无级变速器的常见故障诊断与检修
摘 要
随着汽车工业在世界上快速发展，人们对汽车的驾驶舒适性的要求也不断提高，同
时汽车生产厂家对燃油经济性、噪声污染也极为关注，因此推出了结构简单、过载保护、
运转平稳、无噪音的无极变速器，无极变速器与传统的自动变速器不同，它不带一组齿
轮组成的齿轮箱，这意味着它没有联锁齿轮。最常见类型的CVT 可以在设计精巧的皮带
轮系统上操作，该皮带轮系统可以在最高档位和最低档位间提供无限的可变性，而没有
不连续的步骤或换挡，从而减小换挡冲击。但是在行驶过程中会受到一系列因素的影响，
无级变速器会出现一系列故障，这直接影响汽车驾驶的动力性和舒适性，因此本文对无
级变速器的基本结构、工作原理及其发生的常见故障进行分析，并重点对奥迪01J 无级
变速器的结构与检修进行分析，同时结合实例分析无级变速器出现的故障进行诊断和排
除。
关键词：无级变速器；结构；工作原理；故障诊断与排除
目 录
1前 言 ............................................................................. 1
2 无极变速器的发展历史 ........................................................... 2
3 无极变速器的基本结构及工作原理 ................................................ 4
3.1 无极变速器的基本结构...................................................... 4
3.2 无极变速器的工作原理...................................................... 5
4 奥迪01J 无极变速器的结构 . ...................................................... 6
4.1 机械传动部分 . .............................................................. 6
4.2 液压操纵系统 . ............................................................. 10
5 奥迪01J 无级变速器的检修 ...................................................... 12
5.1 检修注意事项 . ............................................................. 12
5.2 装有4缸涡轮增压发动机车辆的变速器拆卸方法 ........................... 13
5.3 01J无级变速器阀体元件分析 .............................................. 14
6 结合实例分析无极变速器(CVT)的常见故障及诊断排除 ........................... 15
6.1 故障实例分析一 ........................................................... 15
6.2 故障实例分析二 ........................................................... 15
7 无极变速器的发展前景 .......................................................... 17
结 论 . .......................................................... 错误！未定义书签。
致 谢 . ............................................................................. 20
参考文献 .......................................................................... 19
1 前 言
CVT 即无段变速传动，其英文全称Continuouslv V ariable Transmission ，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。无段变速箱轿车一样有自己的
档位，停车档P 、倒车档R 、空档N 、前进档D 等，只是汽车前进自动换档时十分平稳，
没有突跳的感觉。目前国内市场上采用了CVT 技术的只有奥迪、飞度、派力奥(西耶那、
周末风) 、和旗云4款车型。 CVT 系统结构简单，零部件数目比AT(约500个) 少(约300个) ，
一旦汽车制造商开始大规模生产，CVT 的成本将会比A T 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) 的生产成本，将降低20%～30%。毋庸置疑，CVT 变速器的技术
含量和制造难度都要比MT 变速器高，与A T 变速器相仿，由于金属带式CVT 的结构简单，
所含的零件数量比AT 变速器少40％左右，整车的质量因而也有所减轻。
一汽-大众奥迪A6自1999年上市以来，始终走在技术的前沿，2002北京国际车展，
一汽-大众又推出了配置无级变速器（Multitronic ）的新车型，从而代替了2.8技术领先型
成为国产奥迪A6的领跑车型。
2 无极变速器的发展历史
无级变速的发展已经有很长的历史，早在1886年，德国的Daimlar Benz 公司就已
经将其应用在汽车上了，只是它是摩擦式无级变速器，是靠皮革或纤维制的圆盘和金属
圆盘的摩擦力来工作的，因而磨损十分严重，寿命很低，但其原理为后来所采用，这就
是带传动式（Belt Drive ）或链传动式(Chain Drive)CVT 的前身。1935年，GM Buik 发
明了一种被称为全圆（环型Full Toroidal）CVT ，人们称这种变速器为牵引传动式(Traction
Drive) CVT ，它的变速原理如图3-1所示。当可移动的圆环面沿轴向移动时，两环面间
的辊子沿曲面滑动，改变与传动轴的夹角，实现速比的变化。由于在技术上要开发能够
承受这样大滚压力的轴承及能够承受这样大面压的材料和特殊液体，包括通用在内的许
多公司最终放弃了这种CVT 的开发。但在这同时，带传动式CVT 也取得了很大的发展，
包括金属链式CVT 和金属带式CVT 。
V 型橡胶带式CVT 最早出现在德国Daimlar Benz公司的汽油机汽车上。1958年，
荷兰DAF 公司H.V an Doorne 博士成功开发出了双V 型橡胶带CVT(Variomatic) ，并装
备在DAF 公司的小型轿车上面。由于橡胶带的传递容量小、效率低、寿命短，H.V an
Doorne 博士于60年代末又成功研制出了传递容量大、效率高、结构紧凑的金属带式
CVT ，称之为“Transmatic ”。1972年，H.V an Doorne博士与DAF 公司脱离，成立了自
己的公司，即“V an Doorne’s Transmissie B.V. ”公司（简称VDT 公司），专门生产CVT ，
所生产的CVT 通称为VDT-CVT ，从而开始了CVT 的新时代。VDT-CVT 主要有P811、
P821、P884、P901等四种类型，其中P811和P821是第一代产品，P884和P901是第
二代产品。P811是以湿式多片离合器作为起步装置，采用机械液压控制系统，而P821
是以电磁离合器作为起步装置，采用电液控制系统，两者都是以外啮合齿轮泵作为液压
源，并采用单回路液压系统。第二代产品主要做了如下改进：采用了新型金属带，以液
力变矩器作为起步装置，用双级滚子叶片泵代替了齿轮泵，采用全电子控制系统，因而
它们的性能指标超过了液力机械自动变速器（AT ）。
CVT 首次装车并投放市场是1987年。当时，日本富士重工公司从VDT 公司购买
了金属带，并得到了VDT 公司的技术指导，生产了面向1.0L 轿车的CVT(与P821相当) ，
