽车舒适度和环保节能要求的提高，使得对汽车的使用要求越来越高。有级式自动变速器汽车因操作简单已经被广泛使用，但是有级式自动变速器的本钱昂贵、结构复杂等缺陷，在许多场合已经不能满足人们的需求，能够连续改变传动比，进而改善汽车经济性、排放指标和动力性的无级变速器成为汽车变速器的主要开展方向。在此本文主要介绍了无级变速器的开展历史和应用现状，从结构原理和技术特点出发，以关键性的控制技术应用为导向，分析了无级变速器类型的研究现状和开展趋势，讨论了无级变速器的关键性控制技术等问题。在此根底上，对 CVT 无级变速器的进一步
18、研究进行了展望。关键词：无级变速器 前景 结构原理 技术优点。第一章 绪论 21 世纪能源日益趋紧，油价在高位上节节攀升，节能减排已经成为制约汽车开展壮大的关键问题之一，由此，各种自动变速器不断冲击着传统的手动变速器，变速器行业的更新换代悄然而至。CVT，真正实现了无级变速，使汽车具有理想的性能。2004 年，中国汽车工业协会和中国齿轮协会就国内自动变速箱的研发方向达成了共识：优先开展电控机械式自动变速器和无级变速器，适时开展双离合器自动变速，适当生产液力机械自动变速器。然而目前在汽车上广泛使用的自动变速技术是将液力变矩器和行星齿轮系组合的自动变速器技术，但是液力变矩器和行星齿轮系的组合有着明
19、显的缺点：传动比不连续，只能实现分段范围内的无级变速；液力传动的效率较低，影响了整车的动力性能与燃料经济性；增加变速器的档位数来扩大无级变速覆盖范围，就必须采用较多的执行元件来控制行星齿轮系的动力传递路线，导致自动变速器零部件数量过多，结构复杂，保养和维护不便。CVT(Continuously Variable Transmission)技术即无级变速技术，采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合传递动力。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正确匹配，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
20、器已经有了一百多年的历史。CVT 与有级变速器的区别在于，它的变速比不是间断的点，而是一系列连续的值，从而实现了良好的经济性、动力性和驾驶平顺性，而且降低了排放和本钱。所以 CVT 技术再次成为人们关注的焦点之一。CVT，是人们长期梦寐以求的变速机构，它的应用具有十分重要的意义，已成为当今汽车界最热门的课题之一。CVT 的开展势必对我国汽车工业的开展乃至整个国民经济的迅速腾飞有着举足轻重的意义。其中的目的包括提高汽车性能，与汽车其他先进技术的完美结合，普及轿车使用，节约能源，提升中国汽车行业的国际竞争力。第二章 无级变速器的应用现状 旧式的皮带式紧凑型无级变速器是一种通用的齿轮减变速电机，其输
21、出轴的转速可无级调节，其传递的功率范围为 0.2545kw。这种变速器的核心局部是两个 V 形变速带轮。主动变速带轮装在驱动电机的轴上，而从动变速带轮装在从动轴上。运转时，只要改变两半变速带轮之间的轴向距离，就能改变主从动带轮之间的传动比，从而到达无级变速的目的。可是它可提供的传速比变化范围一般为 0.52.5，范围过窄，不能完全满足整车传动比变化范围的要求，因此设有减速机构，拓宽其传速比范围。据此改良后的金属带式无级变速器由行星齿轮机构传递的扭矩直接传递到主动带轮，金属带将动力从主动带轮传递到从动带轮上，再由从动带轮将动力经过减速机构传出。通过主、从动带轮可动锥盘的轴向运动，改变了金属带的传
