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皮帶型無段自動變速器(CVT)是一種自動變速器,可以經由連續無段的變速改變傳動 比。這與其他提供固定齒輪比的機械式變速箱相比,理論上 CVT 的變速比可在引擎任何 轉速下皆達到「最佳化」狀態,車輛加減速時可經由連續變動皮帶盤間的皮帶半徑比例 而將引擎動力控制在最大扭力值或油耗最佳化,進而使得引擎動力的表現反應在駕駛操 控上。更甚者,將 CVT 加上電子控制系統後,甚至可以如同手排變速箱作動機構一樣,

製造出不同檔位的換檔變速模擬。

CVT 不但體積較小重量輕、構造簡單、製造成本大幅降低、保養維修相對容易等特 性,目前在速克達機車、ATV 等車輛上幾乎皆採用此種皮帶型無段變速器 CVT。雖然 CVT 的傳動效率低於齒輪式手排變速箱,但可以透過平順的變速特性來獲得最佳動力曲 線和燃油消耗率,因此可以使引擎運行持續平順地輸出動力。當需要動力時,CVT 的變 速比例可以連續無段的變化,讓引擎以其產生最大功率的轉速區間輸出動力(理論上可 以維持在峰值效率的轉速)。在輕量小扭力產品(如摩托車)中,皮帶驅動的無段變速 器提供了易於使用和機械簡單化的優點。

早期在 CVT 有著傳遞扭力值過低的技術瓶頸,但在近年來此技術瓶頸已經有突破性 進展。在商用車使用CVT 超過 40 年的今天,這個過去只能被用在小型車上的變速箱機構,

今日已經被大量且廣泛的使用在機動車輛上,成為自動變速車輛的極佳選擇。特別是在 機車與全地形車上,CVT 的成本低廉、構造簡單與保養維修容易等因素,更是大量被採

3- 1 為 CVT 變速時的作動狀況,在引擎轉速低時,前方由引擎帶動的兩片驅動皮帶盤 會分開,使兩片皮帶盤的間距變寬,皮帶因而下降至較靠近圓心處,驅動皮帶圓周半徑 小於被動皮帶盤的被動皮帶圓周半徑,即小圓帶大圓,因此能傳遞較大的轉矩。

而當引擎逐漸拉高轉速時,驅動皮帶盤的一邊輪盤會向內靠攏,兩片皮帶盤間的寬 度變小迫使皮帶升起,往皮帶盤的外側移動,而後方被動皮帶盤的作動會與前方驅動皮 帶盤正好相反,向外移動拉大凹槽寬度迫使皮帶降下往皮帶盤中心處移動。此時前方驅 動皮帶盤皮帶的圓周半徑大於被動皮帶盤皮帶的圓周半徑,變成大圓帶小圓,後軸轉速 得以提高,而使車輛能夠進行高速行駛的動作。

圖3- 1 CVT 作動圖示

綜合以上說明,CVT 無段變速系統的變速機制主要受到引擎轉速來控制,再加上搭 配離合器與扭力凸輪等零件機構,在調校彈簧張力和滾子(或搖臂)重量後,可符合各種設 定的行駛模式與路況所需的要求。

滾子式 CVT 零件如圖 3- 2 所示。其特徵在於以滾子(Roller)作為控制皮帶盤移動的向 心力機構。以改變滾子重量和其他配合零件尺寸特徵,即可調整變速曲線以達成其變速 比改變的要求。

圖3- 2 滾子式 CVT 零件圖

圖3- 3 搖臂式 CVT 零件圖

搖臂式 CVT 零件如圖 3- 3 所示。與滾子式 CVT 最大的不同是,搖臂式 CVT 以搖臂 (Roller Lever)取代滾子,作為控制皮帶盤移動的向心力機構。同樣地,也可藉由搖臂重量 和曲度,調整變速曲線以達成變速的要求。

圖3- 4 CVT 在某款型式引擎上的配置位置

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