并装在Subaru Justy 轿车上（排量1.0升，1984年上市）。该CVT 的夹紧力和换挡控制
仍然是采用VDT 全液压控制，不同之处是采用了电磁离合器作为起步装置，从而起步
离合器实现了电子控制，因而称之为ECVT 。日本本田汽车公司（Honda ）也是世界上
较早开发生产CVT 的著名公司之一。1995年9月，Honda 公司开发了新一代金属带式
CVT 即Honda Multi Matic，它实现了离合器、换挡和夹紧力的全电子控制。所不同的是
将起步离合器装在了从动轴上，这不仅能够在急刹车时使金属带回到最低档，而且还可
最大地保护金属带，该变速器装在了带有1.6升发动机96款的 Honda Civic系列轿车上，
并取得了成功。
与此同时，欧美的通用（GM ）、福特（Ford ）、菲亚特（Fiat ）、大众（VW ）、奥迪
及ZF 等公司也在致力于CVT 的开发。继Subaru 后，欧洲的Ford 和Fiat 也将
VDT-CVT(P811型) 装备于排量1.1～1.6L 轿车上，并投入市场。1999年德国奥迪公司联
合LUK 公司和Temic 公司，开发完成了FF 纵置式CVT －Multitronic ，成功地装在输出
转矩310Nm 、排量2.8L 的奥迪A6/A4和保时捷跑车上，并于20放到中国市场。该变
速器以金属链取代金属带，融合了当今CVT 的最新技术，与现有金属带式CVT 相比，
除结构做了重大改进外，电液控制系统和控制策略也有了很大改变。
近年来，混和动力汽车在日本取得了很大的发展。而由于无级变速技术允许发动机
处于某一恒定理想工作点，这样在动力的转换和储备中可以最大限度地降低动力损耗、
减少排放和提高效率。据有关试验研究，采用CVT 的混和动力汽车的燃油经济性可以
提高30％，排放可以降低50％左右。
中国拥有世界上发展潜力最大的汽车市场，CVT 技术在汽车发展史上具有变革意
义，在我国生产这种变速器将是历史发展的必然趋势。金属带式无级变速器将是应用非
常广泛的无级变速，所以攻克CVT 的变速器传动机理和控制等关键技术，对提高国产
轿车的自主研发、缩短与发达国家的差距具有重要的现实意义。它将为我国汽车工业的
繁荣发展以及促进其他相关工业的发展起到重要的作用，并能带来巨大的社会和经济效
益。
目前，我过CVT 已进入使用阶段，一汽大众生产的奥迪A6轿车已选装CVT 自动
变速器，其代号为01J ，它采用带/链传动. 是奥迪公司首家推出能够应用于功率和转矩分
别达到147KW 和300N.m 的A6 2.8L发动机系统的CVT 变速器, 并且正在制定一个在行
驶性能、燃油经济性能和动力性及舒适性等方面的新标准。
3无极变速器的基本结构及工作原理
3.1 无极变速器的基本结构
无极变速是在一定传动比范围内能线性的调节传动比，理论上相当于有无数个档
位。无级变速器主要由主动盘、从动盘、传动钢带、液压驱动机构等部件组成，如图3-1
所示：
图3-1 无极变速器的基本结构图
1-主动盘 2-液压驱动机构 3-输出轴 4-从动盘
主动盘和从动盘的结构也很简单，主要由两个锥型盘组成。锥型盘就是把两个圆锥
型的盘片组合在一起形成一个带V 型槽的驱动盘。锥型盘可在液压的推力作用下做轴向
移动，挤压钢片链条以此来调节V 型槽的宽度。当锥型盘向内侧移动时，钢片链条在锥
盘的挤压下向圆心以外的方向（离心方向）运动。这样，钢片链带动的圆盘直径增大，
传动比也就发生了变化高传动比时，主动带轮直径增大，从动带轮直径减小，将使带比
增大；低传动比时，主动带轮直径减小，从动带轮直径增大，将使带轮传动比减小。
汽车用CVT 的核心技术就在钢片链条上，它不是普通的链条，它是由许多特殊形
状的小钢片组合而成的传动带。如图3-2所示：
图3-2 无极变速器链条小钢片
1-钢带 2-钢质环形带 3-构件
3.2 无极变速器的工作原理
无极变速器主要由金属带由两束金属环和几百个金属片组成，主动轮组和从动轮组都由可动盘和固定盘组成，与油缸靠近的一侧带轮可以在轴上滑动，另一侧则固定。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 型金属传动带啮合。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 型传动带传递到从动轮，最后经减速器、差速器传递给车轮来驱动汽车。工作时通过主动轮与从动轮的可动盘作轴向移动来改变主动轮、从动轮锥面与V 型传动带啮合的工作半径，从而改变传动比。可动盘的轴向移动量是由驾驶者根据需要通过控制系统调节主动轮、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，从而实现了无级变速。
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。
4奥迪01J 无极变速器的结构
4.1 机械传动部分
4.1.1 飞轮减振装置
飞轮减振装置结构见图4-1所示。工作原理与离合器中的扭转减振器相同，它同双质量飞轮一样可减缓扭转振动，并保证发动机低噪音运转。由于4缸发动机运转不如6缸发动机平稳，因此，4缸发动机使用双质量飞轮。
图4-1 飞轮减震装置结构图
1-飞轮 2-减震装置
4.1.2 速比变换系统
奥迪MultitronicCVT 最重要的装置是速比变换器，它有两组滑动锥面链轮和作用在其中间的V 形传动钢链组成，其中每一组滑动链轮中又有一可沿轴向移动的链轮。由于链轮的轴向移动，改变接触链轮与传动链论之间的跨度半径，最终实现速比点的变化。
速比变换器有两个带锥面的链轮组成，见图４-2所示。
图4-2 速比变换器
（1）传动链
01J 无级变速器传动链是新开发的，与以前传统的滑动带或V 型带相比有以下优点：
1）尽管变速器尺寸小，但很小的跨度半径却可以产生很大的传动比范围。
2）传动转矩大，效率高
传统的传动链链节通过链节接销非刚性相连，为了传递转矩，齿轮与链接之间的销子啮合,01J 无级变速器传动链应用的不同技术：相邻传动链链节通过转动压块连接成一排，转动压块在变速器锥面链轮间跳动，即锥面链轮互相挤压。转矩只靠转动压块正面和锥面链轮接触面的摩擦力来传递。每个转动压块永久链接到一排连接轨上，通过这种方式，转动压块不可扭曲，两个转动压块组成一个转动节。转动压块相互滚动，当其在锥面链轮跨度半径范围内驱动传动链时，几乎没有摩擦。在这种情况下，尽管转矩大，弯曲角度大，但动力损失和摩擦却降到最小，其寿命得以延长，效率得到提高。
另外，01J 无级变速器使用了两种不同的链节，其目的是确保传动链运转时尽可能无噪音。当使用等长的链节时，转动压块按统一间距冲击锥面链轮，这将导致振动并产生噪音。使用不同长度的链节可防止共振，并减小运动噪音。
（2）传动链轮
01J 变速器传动链工作模式是基于双活塞原理。它的新特点是转矩传感器集成在链轮装置1上。链轮装置1和2各有一个将锥面链轮压回位的分离缸，它利用少量液压油就可以很快地进行换挡，这可保证在油压较低时锥面链轮有足够的接触压力。
因调整动态特性需要，供给的压力油必须合适。为了减少油量，分离缸的表面要比压力缸小，因此，调整所需油量相对较少，可获得很高的调整动力特性和较高的效率。液压系统泄压时，链轮1的膜片弹簧和链轮2
的螺旋弹簧产生一个额定的传动链条基础
张紧力。在泄压状态下，变速器启动转矩变速比由链轮2的螺旋弹簧的弹力调整。
（3）辅助变速齿轮
由于受空间限制，动力通过辅助变速齿轮传递到齿轮辅助变速齿轮传动比为1.109。
（4）选档杆换挡机构和P 挡停车锁
01J 无级变速器的选挡杆位置有P\R\N\D及手动换挡等，通过选挡杆，通过选挡杆可实现下述功能：触发夜压控制单元手动换挡阀；控制停车锁；触发多功能开关，识别选挡杆位置。
在选挡杆处于P 位置时，与锁止齿轮相连的连杆轴向移动，停车锁架被压向停车锁齿轮停车锁啮合。
4.1.3 前进挡离合器、倒挡制动器和行星齿轮装置
奥迪Multitronic CVT 的启动装置是前进挡离合器和倒挡制动器，并配合使用反向行星架机构来实现前进挡和倒挡，它们只做启动装置，不改变变速比，而在无级变速器里它们的功能是实现各挡速比。