22、动半径，从而实现速比变化。2.2 研究现状 在国外，对 CVT 与 AT 和 DCT 进行全方位比照，预测了今后 CVT 的开展。在国内，对 CVT 开展历程与研究现状，分析了其开展趋势；通过一系列试验结果，详述了 CVT 与其他类型变速器之间的优缺点。不同类型 CVT 中，带式 CVT 开发最早，应用最广。1955 年，荷兰 VDT公司的橡胶带式 CVT 样车试验，由于该传动机构体积过大，传动比太小，橡胶带寿命短，最终未能普及。1956 年，德国 PIV 公司开始研究链式 CVT。20 世纪 80 年代，橡胶带式 CVT 被推力带式 CVT 代替，投入市场使用。1989年，德国 Luk 公司
23、开始研发 300 N.m 级的轿车 CVT，并选择 PIV 链条。1999年，Luk 公司 CVT 链条的第一代产品在奥迪 Multitronic 上诞生；2004 年，应用于美国市场福特 CFT30。CVT 控制系统，包括离合器控制、速比控制及夹紧力控制。国外对此展开了深入而广泛的研究；国内起步较晚，但是也有不少研究成果。在国外，结合鲁棒模型匹配方法，建立了 CVT 伺服速比系统，增强其抗干扰性能。设计了模糊增益调度系统，应用于 CVT 液压伺服系统的 PI(比例积分)控制器中，并设计了一个非线性补偿系统。提出了瞬态情况下燃油最优化控制问题的解决方案；基于此，提出了一个简化控制策略。在国内，
24、设计了带有前馈抗缭绕的 PI 控制器，用于 CVT 夹紧力控制，进行了仿真和装车试验。开发的 CVT 汽车自适应模糊控制系统具有良好的鲁棒性。采取各种控制理论的目的在于使 CVT 系统各方面性能最优化。从装车效果来看，将这些控制理论应用于 CVT 控制系统中，获得了良好的效果。2.3 无级变速器的市场应用成熟车型 无级变速器也叫 CVT，奥迪命名为 Multitronic，斯巴鲁命名为Lineartronic，日产那么叫 Xtronic，与有级 AT 变速器的区别在于，它的变速比不是间断的点，例如几档几档，而是一系列连续的值，从而实现了良好的经济性、动力性和驾驶平顺性，而且降低了排放和本钱。鉴
25、于其平顺的加速特性，针对纯粹的性能来说，在提速方面略不及其他变速箱产品。图 1 无级变速器 图 1 无级变速器外观结构 优点：CVT 取代了传统自动挡变速箱的传动齿轮，以钢带或链条进行传动，正常自动挡车型中的换挡冲击和顿挫消失，在舒适性方面是几大种类变速箱中最出色的，无齿轮的 CVT 变速箱动力输出十分线性，驾驶平顺，可模拟无限挡位实现性能、节油、废气排放的众多平衡，此外 CVT 变速箱重量轻体积小也是优势。缺乏：CVT 的缺点也是明显的，相比传统自动挡变速箱而言，CVT 变速箱制造本钱要略高，传动带很容易损坏，不能承受较大的扭矩，目前最高排量也就仅限于 3.5L 发动机车型，此外构造原理与机
26、械磨损密不可分，钢制皮带的使用寿命始终无法完美的解决，而平顺的传动特点同时带来加速响应的缓慢，对于剧烈驾驶的需求不如其他自动变速箱车型。开展优点，躲避缺点，根据无级变速器的主要传力媒介，下面列举了制造厂商研究的主要成果比照及方向。1.东风日产天籁：XTRONIC-CVT 变速箱钢带传动 CVT 技术的开展已经有了一百多年的历史，而德国奔驰公司是在汽车上采用 CVT 技术的鼻祖，早在 1886 年就安装在其汽油机汽车上，然而真正将 CVT 变速箱发扬光大的就不得不提日产，不仅仅将手动模式植入 CVT 中，还将传动带用金属带代替传统的橡胶带，克服了众多 CVT 难题毅力至今，目前日产旗下绝大多数自
