什麼是 CVT, 機車篇, 結構, 零件解釋

什麼是CVT

什麼是CVT,又稱為Continuously Variable Transmission,以名稱來看,可以說是變速是持續性的、非階梯式的。 在構造原理方面,簡言之,兩個滑輪,一個在前面,一個在後面。 前面的滑輪轉動,經由皮帶帶動後面的滑輪轉動, 皮帶於兩滑輪直徑位置之間產生變化,以達到變速效果。

什麼是 cvt - 前滑輪和後滑輪

前言

文章是以機車為主,並非所有CVT系統如此所述,每一種系統都會些許差異,故CVT構造僅供參考。

透過本文的介紹,對於CVT系統與結構可以有基礎地了解。

CVT優點

傳統變速箱,如果有5個檔位就需要5組齒輪, 而CVT無段變速箱省去這些笨重之齒輪,又省去切換檔位的機械構造, 如果傳統變速箱想要達到變速穩定(沒有頓挫感),就要必須使用許多齒輪組裝起來才能達到類似CVT的效果。 與其相比,可以推測出無段變速箱的優點,如下:

  • 重量輕
  • 空間少
  • 造價低成本
  • 油耗經濟
  • 變速穩定,沒有頓挫感(舒適)
什麼是cvt - 傳統變速箱與CVT的比較

CVT並不像鍊條與齒輪來直接地傳輸動力, 由於滑輪之間的動力是只有依靠摩擦力傳遞,打滑會是它的主要問題,特別是在需要高扭力的情況時,動力將會損耗或性能下降、工作效率下降,例如起步、載重、爬坡等等。 CVT的缺點,如下:

  • 扭力表現較差
  • 反應速度較慢

綜上所述,CVT系統之特性為體積小、重量輕、動力小、省油、舒適、便宜。 非常適合用在機車上面,滿足機車族群的需求。

CVT構造

機車的傳動系統構造,內部零件,大致上可分為兩部分:

第一部分,前滑輪 (主動輪)

普利盤、壓板、中心管、普利珠、風葉盤。

什麼是cvt - 前滑輪

後滑輪 (被動輪)

開閉盤、大彈簧、離合器、離合器外套(碗公)。

什麼是cvt - 後滑輪

CVT變速原理

在無段變速系統中,皮帶的一側放置於普利盤與風葉盤中間, 而皮帶的一側放置開閉盤中,透過被壓縮的大彈簧將皮帶夾住。

當引擎轉動,因離心力的作用,普利珠在普利盤的溝槽裡滑動,溝槽設有斜坡設計,因而推擠皮帶向外擴張,因為皮帶的總長度是固定的,同時,在後滑輪的開閉盤的那一側,皮帶反而是往內側移動,開閉盤被推前進。

什麼是 cvt - CVT 皮帶位置

車子起步時,前滑輪直徑較小,後滑輪直徑較大;
在加速期間時,前滑輪與後滑輪大約一樣大;
車子高速時,前方滑輪直徑大,後方滑輪直徑小。

車子變速過程是流暢的,沒有頓挫感。

介紹CVT零件

普利珠

普利盤內之普利珠的圓柱型, 利用引擎轉動時產生的離心力,讓普利珠來推動普利盤, 選擇普利珠的重量來控制變速時機。

較重的普利珠較早把皮帶推向外側,通常行駛的轉速較低。

較輕的普利盤由於推動普利盤的力量較小,通常行駛的轉速較高,皮帶相對不容易推向外側,尾速可能較不理想。

什麼是cvt - 普利珠

普利盤

普利盤,又稱移動盤,根據設計可能會有6到12個普利珠活動的溝槽。除了旋轉運動外,變速期間做前後位移運動。

盤子斜坡角度及盤子內的溝道曲率來影響加速曲線。

什麼是cvt - 普利盤

中心管

中心管,放置於普利盤的內孔,並且一起安裝於引擎輸出軸心上,類似軸襯那樣保護引擎心軸,中心管一旦有損壞可立即更換, 大多時候會與前滑輪是同步旋轉。

什麼是cvt - 普利盤中心管

壓板

壓板大多數為滑件之設計,好處是作動順暢、低阻力,

與普利盤成為一組能夠限制普利珠於溝槽內滑動,並且一起旋轉

什麼是cvt - 壓板

風扇葉

風扇葉,與普利盤夾緊皮帶旋轉在其兩個斜面上, 風扇葉另一面有設計類似葉片形狀,

在轉動的時候,帶動外面空氣進到傳動系統的內部,來達到讓冷卻零件的效果。

什麼是cvt - 風扇

開閉盤

開閉盤的上盤及下盤的構造有點相似與普利盤+風扇葉的組合,

中間有導銷作為引導,打開與關閉都會旋轉一定角度。

車子靜止的時候,開閉盤是關閉的;加速的時候,開閉盤漸漸地打開的,皮帶往軸心裡面移動,後滑輪的皮帶作動方向與前滑輪是相反的。

什麼是Cvt - 開閉盤

大彈簧

大彈簧,它是一個能夠讓皮帶與整個CVT作動歸位的零件 安裝於後滑輪上的開閉盤的前端。

彈簧硬度等級是決定變速的時間與加速能力, 使用越硬的大彈簧,能使變速區間延遲一些,增加加速能力,但是有可能導致普利珠的力量不足推動而造成尾速下降。

什麼是cvt - 大彈簧

離合器

離合器之功能是接合與分離,

接合的時候,離合器會將旋轉力量傳遞到下一個零件;分離的時候,離合器雖會旋轉,但是旋轉之力量不會傳遞到下一個零件。

什麼是cvt - 離合器

說到零件,那就得講講離合器內部中兩個重要的零件:

離合器堤塊,通常有2~6塊蹄片, 旋轉速度上升時,受離心力影響,克服離合器彈簧之力量而向外移動,直到堤塊碰觸到碗公,最後,車子開始起步。

另一個零件,離合器小彈簧,能夠讓堤塊回到原本位置的零件,

扮演一個掌控離合器的接合與分離的時間點,

裝於離合器內部用於連接各蹄片間, 決定在哪個轉速的時候堤塊才會接合離合器碗公。決定在哪個轉速的時候,堤塊分離離合器碗公。

簡言之,強的小彈簧,需要高轉速才能接合。 弱的小彈簧,只要低轉速就可以接合。

什麼是cvt - 離合器彈簧

皮帶

皮帶大多數是使用V型或梯形。 單邊齒之類型較常見於小型車,雙邊齒則較常見於大型車。

皮帶連接著兩個滑輪,將前滑輪之動力傳遞到後滑輪。 皮帶相當於鍊條,但皮帶保養容易且騎乘舒適、變速平滑。

離合器碗公

離合器碗公,也稱離合器外蓋。 當接合的時候,碗公將動力傳遞至後輪。

碗公與離合器之間需要有一段間隙,能夠在停車的時候是車子不往前的,且引擎維持繼續運轉。

什麼是 cvt - 離合器碗公

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