与以往的多挡自动变速器使用变矩器传递转矩不同，在奥迪Multitronic CVT 设计原理中，前进挡和倒挡均采用不同的离合器和制动器，在多挡无级变速器中用来实现换挡功能，称为换挡执行元件。在无级变速器当中，湿式钢片离合器和湿式钢片制动器用于起步和将转矩传递给辅助减速挡齿轮，见图4-3所示。起步和转矩传递过程由电子液压控制单元监控和调整。
图4-3 无极变速器离合器、倒档制动器和行星齿轮装置图
1-输入轴 2-齿圈 3-行星齿轮 4-带星星齿轮系的前进挡离合器和倒档制动器 5-输入轴链轮装置1
6-行星架 7-倒档制动器 8-前进挡离合器
（1）行星齿轮系
见图4-4表明行星齿轮系装置为反向齿轮装置，其唯一的功能是倒挡时改变变速器
输出轴的旋转方向。
图4-4 行星齿轮系装置图
1-行星架 2-行星轮1 3-行星轮2 4-齿圈 5-太阳轮
前进挡时行星齿轮系的变速比为1：1，作为输入元件的太阳轮与输入轴和前进挡离
合器钢片相连，作为输出元件的行星架与辅助减速挡齿轮组的主动齿轮和前进挡摩擦片
相连，倒挡制动器钢片与变速器壳体相连。
（2）在P/N挡时行星齿轮系传动路线
发动机转矩通过与输入轴相连的太阳轮传递到行星齿轮系并驱动行星齿轮1，行星
齿轮1再驱动行星轮2，行星轮2与齿圈相啮合。车辆尚未行驶时，作为减速挡输入部
分的行星架是静止的，齿圈以发动机转速一半的速度怠速运转，旋转方向与发动机相同。
（3）前进挡传动路线
前进挡离合器钢片与太阳轮相连，摩擦片与行星轮相连。当前进挡离合器工作时，
太阳轮与行星架相连，行星齿轮系被锁死，并与发动机运转方向相同，变速比为1：1。
（4）倒挡传动路线
倒挡制动器摩擦片与齿圈相连，钢片与变速器壳体相连。当倒挡制动器工作时，齿
圈被固定，太阳轮为主动件，转矩传递到行星架，由于是双行星齿轮，所以行星架就会
以与发动机旋转方向相反的方向运转，车辆向后行驶。
由于受空间限制，转矩通过辅助减速挡齿轮传递到变速器。辅助减速挡齿轮有不同
齿数的变速比，以适应发动机到变速器的变化，变速器在最佳转矩范围内工作。
4.2 液压操纵系统
4.2.1供油系统
油泵是供油系统的主要部件，也是变速器中消耗动力的主要部件。它直接安装在液压控制单元上，以免不必要的连接。油泵和电控单元形成一个整体，减少了压力损失，并节约了成本。该变速器装有高效率的月牙形内啮合齿轮泵。
它作为一个小部件集成在液压控制单元上，并直接由输入轴通过齿轮和泵轴驱动。尽管该泵所需的润滑油量相对较少，但却可产生需要的压力。
该油泵内部密封（油泵内部防止泄露）良好，因此，在发动机低速下仍可产生高压。由于油泵内部零件公差要求很高，一般传统油泵达不到上述要求。
油泵有轴向间隙和径向间隙。油泵轴向间隙调整：两个轴向衬垫封住油泵压力部分，并在油泵内形成一单独的泄油腔，垫片纵向（轴向）密封柱压力腔。垫片上有特殊的密封材料，垫片由油泵壳体或液压控制单元的泵垫支撑。轴向垫片被更紧地压到月牙形密封件和油泵齿轮上，补偿了轴向间隙。
油泵径向间隙的调整：径向间隙调整是指补偿月牙形密封件和齿轮副（齿轮和齿轮）之间的径向间隙。月牙形密封件在内扇形块和外扇形块之间滑动。内扇形块和外扇形块之间滑动。内扇形将压力腔与齿轮密封，同时也抑制外扇形块径向移动，外扇形块将压力腔与齿圈密封件隔开。油泵压着油液在两个扇形块间移动。油泵压力增加时，扇形块被更紧地压向齿轮和齿圈，补偿径向间隙。当油泵泄压时，扇形块弹簧向扇形块和密封滚柱提供基本接触压力，并提高油泵的吸油特性，同时保证油泵压力作用于密封滚柱。
为了充分冷却离合器，装有吸气喷射泵。吸气喷射泵集成在离合器冷却系统中，以供应冷却离合器所需的润滑油量。吸气喷射泵为塑料结构，并且凸向油底壳深处。
吸气喷射泵是根据文丘里管原理工作的。当离合器需要冷却时，冷却油由油泵出来，通过吸气喷射泵进行导流并形成动力喷射流，润滑油流经泵的真空部分产生一定真空，将油从油底壳吸出，并与动力喷射流一起形成一股强大的油流，在不增加油泵容积的情况下，冷却油流量几乎加倍。
4.2.2 冷却系统
来自链轮装置1的无级变速器油（A TF ）最初流经A TF 散热器，之后在流回液压控制单元前流经A TF 滤清器。途中DDV1差压阀防止ATF 冷却器压力过高。当ATF 滤清器的流动阻力过高时，DDV2差压阀打开，阻止DDV1打开，ATF 冷却系统因有被压无法工作。
若A TF 散热器泄露，冷却油将进入A TF ，也会对离合器控制产生不良影响。
为了避免离合器高温现象，离合器由单独的油流冷却。为了减少离合器冷却时的动力损失，冷却油流由集成在阀体上的冷却油电控单元在需要时接通。冷却油可通过吸气喷射泵来增加，而不必对油泵容量有过高的要求。另外，为了优化离合器冷却性能，冷却油仅传递到传动链轮装置。
前进挡离合器的冷却油和压力油通过变速器输入轴的孔道流通。两油路由钢管彼此分开，钢管被称为内部件。变速器输入轴油孔上安装有润滑油分配器，将润滑油引导到前进挡离合器或倒挡制动器。
冷却前进挡离合器：若前进挡离合器接合，离合器缸筒将润滑油分配器压回，在此位置，冷却油流经润滑油分配器前端面，流经前进挡离合器。
冷却倒挡制动器：若前进挡离合器不工作，润滑油分配器回到其初始位置。在这种情况下，冷却油流到润滑油分配器，然后通过润滑油分配到流回到倒挡制动器。润滑油分配器带轮油道内的部分润滑油流到行星齿轮系，提供必要的润滑。
在离合器电控单元动作的同时，离合器冷却系统接通。变速器电控单元向电磁阀N88提供一个额定电流，该电流产生一个控制压力，控制离合器冷却阀（KKV ）, 离合器冷却阀（KKV ）将压力从冷却油回路油管传到吸气喷射泵，用于操纵吸气泵喷射。
5 奥迪01J 无级变速器的检修
5. 1 检修注意事项
（1）奥迪01JMultitronic 无级变速器壳体是由镁合金制成的，因此，它对连接螺栓的使用要求很高，与变速器直接相连的螺栓和零部件，可以根据变速器壳体是铝制还是镁制来选定。如果壳体是镁制，则变速器盖和变速器壳体上减速器盖等部件的连接螺栓每次都必须更换。
（2）在发动机运转的情况下开始工作前，必须将选挡杆放到P 位置，并拉紧驻车制动器。
（3）在无级变速器上工作时应注意清洁，为了顺利和成功地完成每一次维修工作，操作时必须小心，保持部件清洁及工具完好。
（4）在拆下后端盖或者没有无级变速器油（ATF ）的情况下，不能启动发动机，并且不得牵引车辆。在安装新的零件时，必须在安装前才将零件从包装中取出。安装完成后要检查油位，必要时加注行星齿轮箱中ATF 和前主减速器的齿轮油。
（5）原则上在每次分解变速器时都必须更换密封环、密封圈及密封垫。在拆出密封垫后，检查壳体或者轴承上的接触面是否有因拆卸而产生毛刺或损坏。
（6）不得过分拉长卡环。每次都要更换损害或被过分拉长的卡环。卡环必须贴紧卡环槽的底部。
（7）在组装前要彻底清洁壳体分离面。在分解变速器前要彻底清洁各连接位置及其周围。拆卸下来的零件要放在干净的垫子上并盖好，应使用薄膜或纸张，不得使用含纤维的抹布。如果不马上进行维修，则必须将打开的部件小心盖好或者密封起来。只有在安装新的零件时，才可以将零件从包装中取出。
（8）盖子和壳体的固定螺栓或螺母必须交叉松开和拧紧。拧紧力矩适用于未涂油的螺母和螺栓。每次都要更换自锁螺母和螺栓。使用防松胶紧固的螺栓的螺纹必须用钢丝刷清洁干净。必须清洁要旋入自锁螺栓或要用保险胶的螺纹孔，否则在安装新的螺栓时会有拉断的危险。
5.2 装有4缸涡轮增压发动机车辆的变速器拆卸方法
（1）将选挡杆换到P 位置。对于装有遥控技术的车辆，在断开蓄电池前要激活电控单元的维修模式，包括收音机、电话、导航系统。断开蓄电池时要注意方法。先向右推开蓄电池上面的盖板，然后向上取下盖板。关闭点火开关后，断开蓄电池的搭铁线。
（2）拆下发动机盖板。
（3）将吊具装到挡泥板螺栓连接边上，松开发动机后面的吊耳，将螺杆的钩子挂到发动机后吊耳上。用吊具的螺杆微预紧发动机。
（4）拆下两前轮。
（5）在带有驻车暖气装置的车辆上，拧出隔音板上用于驻车/辅助暖气装置的排气管上的螺钉。
（6）松开螺钉和快速连接件，然后取下前后隔音板。
（7）拧开隔音板支架上的螺栓。
（8）拆下汽车底板左内侧和右内侧的盖板。
（9）拆下汽车底板的前横梁的6个螺栓。
（10）拆下汽车底板的后横梁的4个螺栓。
（11）分离夹紧套筒上的排气装置。注意：排气前管的连接件不允许弯曲10°以上。否则有损坏的危险。