27、动车型都采用 CVT 变速箱技术。1 钢环 2 金属摩擦片 3 摇摆楞 4 鞍座面 图 2 金属带传动结构图 无级变速器中，传动装置的关键局部是金属带及其带轮所组成的传动系统，如图 2 所示。金属带传动由几百个 V 型金属薄片称为摩擦片组成，这些金属薄片通过两组插入两个狭槽的钢环串在一起，每个钢环由假设干层厚度为 0.2 毫米左右的薄钢带组成。金属带中钢环的功能一是引导V 型摩擦片，二是承当带中的全部张力；V 型摩擦片的功能是传递转矩。其传动的一个重要特征就是摩擦片的推压式作用原理，即通过 V 型摩擦片的压力来传递转矩。主、从动轮皆由可动锥盘和固定锥盘组成，工作时，当主、从动轮的可动锥盘作轴向
28、移动时，改变了金属传动带的工作半径，从而改变了传动比，当这种改变连续进行时，就实现了无级调速。2.一汽奥迪 A6L：Multitronic 无级变速器链条 在变速箱结构方面，奥迪的 Multitronic 与日产的 Xtronic 并无大的差异，仅仅是传动钢带的结构不同，如图 3 所示。奥迪无级变速箱的传动链更像是多条并在一起的自行车链条，每节之间是用销钉连接的，横截面更扁平，拉动即受力，所以传动比变化范围和传递的最大功率都更大，而日产的钢带传动主要来自于推力。图 3 链条传动结构 3雷克萨斯 CT200H：EVT 电子无级变速器混合动力 所谓的 EVT 实际上就是 CVT 变化形式。既在连续
29、变速 CVT 根底上增加了单独的电动输入而产生的某个输出的传动比。它实际上是一个动力分置传动系统，在混合动力车型中将传统引擎和电动引擎两个动力来源进行分配传递的系统。一般 EVT 电子变速器中都内置驱动电机和几个行星齿轮组，通过假设干组离合器对电机和行星齿轮组进行控制，从而实现车辆在低速和高速模式间无缝智能切换。比方：起步时以纯电机驱动车辆，当速度提升至 30km/h 之后，汽油发动机介入，此时发动机动力带动 EVT 内的电动机共同驱动车辆前进；高速时发动机全效输出，制动时电机回收并储存能量，真正兼顾了各路况下的动力需求和节能省油。由于 CVT 换挡操纵简单，应用于混合动力汽车上具有得天独厚的
30、优势，并且由于有电动马达的存在，完全防止了发动机在低速工况下效率不高的问题，两者的联合使用使发动机始终在最正确工作点附近工作，因此混合动力汽车成为 CVT 的一个重要应用场合。第三章无级变速器类型、结构及工作原理 无级变速器可分为无级变速器和手自一体式无级变速器。而根据无级变速器传动方式可分为液体传动、电力传动和机械传动三种方式。液体传动分为两类：一类是液压式，主要是由泵和马达组成或者由阀和泵组成的变速传动装置，适用于中小功率传动。另一类为液力式，采用液力耦合器或液力矩进行变速传动，适用于大功率几百至几千千瓦。液体传动的主要特点是：调速范围大，可吸收冲击和防止过载，传动效率较高，寿命长，易于实
31、现自动化；制造精度要求高，价格较贵，输出特性为恒转矩，滑动率较大，运转时容易发生漏油。电力传动根本上分为三类：一类是电磁滑动式，它是在异步电动机中安装一电磁滑差离合器，通过改变其励磁电流来调速，这属于一种较为落后的调速方式。其特点结构简单，本钱低，操作维护方便；滑动最大，效率低，发热严重，不适合长期负载运转，故一般只用于小功率传动。二类是直流电动机式，通过改变磁通或改变电枢电压实现调速。其特点是调速范围大，精度也较高，但设备复杂，本钱高，维护困难，一般用于中等功率范围几十至几百千瓦，现已逐步被交流电动机式替代。三类是交流电动机式，通过变极、调压和变频进行调速。实际应用最多者为变频调速，即采用一
