目前轿车大量使用的变速箱，无论是手动还是自动，其传动比是有级的。在其工作过程中，经常需要进行挡与挡之间的变换，当传动比发生变化时，发动机需要加速或减速，工作处于不稳定的状态，带来动力传动系统的冲击，使发动机的排放增加。而无级变速系统能够使发动机工作在高效率区，达到最高的燃油经济性能，因而无级变速系统的传动效率远高于有级变速系统，且变速过程中动力不中断，因而提高了汽车的动力性能。金属带式无级变速器的控制技术是轿车的核心技术之一，其技术含量较高，该项技术已被日本、荷兰、德国、美国等汽车制造商采用。该产品融合了液压技术、现代控制技术、计算器控制技术、接口技术、机械制造技术等。
4.5.1 金属带式无级变速器(VDT-CVT)的组成和工作原理
VDT-CVT是由金属带、主动工作轮、从动工作轮、液压泵、起步离合器和控制系统等组成，如图4-39(a)所示。工作轮由固定部分和可动部分组成，二者之间形成V形槽，金属带在槽内与工作轮相啮合。当工作轮的可动部分作轴向移动时，即可改变金属带与主、从动工作轮的工作半径，从而改变金属带传动的传动比。主、从动工作轮可动部分的轴向移动是根据汽车的行驶工况，通过液压控制系统进行连续地调节而实现无级变速传动的，如图4-40 (b)所示。
图4-39 金属带式无级变速器(VDI-CVT)的组成和工作原理
(a)组成;(b)工作原理
4.5.2 金属带式无级变速器(VDT-CVT)的主要部件
1.金属带
金属带是由多个(280～400片)金属片和两组金属环组成，如图4-40所示。
2.工作轮
金属带式无级变速器工作轮如图4-41所示。
图4-40 金属带的组成
图4-41 工作轮
3.液压泵
液压泵是液压控制系统的液压源，其常用的结构形式有齿轮泵和叶片泵，但近年来流量可控、效率较高的径向柱塞泵应用最多。
4.5.3 金属带式无级变速器(VDT-CVT)的控制系统
1.电控机械式自动变速器
电控机械式自动变速器(AMT)，也可以译成机械式自动变速器。
电控机械式自动变速器(图4-42)是在原有齿轮式机械变速器的基础上加装电脑控制系统，对油门、离合器、变速杆的控制均采用了电动机驱动或液压驱动的执行机构，从而实现选挡、换挡的自动化控制，使汽车成为自动变速的汽车。它保持了原有的机械传动结构基本不变，所以齿轮传动固有的传动效率高、机构紧凑、工作可靠等优点被很好地继承下来。虽然世界上许多国家投入了对电控机械式自动变速器的研究与开发，但很少有批量生产的报道，足见其进展的艰难。尽管电控机械式自动变速器产业化的进程不会一帆风顺，但前景是广阔的。
图4-42 电控机械式自动变速器工作原理
2.电子控制自动变速器
电子控制自动变速器(图4-43)实施自动控制的特点是:采用速度传感器和节气门位置传感器将车速和节气门开度转换成电信号，输入ECU，由ECU根据预先编制并存入存储器ROM的换挡程序，进行比较计算，确定换挡点和变矩器闭锁离合器闭锁时间，向电磁阀发出控制信号，以控制电磁阀线圈电流的通断，再由电磁阀控制液动的换挡阀，换挡阀移动，切换换挡执行器(换挡离合器和制动器)的油路，实现自动换挡。换言之，各换挡阀的移动方向由电磁阀控制，而电磁阀线圈通电与否由电子控制系统控制，电子控制系统又是根据反映发动机负荷的节气门位置传感器和反映车速的速度传感器输入电子控制系统的电信号，向电磁阀发出控制指令。
图4-43 电子控制自动变速器工作原理
4.5.4 金属带式无级变速器(VDT-CVT)的结构实例
自动变速器一般采用电控液动系统，由于动力源是供油泵和主调压阀，并由其产生液压，因此仍保留液压操纵系统。电子控制系统是将液控液动系统的液压操纵装置的换挡控制机构改为电子控制机构，其作用是将车速传感器和节气门开度传感器产生的电信号输入电子控制系统，由电子控制系统经过计算、比较处理后，根据预先编制的换挡程序，确定挡位与换挡点，输出换挡指令，控制电磁阀线圈的通断，改变换挡阀端面的控制液压，导致换挡阀的移动，自动切换执行元件的油路，实现自动换挡。无级变速系统指可以连续获得变速范围内任何传动比的变速系统。通过无级变速可以得到传动系统与发动机工况的最佳匹配。无级变速器与常见的液压自动变速器最大的不同是在结构上，后者是由液压控制的齿轮变速系统构成，还是有挡位的，它所能实现的是在两挡之间的无级变速;而无级变速器则是由两组变速轮盘和一条传动带组成的，比传统自动变速器结构简单、体积更小。另外，它可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速，使车速变化更为平稳，没有传统变速器换挡时那种“顿”的感觉。自动变速器是为了简化操作、降低驾驶疲劳而研制的。按齿轮变速系统的控制方式，它可以分为液控液压自动变速器和电控液压自动变速器;按传动比的变化方式又可分为有级式自动变速器和无级式自动变速器。因此，无级变速器实际上是自动变速器的一种，但它比常见的自动变速器要复杂得多，技术上也更为先进。金属带式无级变速器(VDT-CVT)的结构如图4-44所示。
图4-44 VDT-CVT的基本结构实例
CVT与液力耦合器组成的无级变速传动系统如图4-45所示。
图4-45 CVT与液力耦合器组成的无级变速传动系统
CVT与电磁离合器组成的无级变速传动系统如图4-46所示。
图4-46 CTV与电磁离合器组成的无级变速传动系统
CVT与液力变矩器组成的无级变速传动系统如图4-47所示。
图4-47 CVT与液力变矩器组成的无级变速传动系统
(a)CFT20型传动系统示意图;(b)CRT20型结构剖面图
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