（12）拆下排气装置的隔热板。从发动机/变速器举升器V .A.G1383A 上取下万用夹具V .A.G1359/2，然后用木板代替它放到压模上。
（13）用发动机/变速器举升器VAG1383A 支撑暗管式横梁。首先拧出螺丝1和2，然后是螺钉3和4。
（14）用发动机/变速器举升器VAG1383A 慢慢松开暗管式横梁，拧出螺母，然后取下暗管式横梁。
（15）拆下右联节轴的隔热板。从变速器法兰上拆下左右两侧的联节轴。
（16）拆下排气前管的支架，松开排气管/三元催化器的连接螺栓，取下排气前管。排气前管的连接件不允许弯曲10°以上，否则很容易损坏。
（17）装上集油器，拧出锁止螺母，然后分离ATF 管路，拧下ATF 管路支架上的螺栓。
（18）拆下变速器上的ATF 过滤器。
（19）拧出锁止螺母，然后分离ATF 管路，拧下ATF 管路支架上的螺栓。
（20）拧出螺栓，然后从变速器上拔下ATF 管路。
（21）沿箭头方向断开连接插座，然后将其从变速器上拔下来，将管束放到一边。
（22）拧出螺栓，拆下选挡杆拉线的支架。
（23）用压杆80-200从换挡轴杠杆上压出选挡杆拉线。
（24）从变速器上拆下变速器支撑。
（25）拧下发动机/变速器之间法兰上的螺栓，起动机不必拆下。
（26）将变速器夹具装到变速器举升器V .A.G1383A 上。将调整板3282/30放在变速器夹具3282上。将变速器夹具的臂对准相应的调整板上的孔。
（27）拧上变速器夹具单元，将装有变速器夹具3282的变速器举升器V .A.G1383A 推到变速器下面，然后支撑住变速器。调整板上的箭头标记指向行驶方向。
（28）使调整板平行于变速器，用螺栓M10X20将变速器夹具固定到变速器上。
（29）用发动机/变速器举升器V .A.G1383A 将变速器稍微抬起一点。拧出发动机/变速器之间法兰上的螺栓。再慢慢地降低变速器，将联节轴向上固定，拧出发动机/变速器之间最后的固定螺栓。从定位套中压出变速器，然后小心地将其放下。
5.3 01J无级变速器阀体元件分析
变速器的阀体主要由手动换挡阀、9个液压阀和3个电磁阀组成。其作用是：控制前进挡和倒挡离合器、调节离合器压力、冷却离合器、为接触压力控制提供压力油、控制传动、为飞溅润滑油罩盖供油。为了保护部件不损坏，液压控制部分中的限压阀将最高压力限制在82bar 。为了防止启动时油泵吸入发动机进气，液压控制部分中装有最小压力阀。当油泵输出功率高时，最小压力阀打开，允许润滑油从回油管流到油泵吸入侧，提高油泵效率。
6结合实例分析无极变速器（CVT ）的常见故障及诊断排除
6.1 故障实例分析一
1 故障现象
无级变速器有异响, 且加速打滑。
一辆奥迪A62.8 轿车, 配置01J FR2 型无级变速器, 发动机起动后, 无论在任何档位都会从变速器中部发出异响, 并且行车急加速时有打滑现象。
2 故障原因
通过对故障现象进行分析, 该响声很有可能是油泵产生的, 因为P 档和N 档只有输入轴带动油泵旋转。
3 故障诊断排除方法
拆下变速器的后尾壳、变速器控制单元、阀体和油泵, 检查发现油泵驱动环损坏, 主动齿轮内部的衬套严重磨损。由于衬套磨损会产生大量的金属屑; 拆下变速器进行彻底清洗。变速器急加速打滑, 是油泵磨损泄压而导致。在清洗变速器并更换油泵后, 故障排除。
6.2故障实例分析二
1 故障现象
车辆D 档反应慢且加速有冲击感。一辆奥迪A62. 4轿车, 配置01J 型无级变速器。由于变速器进水, 该车在其他修理厂进行了变速器大修, 但大修后出现了变速器入D 档反应慢, 加速有冲击的现象。
2 故障原因
根据该车的故障现象, 可判定导致该车变速器产生故障的原因主要在以下三方面:
（1）电控系统。
（2）阀体。根据该款变速器的油路图可知, 前进档供油路线为:油泵- 离合器控制阀- 安全阀- 手动阀- 前进档离合器; 倒档离合器供油路线为:油泵- 离合器控制阀- 安全阀- 手动阀- 倒档离合器。将2 条供油路线相比较, 故障原因可能是手动阀或离合器存在泄漏。
（3）机械故障。很有可能是离合器烧损。
3 故障诊断排除方法
（1）依据上述分析结果, 先用故障诊断仪V AS5051 对变速器控制系统进行检测, 但没有发现故障码。
（2）然后利用故障诊断仪读取了相关数据流, 发现有ADPRUN (自适应正在运行中) 的现象。
（3）再利用诊断仪对变速器控制单元进行了设定, 但故障现象没有好转。
（4）由于通过诊断仪没有发现问题, 着手检查变速器。经对变速器进行认真检查, 发现前进离合器供油管头部有凹瘪的痕迹, 凹瘪处将特氟隆油环卡住, 从而导致油压泄漏。在更换油管后, 故障现象消失, 利用故障诊断仪读取数据流, 变速器已经进入ADPOK 的状态。经试车, 故障排除。
7 无极变速器的发展前景
在汽车无级变速器(CVT)应用方面，国内与国外车型存在的差距也正在逐渐缩小。如本田开发的Multimatics 装备在飞度轿车上，其优点表现在变速柔顺、操纵稳定性好及节约能耗方面。此外，奥迪A6、A4、菲亚特派力奥、西耶耶、周末风、奇瑞旗云、风云、QQ 、东方之子也有CVT 可供选择。目前装备汽车的CVT 大多数采用摩擦传动，其功率小、效率低，如V 型橡胶带式、V 型金属带式、多盘式、滚轮转盘式等，主要通过静摩擦力实现动力传递。从V 型橡胶带无级变速器到现代的金属带式无级变速器在汽车上的实际应用，期间经历了一个世纪(1886—1987) 。如今，金属带式无级变速器已经装备在欧美日等国家地区生产的中小排量汽车上。近年下线的奥迪V6 2.8L轿车就装备金属链带式无级变速器，输出功率为142kw ，这实际上代表现代无级变速器研发技术水平的最高成就。在奥迪A6装备multitronic 手动／无级一体变速器的轿车上，预设6个手动档位，换档过程连续进行且分级变化。避免因操作而产生的迟滞顿挫感，提高舒适程度，操作简便，又能充分体验驾驶乐趣。据一汽大众现场试车介绍，装备multitronic 手动／无级一体变速器的奥迪A6轿车，在0—100km ／h 加速时，比装备手动／自动五速变速器的轿车快1.4s ，比装备五速手动变速器的同类车型也快0.1s 。且在油耗上，比手动／自动一体的奥迪A6轿车变速器减少0.6L ／100km ，比手动五挡奥迫A6轿车减少0.2L ／100km 。这种变速器变速机构的核心部件是两组带轮，根据发动机工况变化通过控制系统，改变驱动轮和从动轮与金属链(带) 的接触工作半径达到变速目的。变速范围达5–6，传动效率达95％(液力AT 的传动效率在87％左右) 。
目前无级变速器的传动构件由带轮驱动，分为金属带V 型轮和金属链V 型轮二种形式。金属带(链) 压紧在主动与从动V 型带轮上，通过改变带轮槽宽度即可改变金属带(链) 与V 型带轮的接触半径，并因此改变传动比。不论金属带式或金属链式无级变速器，都由电控装置、液控装置和机械变速装置(包括：湿式多片离合器、液力变矩器或电磁偶合器等机构) 组成。变速器工作时，电控单元依据节气门开度信号和变速器输出轴的速度信号，经计算后向液压控制装置输出执行信号，再由液控装置输出油压(调节) 控制离合器与伺服油缸的工作，来改变动力传递的通道及改变主动、从动带轮的工作半径实现无级变速。奥迪multitromic 无级变速器可承受280Nm 以上的扭力，能够胜任与奥迪A6 2.4L 发动机的匹配。在变速效率、速比范围、重量及生产成本等方面，已逐步突破
以前只有在小型轿车(低功率) 上的使用局限。当前，世界各大汽车厂商为提高产品的竞争力都努力研发新一代的CVT(性能安全转矩容量更大) ，这是由于伴随现代科学技术高度发展的背景支持和全球性的能源危机以及对环境保护压力所采取的措施。例如，美国福特和通用汽车公司为研制1.3～2.0L 排量级的无级变速器也投入上亿美元的巨资。现在，全世界的CVT 轿车年产量大约50万辆，其主要汽车品牌中，都有装备CVT 的轿车在销售。汽车无级变速器无疑是当今汽车变速器发展的趋势。2006年上半年国内轿车产量为259.63万辆，比上年同期增长40.3％，在未来的10～15年，中国汽车将会迎来全面发展的盛况。
宜宾职业技术学院毕业论文
参考文献
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[6] 余志生. 汽车理论[M]. 北京：机械工业出版社,1996:77-80.