32、变幅器获得变幅电源，然后驱动电动机变速。其特点是调速性能好、范围大、效率较高，可自动控制，体积小，适用功率范围宽：机械特性在降速段位恒转矩，低速时效率低且运转不够平稳，价格较高，维修需专业人员。近年来，变频器作为一种先进、优良的变速装置迅速开展，对机械无级变速器产生了一定的冲击。机械传动的特点主要是：转速稳定，滑动率小，工作可靠，具有恒功率机械特性，传动效率较高，而且结构简单，维修方便，价格相对廉价；但零部件加工及润滑要求较高，承载能力较低，抗过载及耐冲击性较差，故一般适合于中、小功率传动。CVT 的主要结构和工作原理如图 4 所示，该系统主要包括主动轮组、从动轮组、金属带和液压泵等根本部件。
33、金属带有两束金属环和几百个金属片构成。主动轮组和从动轮组都有可动盘和固定盘组成，遇有工作靠近一侧的轮上滑动，另一侧那么固定。可动盘与固定盘都是锥面结构，它们的锥面形成 V 型槽来与 V 型金属传动带主动轮齿合。发动机输出轴输出的动力首先传递到 CVT 的主动轮，然后通过 V 型传动带传动到从动轮，最后经减速器、差速器传递给车轮来驱动汽车。工作通过主动轮与从动轮的可动盘轴向移动来改变主动轮、从动轮锥面与 V 型传动带齿合的工作半径，从而改变传动比。可动盘的轴向移动量是有驾驶者根据需要通过控制系统自动调节主动轮、从动轮液压泵油缸压力来实现的。由于主动轮和从动轮的工作半径可以实现连续调节，从而实现了
34、无级自动变速。在金属带式无级变速器的液压系统中,从动油缸的作用是控制金属带的张紧力,以保证来自发动机的动力高效、可靠的传递。主动油缸控制主动锥轮的位置沿轴向移动,在主动轮组金属带沿 V 型槽移动,由于金属带的长度不变,在从动轮组上金属带沿 V 型槽向相反的方向变化。金属带在主动轮组和从动轮组上的回转半径发生变化,实现速比的连续变化。汽车开始起步时,主动轮的工作半径较小,变速器可以获得较大的传动比,从而保证驱动桥能够有足够的扭矩来保证汽车有较高的加速度.随着车速的增加,主动轮的工作半径逐渐减小,从动轮的工作半径相应增大,CVT的传动比下降,使得汽车能够以更高的速度行驶。图 4 变速器工作原理 第
35、四章 无级变速器的技术优点 无级变速器的特点。液力自动无级变速器也存在缺乏，如传动效率较低，结构复杂等。但因其无比优越的性能，自动无级变速器的应用仍相当普及。目前，国内大多数汽车采用手动变速器，手动变速器因采用机械传动，故传动效率高、工作可靠、结构简单。但是，因其动载荷大，易使零件过早地磨损。特别是手动变速器要求驾驶员在外界条件比拟复杂的情况下，频繁地操纵离合器和换挡，增加了驾驶员的负担，使驾驶员易于疲劳，也不利于平安行车。无级变速器能进行繁复的加速、减速变速器换挡等功能，具有变速平滑、驾驶轻便等优点。可以根据发动机的工况和车速情况，自动选择挡位，而且具有以下显著特点：4.1 操纵简单 汽车的
