上汽通用全新凱越CVT7無級變速器介紹(上)

◆文/河北 商愛朋

一、概述

別克凱越自2003年進入中國市場，到2016年8月8日停產(chǎn)，共創(chuàng)造了268萬輛的銷量佳績。僅僅時隔兩年之后的2018年6月，全新一代凱越攜1.3L 3缸發(fā)動機和CVT變速器再度回歸，然而，由于種種原因，也許是市場對于3缸發(fā)動機的成見，也許是相比上一代凱越減配過于嚴重，也許是其竟品營銷和產(chǎn)品力更強，全新一代凱越上市后銷量并不理想，并于上市一年多后黯然停產(chǎn)。但全新凱越也并非毫無建樹，其在別克品牌燃油車型中首次使用CVT變速器就是其中一點。本文主要介紹別克新凱越搭載的CVT變速器的特點。

上汽通用首次采用的CVT7變速器，是由Jacto(加特可)公司研發(fā)的新一代無級變速器，技術(shù)更先進，適用于小排量湊型的轎車(圖1)，這同2011年后國內(nèi)東風(fēng)日產(chǎn)陽光、騏達、藍鳥、軒逸、勁客以及東風(fēng)啟辰D60車型上所搭載的JF015E和JF020E系列無級變速器有著很大的相似度(同樣也屬CVT7系列，JF015E在2015年升級后稱為JF020E)。CVT7是制造商對此款產(chǎn)品的命名。CVT7變速器體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、技術(shù)先進，其主要特點如圖2所示。CVT7變速器的主要技術(shù)參數(shù)如圖3所示，更多詳細信息需要參考正式發(fā)布的維修手冊。CVT7變速器的主要組成部件如圖4所示。

圖1 CVT7變速器

圖2 CVT7變速器技術(shù)特點

圖3 CVT7變速器技術(shù)參數(shù)

圖4 CVT7變速器的主要組成部件

二、CVT7變速器機械結(jié)構(gòu)

1.液力變矩器

CVT7變速器液力變矩器可以將發(fā)動機的動力傳遞給變速器的輸入軸，并可實現(xiàn)扭矩放大。液力變矩器內(nèi)部包含泵輪、渦輪、帶單向離合器的導(dǎo)輪和鎖止離合器。扁平化的設(shè)計，體積小，重量輕(圖5)。

圖5 液力變矩器

2.機械油泵

CVT7變速器機械油泵用于向變速器的液壓部件。傳動部件等提供工作油壓、潤滑和冷卻。機械油泵采用高性能的葉片泵，效率高。鏈條驅(qū)動、偏置式安裝，降低變速器的軸向尺寸(圖6)。

圖6 機械油泵

3.傳動鋼帶

CVT7變速器傳動鋼帶用于在主動和被動帶輪間傳遞動力，由多層柔性鋼帶和數(shù)百個金屬推片組成。推片的側(cè)面與帶輪的工作面直接接觸，夾角為22°(圖7)。

圖7 傳動鋼帶

4.帶輪

CVT7變速器帶輪用于驅(qū)動鋼帶并改變帶輪機構(gòu)的傳動比，必要時，也可將傳動比固定在需要的點。變速器內(nèi)包含“主動”和“被動”兩組帶輪，每組帶輪包含一個固定錐盤和一個活動錐盤，活動錐盤由液壓力或彈簧力驅(qū)動，可以進行軸向移動(圖8)。

圖8 帶輪

主動和被動帶輪作用在鋼帶上的力將改變帶輪與鋼帶的接觸半徑，從而改變傳動比(圖9)。

圖9 傳動比的改變

5.副變速器

CVT7變速器內(nèi)部設(shè)計有副變速器，它安裝在被動帶輪輸出側(cè)與主減速器之間。副變速器可以實現(xiàn)倒擋，與帶輪機構(gòu)配合以擴大傳動比范圍(圖10)。

圖10 副變速器

副變速器主要由拉維納式行星齒輪組、3組多片液壓離合器組成(圖11)。副變速器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖12所示。