19
无级变速器的常见故障诊断与检修
摘 要
随着汽车工业在世界上快速发展，人们对汽车的驾驶舒适性的要求也不断提高，同
时汽车生产厂家对燃油经济性、噪声污染也极为关注，因此推出了结构简单、过载保护、
运转平稳、无噪音的无极变速器，无极变速器与传统的自动变速器不同，它不带一组齿
轮组成的齿轮箱，这意味着它没有联锁齿轮。最常见类型的CVT 可以在设计精巧的皮带
轮系统上操作，该皮带轮系统可以在最高档位和最低档位间提供无限的可变性，而没有
不连续的步骤或换挡，从而减小换挡冲击。但是在行驶过程中会受到一系列因素的影响，
无级变速器会出现一系列故障，这直接影响汽车驾驶的动力性和舒适性，因此本文对无
级变速器的基本结构、工作原理及其发生的常见故障进行分析，并重点对奥迪01J 无级
变速器的结构与检修进行分析，同时结合实例分析无级变速器出现的故障进行诊断和排
除。
关键词：无级变速器；结构；工作原理；故障诊断与排除
目 录
1前 言 ............................................................................. 1
2 无极变速器的发展历史 ........................................................... 2
3 无极变速器的基本结构及工作原理 ................................................ 4
3.1 无极变速器的基本结构...................................................... 4
3.2 无极变速器的工作原理...................................................... 5
4 奥迪01J 无极变速器的结构 . ...................................................... 6
4.1 机械传动部分 . .............................................................. 6
4.2 液压操纵系统 . ............................................................. 10
5 奥迪01J 无级变速器的检修 ...................................................... 12
5.1 检修注意事项 . ............................................................. 12
5.2 装有4缸涡轮增压发动机车辆的变速器拆卸方法 ........................... 13
5.3 01J无级变速器阀体元件分析 .............................................. 14
6 结合实例分析无极变速器(CVT)的常见故障及诊断排除 ........................... 15
6.1 故障实例分析一 ........................................................... 15
6.2 故障实例分析二 ........................................................... 15
7 无极变速器的发展前景 .......................................................... 17
结 论 . .......................................................... 错误！未定义书签。
致 谢 . ............................................................................. 20
参考文献 .......................................................................... 19
1 前 言
CVT 即无段变速传动，其英文全称Continuouslv V ariable Transmission ，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。无段变速箱轿车一样有自己的
档位，停车档P 、倒车档R 、空档N 、前进档D 等，只是汽车前进自动换档时十分平稳，
没有突跳的感觉。目前国内市场上采用了CVT 技术的只有奥迪、飞度、派力奥(西耶那、
周末风) 、和旗云4款车型。 CVT 系统结构简单，零部件数目比AT(约500个) 少(约300个) ，
一旦汽车制造商开始大规模生产，CVT 的成本将会比A T 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) 的生产成本，将降低20%～30%。毋庸置疑，CVT 变速器的技术
含量和制造难度都要比MT 变速器高，与A T 变速器相仿，由于金属带式CVT 的结构简单，
所含的零件数量比AT 变速器少40％左右，整车的质量因而也有所减轻。
一汽-大众奥迪A6自1999年上市以来，始终走在技术的前沿，2002北京国际车展，
一汽-大众又推出了配置无级变速器（Multitronic ）的新车型，从而代替了2.8技术领先型
成为国产奥迪A6的领跑车型。
2 无极变速器的发展历史
无级变速的发展已经有很长的历史，早在1886年，德国的Daimlar Benz 公司就已
经将其应用在汽车上了，只是它是摩擦式无级变速器，是靠皮革或纤维制的圆盘和金属
圆盘的摩擦力来工作的，因而磨损十分严重，寿命很低，但其原理为后来所采用，这就
是带传动式（Belt Drive ）或链传动式(Chain Drive)CVT 的前身。1935年，GM Buik 发
明了一种被称为全圆（环型Full Toroidal）CVT ，人们称这种变速器为牵引传动式(Traction
Drive) CVT ，它的变速原理如图3-1所示。当可移动的圆环面沿轴向移动时，两环面间
的辊子沿曲面滑动，改变与传动轴的夹角，实现速比的变化。由于在技术上要开发能够
承受这样大滚压力的轴承及能够承受这样大面压的材料和特殊液体，包括通用在内的许
多公司最终放弃了这种CVT 的开发。但在这同时，带传动式CVT 也取得了很大的发展，
包括金属链式CVT 和金属带式CVT 。
V 型橡胶带式CVT 最早出现在德国Daimlar Benz公司的汽油机汽车上。1958年，
荷兰DAF 公司H.V an Doorne 博士成功开发出了双V 型橡胶带CVT(Variomatic) ，并装
备在DAF 公司的小型轿车上面。由于橡胶带的传递容量小、效率低、寿命短，H.V an
Doorne 博士于60年代末又成功研制出了传递容量大、效率高、结构紧凑的金属带式
CVT ，称之为“Transmatic ”。1972年，H.V an Doorne博士与DAF 公司脱离，成立了自
己的公司，即“V an Doorne’s Transmissie B.V. ”公司（简称VDT 公司），专门生产CVT ，
所生产的CVT 通称为VDT-CVT ，从而开始了CVT 的新时代。VDT-CVT 主要有P811、
P821、P884、P901等四种类型，其中P811和P821是第一代产品，P884和P901是第
二代产品。P811是以湿式多片离合器作为起步装置，采用机械液压控制系统，而P821
是以电磁离合器作为起步装置，采用电液控制系统，两者都是以外啮合齿轮泵作为液压
源，并采用单回路液压系统。第二代产品主要做了如下改进：采用了新型金属带，以液
力变矩器作为起步装置，用双级滚子叶片泵代替了齿轮泵，采用全电子控制系统，因而
它们的性能指标超过了液力机械自动变速器（AT ）。
CVT 首次装车并投放市场是1987年。当时，日本富士重工公司从VDT 公司购买
了金属带，并得到了VDT 公司的技术指导，生产了面向1.0L 轿车的CVT(与P821相当) ，