36、后备功率决定了汽车的爬坡能力和加速能力。汽车的后备功率愈大,汽车的动力性愈好。由于 CVT 的无级变速特性,能够获得后备功率最大的传动比，所以 CVT 的动力性能明显优于机械变速器(MT)和自动变速器(AT)。CVT 可以在相当宽的范围内实现无级变速，从而获得传动系与发动机工况的最正确匹配，提高整车的燃油经济性。德国的群众公司在自己的Golf VR6 轿车上分别安装了 4-AT 和 CVT 进行 ECE 市区循环和 ECE 郊区循环测试,证明 CVT 能够有效节约燃油。无级变速的速比工作范围宽,能够使发动机以最正确工况工作，从而改善了燃烧过程，降低了废气的排放量。公司将自已生产的无级变速装车进
37、行测试,其废气排放量比安装 4-AT 的汽车减少了大约 10%。汽车的后备功率决定了汽车的爬坡能力和加速能力。汽车的后备功率愈大，汽车的动力性愈好。由于 CVT 的无级变速特性，能够获得后备功率最大的传动比，所以 CVT 的动力性能明显优于机械变速器(MT)和自动变速器(AT)。表 2 为分别安装 4-AT 和 CVT 的克莱斯勒的 Voyager 轿车的动力性比拟，安装 CVT 的汽车拥有更佳的动力性能。CVT 可以在相当宽的范围内实现无级变速，从而获得传动系与发动机工况的最正确匹配，提高整车的燃油经济性。德国的群众公司在自己的Golf VR6 轿车上分别安装了 4-AT 和 CVT 进行
38、ECE 市区循环和 ECE 郊区循环测试，证明 CVT 能够有效节约燃油。CVT 系统结构简单，一旦汽车制造商开始大规模生产 CVT 的本钱将会比 AT 小。由于采用该系统可以节约燃油，随着大规模生产以及系统，材料的革新，CVT 零部件(如传动带或传动链，主动轮，从动轮和液压泵)的生产本钱将降低 20%-30%。第五章 无级变速器的智能化控制关键技术及应用 5.1 一体化控制思想 汽车动力传动系统一体化控制是指应用电子技术和自动变速理论，以电子控制单元(ECU)为核心，通过液压执行机构控制离合器的别离和结合、选换挡操作，并通过电子装置控制发动机的供油实现起步、换挡的自动操作。其根本的控制思想是
39、：根据驾驶员的意图(加速踏板、制动踏板、操纵手柄等和车辆的状态发动机转速、输入轴转速、车速、档位，依据适当的控制规律(换挡规律、离合器结合规律，借助与相应的执行机构离合器执行机构、选换挡执行机构和电子装置发送机供油控制电子装置对车辆的动力传动系发动机、离合器、变速器进行联合操纵。5.2 一体化控制方式 控制系统的功能是依据驾驶员的意图和车辆行驶环境的变化，自动调节根底传动部件的传动比和工作状态，以实现传动系效率的最正确和车辆整体性能的最优。一般来说，车辆控制系统主要有车辆数据采集系统传感局部、电子控制单元和执行机构三大局部组成。1车辆数据采集系统传感局部的组成控制系统中，车辆按照驾驶员的意图形
40、式和工作，车辆控制系统必须能够正确识别和实现驾驶员的操纵。驾驶员意识的识别是通过传感器对车辆控制机构的变化进行检测，并经过分析获得。在汽车上使用的传感器主要有以下几种：磁电式传感器、磁阻式传感器、光电式传感器、霍尔式传感器、热敏式传感器、变阻式传感器、压电晶体式传感器等。在动力传动系统中变速器局部使用的传感器有：发动机转速传感器、车速传感器、节气门开度传感器、离合器位移传感器等。其中发动机转速传感器、车速传感器和霍尔式传感器等利用信号原理的传感器，节气门开度传感器和离合器位移传感器均使用变阻式传感器。除传感器以外，其它信号通过开关和控制器或其他方式进行信号传递。常用的开关有多功能开关、强制抵挡