圖11 副變速器結(jié)構(gòu)示意圖

圖12 副變速器組成部分

通過不同離合器的控制，變速器可形成三個擋位，包括兩個前進擋和一個倒擋(圖13)。當操作換擋手柄到不同位置時，副變速器的運行特點如圖14所示。

圖13 離合器元件執(zhí)行表

圖14 副變速器運行特點

6.帶輪機構(gòu)

相比傳統(tǒng)CVT，CVT7的帶輪機構(gòu)高于變速器底部油面(圖15)，因此在鋼帶附近布置有一個變速器噴油嘴(圖16)，向帶輪機構(gòu)提供冷卻和潤滑。CVT7變速器采用一個外置的散熱器通過與外界空氣進行熱交換來降低變速器油的溫度。

圖15 帶輪機構(gòu)冷卻潤滑示意圖

圖16 帶輪機構(gòu)冷卻潤滑噴油嘴示意圖

7.散熱器

CVT7變速器散熱器安裝在冷卻器前方(圖17)。CVT7變速器配置有兩個濾芯，一個安裝在油底殼內(nèi)，是為低壓濾芯，需要定期進行保養(yǎng)更換；另一個安裝在變速器殼體一側(cè)(高壓濾芯)，通常無需定期更換(圖18)。

圖17 散熱器

圖18 濾芯

8.機械結(jié)構(gòu)

CVT7變速器的機械結(jié)構(gòu)示意圖如圖19所示，發(fā)動機的動力是經(jīng)過液力變矩器、中間軸、璉輪機構(gòu)、行星齒輪式副變速器，最后經(jīng)過主減速和差速器傳遞到兩側(cè)的驅(qū)動軸上。

圖19 CVT機械結(jié)構(gòu)示意圖

三、電液控制

1.控制模塊

CVT7變速器的控制模塊包括一個TCM(變速器控制模塊)和一個ROM(存儲器)。TCM用以采集變速器各轉(zhuǎn)速、油壓、油溫及其他控制模塊的信號判斷變速器的運行狀態(tài)，并進行最優(yōu)的傳輸控制。ROM用以存府各電磁閥的校準值實現(xiàn)精準的液壓控制(圖20)。

圖20 變速器控制模塊和存儲器

2.輪速傳感器

在CVT7變速器上共裝有3個轉(zhuǎn)速傳感器(圖21)，它們的作用分別是：

圖21 輪速傳感器

①主速度傳感器，監(jiān)測主動帶輪轉(zhuǎn)速；

②次級速度傳感器，監(jiān)測被動帶輪轉(zhuǎn)速；

③輸出速度傳感器，監(jiān)、制動測主減速齒輪轉(zhuǎn)速。

這些速度佳品的特點是均為三線的霍爾傳感器，輸出基于頻率變化的脈沖信號。

3.油壓傳感器

在閥體總成上安裝有一個油壓傳感器(圖22)，其作用是監(jiān)測施加在被動帶輪上的油壓。傳感器是一個三線的壓力傳感器，輸油壓信號并與油壓成正比。

圖22 次級壓力傳感器

4.溫度傳感器

在變速器閥體上還裝有一個變速器油壓力開關(guān)和溫度傳感器(圖23)。壓力開關(guān)用于監(jiān)測去往H/C離合器的油壓，當H/C離合器結(jié)合時TCM中的壓力開關(guān)數(shù)據(jù)顯示為‘低’，反之顯示為‘高’。溫度傳感器是一個負溫度系數(shù)的熱敏電阻，用于監(jiān)測變速器油溫度。

圖23 溫度傳感器和壓力開關(guān)

5.擋位傳感器

擋位傳感器，也被稱為擋位模式開關(guān)(圖24)，它是一個滑動觸點開關(guān)，用于監(jiān)測換擋軸的位置，同時向發(fā)動機控制模塊發(fā)送P/N信號，用以發(fā)動機啟動。擋位傳感器示意圖如圖25所示。

圖24 擋位傳感器

圖25 擋位傳感器示意圖

(未完待續(xù))