并装在Subaru Justy 轿车上（排量1.0升，1984年上市）。该CVT 的夹紧力和换挡控制
仍然是采用VDT 全液压控制，不同之处是采用了电磁离合器作为起步装置，从而起步
离合器实现了电子控制，因而称之为ECVT 。日本本田汽车公司（Honda ）也是世界上
较早开发生产CVT 的著名公司之一。1995年9月，Honda 公司开发了新一代金属带式
CVT 即Honda Multi Matic，它实现了离合器、换挡和夹紧力的全电子控制。所不同的是
将起步离合器装在了从动轴上，这不仅能够在急刹车时使金属带回到最低档，而且还可
最大地保护金属带，该变速器装在了带有1.6升发动机96款的 Honda Civic系列轿车上，
并取得了成功。
与此同时，欧美的通用（GM ）、福特（Ford ）、菲亚特（Fiat ）、大众（VW ）、奥迪
及ZF 等公司也在致力于CVT 的开发。继Subaru 后，欧洲的Ford 和Fiat 也将
VDT-CVT(P811型) 装备于排量1.1～1.6L 轿车上，并投入市场。1999年德国奥迪公司联
合LUK 公司和Temic 公司，开发完成了FF 纵置式CVT －Multitronic ，成功地装在输出
转矩310Nm 、排量2.8L 的奥迪A6/A4和保时捷跑车上，并于20放到中国市场。该变
速器以金属链取代金属带，融合了当今CVT 的最新技术，与现有金属带式CVT 相比，
除结构做了重大改进外，电液控制系统和控制策略也有了很大改变。
近年来，混和动力汽车在日本取得了很大的发展。而由于无级变速技术允许发动机
处于某一恒定理想工作点，这样在动力的转换和储备中可以最大限度地降低动力损耗、
减少排放和提高效率。据有关试验研究，采用CVT 的混和动力汽车的燃油经济性可以
提高30％，排放可以降低50％左右。
中国拥有世界上发展潜力最大的汽车市场，CVT 技术在汽车发展史上具有变革意
义，在我国生产这种变速器将是历史发展的必然趋势。金属带式无级变速器将是应用非
常广泛的无级变速，所以攻克CVT 的变速器传动机理和控制等关键技术，对提高国产
轿车的自主研发、缩短与发达国家的差距具有重要的现实意义。它将为我国汽车工业的
繁荣发展以及促进其他相关工业的发展起到重要的作用，并能带来巨大的社会和经济效
益。
目前，我过CVT 已进入使用阶段，一汽大众生产的奥迪A6轿车已选装CVT 自动
变速器，其代号为01J ，它采用带/链传动. 是奥迪公司首家推出能够应用于功率和转矩分
别达到147KW 和300N.m 的A6 2.8L发动机系统的CVT 变速器, 并且正在制定一个在行
驶性能、燃油经济性能和动力性及舒适性等方面的新标准。
3无极变速器的基本结构及工作原理
3.1 无极变速器的基本结构
无极变速是在一定传动比范围内能线性的调节传动比，理论上相当于有无数个档
位。无级变速器主要由主动盘、从动盘、传动钢带、液压驱动机构等部件组成，如图3-1
所示：
图3-1 无极变速器的基本结构图
1-主动盘 2-液压驱动机构 3-输出轴 4-从动盘
主动盘和从动盘的结构也很简单，主要由两个锥型盘组成。锥型盘就是把两个圆锥
型的盘片组合在一起形成一个带V 型槽的驱动盘。锥型盘可在液压的推力作用下做轴向
移动，挤压钢片链条以此来调节V 型槽的宽度。当锥型盘向内侧移动时，钢片链条在锥
盘的挤压下向圆心以外的方向（离心方向）运动。这样，钢片链带动的圆盘直径增大，
传动比也就发生了变化高传动比时，主动带轮直径增大，从动带轮直径减小，将使带比
增大；低传动比时，主动带轮直径减小，从动带轮直径增大，将使带轮传动比减小。
汽车用CVT 的核心技术就在钢片链条上，它不是普通的链条，它是由许多特殊形
状的小钢片组合而成的传动带。如图3-2所示：
图3-2 无极变速器链条小钢片
1-钢带 2-钢质环形带 3-构件
3.2 无极变速器的工作原理
无极变速器主要由金属带由两束金属环和几百个金属片组成，主动轮组和从动轮组都由可动盘和固定盘组成，与油缸靠近的一侧带轮可以在轴上滑动，另一侧则固定。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 型金属传动带啮合。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 型传动带传递到从动轮，最后经减速器、差速器传递给车轮来驱动汽车。工作时通过主动轮与从动轮的可动盘作轴向移动来改变主动轮、从动轮锥面与V 型传动带啮合的工作半径，从而改变传动比。可动盘的轴向移动量是由驾驶者根据需要通过控制系统调节主动轮、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，从而实现了无级变速。
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。
4奥迪01J 无极变速器的结构
4.1 机械传动部分
4.1.1 飞轮减振装置
飞轮减振装置结构见图4-1所示。工作原理与离合器中的扭转减振器相同，它同双质量飞轮一样可减缓扭转振动，并保证发动机低噪音运转。由于4缸发动机运转不如6缸发动机平稳，因此，4缸发动机使用双质量飞轮。
图4-1 飞轮减震装置结构图
1-飞轮 2-减震装置
4.1.2 速比变换系统
奥迪MultitronicCVT 最重要的装置是速比变换器，它有两组滑动锥面链轮和作用在其中间的V 形传动钢链组成，其中每一组滑动链轮中又有一可沿轴向移动的链轮。由于链轮的轴向移动，改变接触链轮与传动链论之间的跨度半径，最终实现速比点的变化。
速比变换器有两个带锥面的链轮组成，见图４-2所示。
图4-2 速比变换器
（1）传动链
01J 无级变速器传动链是新开发的，与以前传统的滑动带或V 型带相比有以下优点：
1）尽管变速器尺寸小，但很小的跨度半径却可以产生很大的传动比范围。
2）传动转矩大，效率高
传统的传动链链节通过链节接销非刚性相连，为了传递转矩，齿轮与链接之间的销子啮合,01J 无级变速器传动链应用的不同技术：相邻传动链链节通过转动压块连接成一排，转动压块在变速器锥面链轮间跳动，即锥面链轮互相挤压。转矩只靠转动压块正面和锥面链轮接触面的摩擦力来传递。每个转动压块永久链接到一排连接轨上，通过这种方式，转动压块不可扭曲，两个转动压块组成一个转动节。转动压块相互滚动，当其在锥面链轮跨度半径范围内驱动传动链时，几乎没有摩擦。在这种情况下，尽管转矩大，弯曲角度大，但动力损失和摩擦却降到最小，其寿命得以延长，效率得到提高。
另外，01J 无级变速器使用了两种不同的链节，其目的是确保传动链运转时尽可能无噪音。当使用等长的链节时，转动压块按统一间距冲击锥面链轮，这将导致振动并产生噪音。使用不同长度的链节可防止共振，并减小运动噪音。
（2）传动链轮
01J 变速器传动链工作模式是基于双活塞原理。它的新特点是转矩传感器集成在链轮装置1上。链轮装置1和2各有一个将锥面链轮压回位的分离缸，它利用少量液压油就可以很快地进行换挡，这可保证在油压较低时锥面链轮有足够的接触压力。
因调整动态特性需要，供给的压力油必须合适。为了减少油量，分离缸的表面要比压力缸小，因此，调整所需油量相对较少，可获得很高的调整动力特性和较高的效率。液压系统泄压时，链轮1的膜片弹簧和链轮2
的螺旋弹簧产生一个额定的传动链条基础
张紧力。在泄压状态下，变速器启动转矩变速比由链轮2的螺旋弹簧的弹力调整。
（3）辅助变速齿轮
由于受空间限制，动力通过辅助变速齿轮传递到齿轮辅助变速齿轮传动比为1.109。
（4）选档杆换挡机构和P 挡停车锁
01J 无级变速器的选挡杆位置有P\R\N\D及手动换挡等，通过选挡杆，通过选挡杆可实现下述功能：触发夜压控制单元手动换挡阀；控制停车锁；触发多功能开关，识别选挡杆位置。
在选挡杆处于P 位置时，与锁止齿轮相连的连杆轴向移动，停车锁架被压向停车锁齿轮停车锁啮合。
4.1.3 前进挡离合器、倒挡制动器和行星齿轮装置
奥迪Multitronic CVT 的启动装置是前进挡离合器和倒挡制动器，并配合使用反向行星架机构来实现前进挡和倒挡，它们只做启动装置，不改变变速比，而在无级变速器里它们的功能是实现各挡速比。