41、开关等。开关也是很重要的信息输入手段。2电子控制单元，电子控制单元是整个控制系统的核心。其功能是依据驾驶员意图和车辆的运动状态参数检测与提供的信号，进行档位转换或工作状态改变。电子控制单元的主要功能有：信号采集和预处理、驾驶员操纵意识识别、车辆状态识别、换挡决策换挡规律、换挡品质控制、故障诊断功能、输出和显示等功能。新一代的控制其功能很全面，控制性能也很好，使用高性能的 16 位或32 位微处理器，有些甚至试用了定制的微处理器，包含了控制需要的大局部功能，简化了控制电路而且增强了电路的功能和可靠性。比方日本的JATCQ 公司的产品均使用 NEC 和摩托罗拉 16 位和 32 位微处理器；德国的
42、ZF 使用摩托罗拉 32 位 POWERPC 微处理器开发了 5 档自动变速器-SHP19的换挡控制器。由于控制器的微处理更新换代，使换挡控制比拟复杂，而且由于处理器的外围电路扩展，使输入输出功能更加强劲。为了使控制性能获得跟大的提高，在这些控制器中不仅使用了控制程序，还使用了嵌入式实时操作系统。3执行机构控制系统的输入信号以后，送到控制器进行数据处理，数据处理结束以后，电子控制单元的控制信号将通过执行机构实现对动力传动系统工作状态的改变，保证对车辆性能的控制。同时执行机构保证换挡品质的控制。实现档位切换的执行结构一般都使用电磁阀。智能控制的产生来源于被控制系统的高度复杂性、不确定性及人们对控
43、制性能越来越高的要求。这种被控系统难以用精确的数学模型微分方程和差分方程来描述。而作为智能控制方法之一的模糊控制与传统控制相比，具有 3 个优点：可以从行为上模拟人的模糊推理和决策过程；不需要建立数学模型即可实现较好的控制；可以实现非线性控制任务，而常规控制器对非线性特性通常难以实现控制要求。智能控制技术作为自动控制技术的前沿，以智能控制理论、计算机技术、人工智能、运筹学为根底，适用于被控对象和环境具有未知或不确定因素、数学模型难以建立、运行环境和工况发生不可预测的变化等场合。一个好的智能控制系统应能满足多目标与多性能指标要求，能利用知识进行推理和学习，能适应对象特性和运行条件的变化，具有较好
44、的鲁棒性、适应性、容错性、实时性和多样性。5.4 智能控制技术在汽车动力传动系统中的应用 汽车是一个复杂的多自由度系统，在外界不确定因素的作用下，其动态特性会发生很大变化甚至失稳。许多专家都在寻求一种有效方法控制汽车的动态特性，使之满足要求。由于智能控制的性能优于传统控制，因而在汽车领域得到广泛的应用。1 发动机控制发动机技术决定和影响着整车根本技术的开展。由于剧烈的市场竞争和新的燃油排放标准的制定和实施，发动机技术己从单纯追求功率和可靠性转移到追求良好的燃油经济性和降低废气排放。发动机的控制包括：燃油喷射控制、点火时刻控制、爆震控制、怠速转速控制、废气再循环控制和空燃比闭环控制等。90 年代
45、初，菲亚特公司成功地实现了发动机怠速的模糊控制。随后，三菱公司也不甘落后，提出了相关方案。90年代中期，Martinez和Jamshidi将模糊控制运用到发动机中，控制发动机怠速转速和空燃比，其结构原理如图 5 所示 图 5 发动机模糊控制的结构原理图 该模糊控制器输人速度和加速度的误差，经模糊运算得出一个适宜油门开度值 u。不久，Ma-jors 等人成功地运用神经网络理论实现了发动机燃料空气比的控制。2传动系统控制，90 年代初，福特公司和宏达公司已经就神经网络和模糊逻辑系统在汽车的动态特性与控制中的应用进行了许多研究，日产公司率先用模糊控制器控制汽车传动系的变速规律和防抱死制动系统的压力调
46、制器。许多专家都在寻求一种有效方法控制汽车的动态特性，其原理如图 6 所示。该模糊控制器以汽车速度、加速度、油门开度、道路阻力、制动时间和当前变速情况为输入，经模糊运算后得出适宜的换档值。知识库 图 6 发动机变速规律原理图 输出模块 推理模块 输入模块 第六章 无级变速器的开展前景及技术开展趋势 CVT 无级变速器与传统的变速箱采用的多齿轮组传动不同，它不采用齿轮变速，而是采用两个由高抗拉强度钢带连接的高科技扇形滑轮，通过无级性的改变滑轮直径从而连续性的改变速比，实现无缝加速。CVT 克服了传统变速箱加速时的顿挫感和能量损耗大等缺点，操控更加顺畅且环保节能。CVT 无级变速器与 MR20DE
47、(轩逸，天籁用)引擎配合，使引擎始终在经济油耗状态下工作，油耗比传统的 AT 自动变速箱节省约 15%零换挡冲击、零时差加速感通过“无级的速比转换，顺畅的换挡及快速、有效的加速，智能化控制，带来更大的驾驶愉悦感。CVT 无级变速器能根据驾驶者的意图和不同路况，切换至适当的速比，使驾驶更加顺畅、迅捷。独特的高抗拉强度钢带结构及变速箱油终生免更换，带来极佳的耐久可靠性，CVT 无级变速器由高抗拉强度钢片打造，并采用独特的带状结构，实现了极佳的耐久性。变速箱油终生免，更换，确保变速箱的可靠性，同时大幅降低使用本钱。更快的变速响应，通过改善电子控制系统及其控制的液压系统，并采用新款的高性能 ATF，X
48、TRONIC CVT对加速踏板的响应和加速感比普通 CVT 的响应速度快 30%。CVT 的变速控制器让发动机转速随着汽车的加速而自然升高。6.1 CVT 部件 推式传动带和传动链将在转矩传递容量和专用性上进一步加强。由于产品数量的迅速增加，伴随产品过程的进一步自动化，本钱会大幅降低。CVT 专用的液压泵将被推广。用于自动跳合和紧急制动的小型电子驱动泵，和用于正常工况的发动机驱动的泵协同工作，将进一步改善整个变速器的效率。滑轮优化设计将不仅减小系统的质量和降低本钱，而且保证在主、从动轮和传动带之间的最大传递转矩。不同部件、微处理器和测试设备的电子控制差异，导致非常高的研究和制造本钱，这将通过电
49、液控制模块化设计和大规模生产而减小，从而将柔性的功能和低廉的本钱有机组合。因为越来越多的 CVT 进入市场，制造商已经开始了研究开发 CVT 专用变速器工作液，这将给 CVT 工作特性进一步优化。6.2 CVT 变速器 大量不同的布置有可能出现，不仅由于汽车驱动差异和要求(FWD、RWD、AWD)，而且也由于增加传动比覆盖范围的持续要求。电子化将带来传动比、速度、压力和转矩的更快的、更精确的控制，保证发动机和变速器更好的调节，提供了不同的行驶模式，例如运动型、舒适型和巡航控制，从而使用户获得全方位的“行驶乐趣。6.3 发动机与 CVT 集成控制 更精确、更快的 CVT 控制，将与发动机控制一起
50、集成到整个传动系管理系统中，使得油耗和排放的进一步降低。带有集成发动机管理单元的第一个 CVT 传动系原型已经进行了行驶循环测试。CVT 将承当带有飞轮储能装置的混合动力传动系设计中的重要角色。采用 CVT 传动系的混合动力汽车的油耗有可能减少 30%，排放有可能降低50%。因此我们预测 CVT 无级变速器的未来市场是广阔的，我们拭目以待。第七章 结语 近几年 CVT 在我国开展迅速，也积累了丰富的使用和监测经验。但由于制造厂对产品性能的介绍和技术效劳未能跟上，也出现了一些有待解决的应用技术问题。随着产品的开展和供电可靠性要求的提高，CVT 的应用技术也将相应开展和提高。结构方面，改良其液压系