与以往的多挡自动变速器使用变矩器传递转矩不同，在奥迪Multitronic CVT 设计原理中，前进挡和倒挡均采用不同的离合器和制动器，在多挡无级变速器中用来实现换挡功能，称为换挡执行元件。在无级变速器当中，湿式钢片离合器和湿式钢片制动器用于起步和将转矩传递给辅助减速挡齿轮，见图4-3所示。起步和转矩传递过程由电子液压控制单元监控和调整。
图4-3 无极变速器离合器、倒档制动器和行星齿轮装置图
1-输入轴 2-齿圈 3-行星齿轮 4-带星星齿轮系的前进挡离合器和倒档制动器 5-输入轴链轮装置1
6-行星架 7-倒档制动器 8-前进挡离合器
（1）行星齿轮系
见图4-4表明行星齿轮系装置为反向齿轮装置，其唯一的功能是倒挡时改变变速器
输出轴的旋转方向。
图4-4 行星齿轮系装置图
1-行星架 2-行星轮1 3-行星轮2 4-齿圈 5-太阳轮
前进挡时行星齿轮系的变速比为1：1，作为输入元件的太阳轮与输入轴和前进挡离
合器钢片相连，作为输出元件的行星架与辅助减速挡齿轮组的主动齿轮和前进挡摩擦片
相连，倒挡制动器钢片与变速器壳体相连。
（2）在P/N挡时行星齿轮系传动路线
发动机转矩通过与输入轴相连的太阳轮传递到行星齿轮系并驱动行星齿轮1，行星
齿轮1再驱动行星轮2，行星轮2与齿圈相啮合。车辆尚未行驶时，作为减速挡输入部
分的行星架是静止的，齿圈以发动机转速一半的速度怠速运转，旋转方向与发动机相同。
（3）前进挡传动路线
前进挡离合器钢片与太阳轮相连，摩擦片与行星轮相连。当前进挡离合器工作时，
太阳轮与行星架相连，行星齿轮系被锁死，并与发动机运转方向相同，变速比为1：1。
（4）倒挡传动路线
倒挡制动器摩擦片与齿圈相连，钢片与变速器壳体相连。当倒挡制动器工作时，齿
圈被固定，太阳轮为主动件，转矩传递到行星架，由于是双行星齿轮，所以行星架就会
以与发动机旋转方向相反的方向运转，车辆向后行驶。
由于受空间限制，转矩通过辅助减速挡齿轮传递到变速器。辅助减速挡齿轮有不同
齿数的变速比，以适应发动机到变速器的变化，变速器在最佳转矩范围内工作。
4.2 液压操纵系统
4.2.1供油系统
油泵是供油系统的主要部件，也是变速器中消耗动力的主要部件。它直接安装在液压控制单元上，以免不必要的连接。油泵和电控单元形成一个整体，减少了压力损失，并节约了成本。该变速器装有高效率的月牙形内啮合齿轮泵。
它作为一个小部件集成在液压控制单元上，并直接由输入轴通过齿轮和泵轴驱动。尽管该泵所需的润滑油量相对较少，但却可产生需要的压力。
该油泵内部密封（油泵内部防止泄露）良好，因此，在发动机低速下仍可产生高压。由于油泵内部零件公差要求很高，一般传统油泵达不到上述要求。
油泵有轴向间隙和径向间隙。油泵轴向间隙调整：两个轴向衬垫封住油泵压力部分，并在油泵内形成一单独的泄油腔，垫片纵向（轴向）密封柱压力腔。垫片上有特殊的密封材料，垫片由油泵壳体或液压控制单元的泵垫支撑。轴向垫片被更紧地压到月牙形密封件和油泵齿轮上，补偿了轴向间隙。
油泵径向间隙的调整：径向间隙调整是指补偿月牙形密封件和齿轮副（齿轮和齿轮）之间的径向间隙。月牙形密封件在内扇形块和外扇形块之间滑动。内扇形块和外扇形块之间滑动。内扇形将压力腔与齿轮密封，同时也抑制外扇形块径向移动，外扇形块将压力腔与齿圈密封件隔开。油泵压着油液在两个扇形块间移动。油泵压力增加时，扇形块被更紧地压向齿轮和齿圈，补偿径向间隙。当油泵泄压时，扇形块弹簧向扇形块和密封滚柱提供基本接触压力，并提高油泵的吸油特性，同时保证油泵压力作用于密封滚柱。
为了充分冷却离合器，装有吸气喷射泵。吸气喷射泵集成在离合器冷却系统中，以供应冷却离合器所需的润滑油量。吸气喷射泵为塑料结构，并且凸向油底壳深处。
吸气喷射泵是根据文丘里管原理工作的。当离合器需要冷却时，冷却油由油泵出来，通过吸气喷射泵进行导流并形成动力喷射流，润滑油流经泵的真空部分产生一定真空，将油从油底壳吸出，并与动力喷射流一起形成一股强大的油流，在不增加油泵容积的情况下，冷却油流量几乎加倍。
4.2.2 冷却系统
来自链轮装置1的无级变速器油（A TF ）最初流经A TF 散热器，之后在流回液压控制单元前流经A TF 滤清器。途中DDV1差压阀防止ATF 冷却器压力过高。当ATF 滤清器的流动阻力过高时，DDV2差压阀打开，阻止DDV1打开，ATF 冷却系统因有被压无法工作。
若A TF 散热器泄露，冷却油将进入A TF ，也会对离合器控制产生不良影响。
为了避免离合器高温现象，离合器由单独的油流冷却。为了减少离合器冷却时的动力损失，冷却油流由集成在阀体上的冷却油电控单元在需要时接通。冷却油可通过吸气喷射泵来增加，而不必对油泵容量有过高的要求。另外，为了优化离合器冷却性能，冷却油仅传递到传动链轮装置。
前进挡离合器的冷却油和压力油通过变速器输入轴的孔道流通。两油路由钢管彼此分开，钢管被称为内部件。变速器输入轴油孔上安装有润滑油分配器，将润滑油引导到前进挡离合器或倒挡制动器。
冷却前进挡离合器：若前进挡离合器接合，离合器缸筒将润滑油分配器压回，在此位置，冷却油流经润滑油分配器前端面，流经前进挡离合器。
冷却倒挡制动器：若前进挡离合器不工作，润滑油分配器回到其初始位置。在这种情况下，冷却油流到润滑油分配器，然后通过润滑油分配到流回到倒挡制动器。润滑油分配器带轮油道内的部分润滑油流到行星齿轮系，提供必要的润滑。
在离合器电控单元动作的同时，离合器冷却系统接通。变速器电控单元向电磁阀N88提供一个额定电流，该电流产生一个控制压力，控制离合器冷却阀（KKV ）, 离合器冷却阀（KKV ）将压力从冷却油回路油管传到吸气喷射泵，用于操纵吸气泵喷射。
5 奥迪01J 无级变速器的检修
5. 1 检修注意事项
（1）奥迪01JMultitronic 无级变速器壳体是由镁合金制成的，因此，它对连接螺栓的使用要求很高，与变速器直接相连的螺栓和零部件，可以根据变速器壳体是铝制还是镁制来选定。如果壳体是镁制，则变速器盖和变速器壳体上减速器盖等部件的连接螺栓每次都必须更换。
（2）在发动机运转的情况下开始工作前，必须将选挡杆放到P 位置，并拉紧驻车制动器。
（3）在无级变速器上工作时应注意清洁，为了顺利和成功地完成每一次维修工作，操作时必须小心，保持部件清洁及工具完好。
（4）在拆下后端盖或者没有无级变速器油（ATF ）的情况下，不能启动发动机，并且不得牵引车辆。在安装新的零件时，必须在安装前才将零件从包装中取出。安装完成后要检查油位，必要时加注行星齿轮箱中ATF 和前主减速器的齿轮油。
（5）原则上在每次分解变速器时都必须更换密封环、密封圈及密封垫。在拆出密封垫后，检查壳体或者轴承上的接触面是否有因拆卸而产生毛刺或损坏。
（6）不得过分拉长卡环。每次都要更换损害或被过分拉长的卡环。卡环必须贴紧卡环槽的底部。
（7）在组装前要彻底清洁壳体分离面。在分解变速器前要彻底清洁各连接位置及其周围。拆卸下来的零件要放在干净的垫子上并盖好，应使用薄膜或纸张，不得使用含纤维的抹布。如果不马上进行维修，则必须将打开的部件小心盖好或者密封起来。只有在安装新的零件时，才可以将零件从包装中取出。
（8）盖子和壳体的固定螺栓或螺母必须交叉松开和拧紧。拧紧力矩适用于未涂油的螺母和螺栓。每次都要更换自锁螺母和螺栓。使用防松胶紧固的螺栓的螺纹必须用钢丝刷清洁干净。必须清洁要旋入自锁螺栓或要用保险胶的螺纹孔，否则在安装新的螺栓时会有拉断的危险。
5.2 装有4缸涡轮增压发动机车辆的变速器拆卸方法
（1）将选挡杆换到P 位置。对于装有遥控技术的车辆，在断开蓄电池前要激活电控单元的维修模式，包括收音机、电话、导航系统。断开蓄电池时要注意方法。先向右推开蓄电池上面的盖板，然后向上取下盖板。关闭点火开关后，断开蓄电池的搭铁线。
（2）拆下发动机盖板。
（3）将吊具装到挡泥板螺栓连接边上，松开发动机后面的吊耳，将螺杆的钩子挂到发动机后吊耳上。用吊具的螺杆微预紧发动机。
（4）拆下两前轮。
（5）在带有驻车暖气装置的车辆上，拧出隔音板上用于驻车/辅助暖气装置的排气管上的螺钉。
（6）松开螺钉和快速连接件，然后取下前后隔音板。
（7）拧开隔音板支架上的螺栓。
（8）拆下汽车底板左内侧和右内侧的盖板。
（9）拆下汽车底板的前横梁的6个螺栓。
（10）拆下汽车底板的后横梁的4个螺栓。
（11）分离夹紧套筒上的排气装置。注意：排气前管的连接件不允许弯曲10°以上。否则有损坏的危险。
（12）拆下排气装置的隔热板。从发动机/变速器举升器V .A.G1383A 上取下万用夹具V .A.G1359/2，然后用木板代替它放到压模上。
（13）用发动机/变速器举升器VAG1383A 支撑暗管式横梁。首先拧出螺丝1和2，然后是螺钉3和4。
（14）用发动机/变速器举升器VAG1383A 慢慢松开暗管式横梁，拧出螺母，然后取下暗管式横梁。
（15）拆下右联节轴的隔热板。从变速器法兰上拆下左右两侧的联节轴。
（16）拆下排气前管的支架，松开排气管/三元催化器的连接螺栓，取下排气前管。排气前管的连接件不允许弯曲10°以上，否则很容易损坏。
（17）装上集油器，拧出锁止螺母，然后分离ATF 管路，拧下ATF 管路支架上的螺栓。
（18）拆下变速器上的ATF 过滤器。
（19）拧出锁止螺母，然后分离ATF 管路，拧下ATF 管路支架上的螺栓。
（20）拧出螺栓，然后从变速器上拔下ATF 管路。
（21）沿箭头方向断开连接插座，然后将其从变速器上拔下来，将管束放到一边。
（22）拧出螺栓，拆下选挡杆拉线的支架。
（23）用压杆80-200从换挡轴杠杆上压出选挡杆拉线。
（24）从变速器上拆下变速器支撑。
（25）拧下发动机/变速器之间法兰上的螺栓，起动机不必拆下。
（26）将变速器夹具装到变速器举升器V .A.G1383A 上。将调整板3282/30放在变速器夹具3282上。将变速器夹具的臂对准相应的调整板上的孔。
（27）拧上变速器夹具单元，将装有变速器夹具3282的变速器举升器V .A.G1383A 推到变速器下面，然后支撑住变速器。调整板上的箭头标记指向行驶方向。
（28）使调整板平行于变速器，用螺栓M10X20将变速器夹具固定到变速器上。
（29）用发动机/变速器举升器V .A.G1383A 将变速器稍微抬起一点。拧出发动机/变速器之间法兰上的螺栓。再慢慢地降低变速器，将联节轴向上固定，拧出发动机/变速器之间最后的固定螺栓。从定位套中压出变速器，然后小心地将其放下。
5.3 01J无级变速器阀体元件分析
变速器的阀体主要由手动换挡阀、9个液压阀和3个电磁阀组成。其作用是：控制前进挡和倒挡离合器、调节离合器压力、冷却离合器、为接触压力控制提供压力油、控制传动、为飞溅润滑油罩盖供油。为了保护部件不损坏，液压控制部分中的限压阀将最高压力限制在82bar 。为了防止启动时油泵吸入发动机进气，液压控制部分中装有最小压力阀。当油泵输出功率高时，最小压力阀打开，允许润滑油从回油管流到油泵吸入侧，提高油泵效率。
6结合实例分析无极变速器（CVT ）的常见故障及诊断排除
6.1 故障实例分析一
1 故障现象
无级变速器有异响, 且加速打滑。
一辆奥迪A62.8 轿车, 配置01J FR2 型无级变速器, 发动机起动后, 无论在任何档位都会从变速器中部发出异响, 并且行车急加速时有打滑现象。
2 故障原因
通过对故障现象进行分析, 该响声很有可能是油泵产生的, 因为P 档和N 档只有输入轴带动油泵旋转。
3 故障诊断排除方法
拆下变速器的后尾壳、变速器控制单元、阀体和油泵, 检查发现油泵驱动环损坏, 主动齿轮内部的衬套严重磨损。由于衬套磨损会产生大量的金属屑; 拆下变速器进行彻底清洗。变速器急加速打滑, 是油泵磨损泄压而导致。在清洗变速器并更换油泵后, 故障排除。
6.2故障实例分析二
1 故障现象
车辆D 档反应慢且加速有冲击感。一辆奥迪A62. 4轿车, 配置01J 型无级变速器。由于变速器进水, 该车在其他修理厂进行了变速器大修, 但大修后出现了变速器入D 档反应慢, 加速有冲击的现象。
2 故障原因
根据该车的故障现象, 可判定导致该车变速器产生故障的原因主要在以下三方面:
（1）电控系统。
（2）阀体。根据该款变速器的油路图可知, 前进档供油路线为:油泵- 离合器控制阀- 安全阀- 手动阀- 前进档离合器; 倒档离合器供油路线为:油泵- 离合器控制阀- 安全阀- 手动阀- 倒档离合器。将2 条供油路线相比较, 故障原因可能是手动阀或离合器存在泄漏。
（3）机械故障。很有可能是离合器烧损。
3 故障诊断排除方法
（1）依据上述分析结果, 先用故障诊断仪V AS5051 对变速器控制系统进行检测, 但没有发现故障码。
（2）然后利用故障诊断仪读取了相关数据流, 发现有ADPRUN (自适应正在运行中) 的现象。
（3）再利用诊断仪对变速器控制单元进行了设定, 但故障现象没有好转。
（4）由于通过诊断仪没有发现问题, 着手检查变速器。经对变速器进行认真检查, 发现前进离合器供油管头部有凹瘪的痕迹, 凹瘪处将特氟隆油环卡住, 从而导致油压泄漏。在更换油管后, 故障现象消失, 利用故障诊断仪读取数据流, 变速器已经进入ADPOK 的状态。经试车, 故障排除。
7 无极变速器的发展前景
在汽车无级变速器(CVT)应用方面，国内与国外车型存在的差距也正在逐渐缩小。如本田开发的Multimatics 装备在飞度轿车上，其优点表现在变速柔顺、操纵稳定性好及节约能耗方面。此外，奥迪A6、A4、菲亚特派力奥、西耶耶、周末风、奇瑞旗云、风云、QQ 、东方之子也有CVT 可供选择。目前装备汽车的CVT 大多数采用摩擦传动，其功率小、效率低，如V 型橡胶带式、V 型金属带式、多盘式、滚轮转盘式等，主要通过静摩擦力实现动力传递。从V 型橡胶带无级变速器到现代的金属带式无级变速器在汽车上的实际应用，期间经历了一个世纪(1886—1987) 。如今，金属带式无级变速器已经装备在欧美日等国家地区生产的中小排量汽车上。近年下线的奥迪V6 2.8L轿车就装备金属链带式无级变速器，输出功率为142kw ，这实际上代表现代无级变速器研发技术水平的最高成就。在奥迪A6装备multitronic 手动／无级一体变速器的轿车上，预设6个手动档位，换档过程连续进行且分级变化。避免因操作而产生的迟滞顿挫感，提高舒适程度，操作简便，又能充分体验驾驶乐趣。据一汽大众现场试车介绍，装备multitronic 手动／无级一体变速器的奥迪A6轿车，在0—100km ／h 加速时，比装备手动／自动五速变速器的轿车快1.4s ，比装备五速手动变速器的同类车型也快0.1s 。且在油耗上，比手动／自动一体的奥迪A6轿车变速器减少0.6L ／100km ，比手动五挡奥迫A6轿车减少0.2L ／100km 。这种变速器变速机构的核心部件是两组带轮，根据发动机工况变化通过控制系统，改变驱动轮和从动轮与金属链(带) 的接触工作半径达到变速目的。变速范围达5–6，传动效率达95％(液力AT 的传动效率在87％左右) 。
目前无级变速器的传动构件由带轮驱动，分为金属带V 型轮和金属链V 型轮二种形式。金属带(链) 压紧在主动与从动V 型带轮上，通过改变带轮槽宽度即可改变金属带(链) 与V 型带轮的接触半径，并因此改变传动比。不论金属带式或金属链式无级变速器，都由电控装置、液控装置和机械变速装置(包括：湿式多片离合器、液力变矩器或电磁偶合器等机构) 组成。变速器工作时，电控单元依据节气门开度信号和变速器输出轴的速度信号，经计算后向液压控制装置输出执行信号，再由液控装置输出油压(调节) 控制离合器与伺服油缸的工作，来改变动力传递的通道及改变主动、从动带轮的工作半径实现无级变速。奥迪multitromic 无级变速器可承受280Nm 以上的扭力，能够胜任与奥迪A6 2.4L 发动机的匹配。在变速效率、速比范围、重量及生产成本等方面，已逐步突破
以前只有在小型轿车(低功率) 上的使用局限。当前，世界各大汽车厂商为提高产品的竞争力都努力研发新一代的CVT(性能安全转矩容量更大) ，这是由于伴随现代科学技术高度发展的背景支持和全球性的能源危机以及对环境保护压力所采取的措施。例如，美国福特和通用汽车公司为研制1.3～2.0L 排量级的无级变速器也投入上亿美元的巨资。现在，全世界的CVT 轿车年产量大约50万辆，其主要汽车品牌中，都有装备CVT 的轿车在销售。汽车无级变速器无疑是当今汽车变速器发展的趋势。2006年上半年国内轿车产量为259.63万辆，比上年同期增长40.3％，在未来的10～15年，中国汽车将会迎来全面发展的盛况。
宜宾职业技术学院毕业论文
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