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早在1958年，一名荷兰人(Van Doorne先生，DAF牌汽车的创始人)拉开了人类对无级变速器实用化的序幕第一套无级变速器被装到一辆仅600cc的小汽车上使用。后来，虽然实用的CVT已出现多年，然而受到效率低、噪音大、适用功率小等问题的困扰，CVT一直只是被小规模使用，未能登上大雅之堂。近年来，各大汽车厂商却对CVT表现了极大的热情，极度重视CVT的实用化进程并逐步在一些高档轿车上使用。
金属带式无级自动变速器属摩擦式无级变速器，其传动的关键件是具有V型槽的主动锥轮、从动锥轮和金属带，金属带安装在主动锥轮和从动锥轮的V型槽内。CVT克服了变速器固有的齿轮传动比不连续和零件数量过多等缺点，具有传动比连续、传递动力平稳、操纵方便、燃油经济性高等特点，实现了真正的无级变速，并达到了省油、降低排气污染、操纵方便、驾驶舒适的目标。目前CVT在自动变速器领域中所占比例还很小，这其中的90%在日本，10%在欧洲，日本Subaru、Nissan、Honda和意大利FIAT等部分车上均有使用。虽然CVT已开发多年，但因设备更换量大、制造困难、价格较高等缺点，使用的上升趋势不明显，但其理论上性能优越，仍被视为自动变速器主要发展方向之一。
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| 金属带式无级自动变速器的组成 |
传动带 |
金属带式无级自动变速器 |
无级变速器包含许多丰富的形式，有Van Doorne所做的钢带V轮CVT、滚轮转盘式CVT、钢链V轮CVT以及线毂式CVT等等。其中钢带V轮CVT是最早的一种形式，它利用一条钢带连接两个滑轮(滑轮分别连接发动机和车轮)实现传动。滑轮由两片对置的锥形盘组成，其中一片可轴向移动使两盘之间的V形槽宽度得以改变，卡在V槽内的钢带因此也可以随之升降。这样，实际受力轮的直径得以改变，以达到变速的目的。这与变速自行车的变速原理相似，主动轮大不省力但跑得快、从动轮大省力却跑得慢，不过那是有挡位可分，而CVT则是连续不断地在改变传动比罢了。
Van Doorne最初所做的CVT并不是钢带而是橡胶带的，后来为了应付更大的扭矩，他才改用了钢带。随着技术的发展，他又发现受拉的钢带仍然不能满足要求，于是承受推力的推力钢带成为主角，也成就了今天的钢带V轮CVT。其实这种CVT在摩托车上的应用已非常成熟，我们平常接触的踏板车就是装用这种CVT。但是因为这种CVT是利用钢带与V槽之间的静摩擦力实现动力传递，所以只要发动机动力稍大超过了摩擦极限，更小的动摩擦力随之而来，CVT便打滑而无法实现动力传递。因此钢带V轮CVT加速反应迟缓、效率低、不能应付动力较大的引擎输出等缺陷都令它的普及受到了限制。
不过使用这种CVT的小排量汽车也不是少数：如日产的March、霹雳马(Primera)、阳光(Sunny)、本田的思域HX等，如果您留意过新近出现的电动汽车(包括混合动力车)，会发现它们几乎都使用CVT作变速(如丰田HV-M4等)，其中最主要的还是这种钢带V轮式CVT。
滚轮转盘式CVT是最近才实际装车使用的一种CVT，日产把它(名为Extroid CVT)装在概念车XVL上首次于去年东京车展展示(本刊今年1月期有报道)，与此同时，新款公爵(Cedric)车也装用这种CVT正式发售。日产声称，它的Extroid CVT是第一部无级变速器，可与3L以上排量的大马力发动机(XVL的引擎输出为330Nm/194kw)搭配使用，可谓汽车发展史上又一重要突破。另外马自达也有一套类似的CV，名为Toroidal CVT，同样是为3L车设计的抗高扭矩的CVT。
何以滚轮转盘式CVT能有这么强的能力？首先来了解它的基本工作原理：它利用两个对置的内凹锥形转盘和一对滚轮组合而成，两转盘分别连接发动机和车轮，中间的滚轮则通过摩擦联系两者实现动力传递。这种CVT通过改变滚轮的倾斜角度，从而改变两转盘的实际受力“轮”的直径，这样可实现不同的传动比，变速的目的便可达到。(如图二所示)
如果光靠金属之间的摩擦，滚轮和转盘是不可能实现动力传递的，更不用说应付超过300Nm的大扭矩了。实际上，它们之间真正参与动力传递的是一种特殊研制的油，这种被称为牵引油的粘性物质充满整个CVT变速箱。它具有特殊契形的分子外形，在承受极高的表面压力下分子会排列成行，从而产生巨大的抗剪切能力。滚轮和转盘就是利用两者间所形成油膜的这种性质实现高扭矩的动力传递，而绝非金属磨金属。(如图三所示)
滚轮转盘式CVT除了能在大马力车上实现无级变速外，比起钢带V轮CVT它还有一个重大的改进，就是它的工作效率。日产宣称Extroid CVT比传统的自动变速器省油10%以上，这对钢带V轮CVT而言是望尘莫及的。
钢链V轮式CVT与钢带V轮式的原理相仿，同样是改变V槽宽度实现变速，只不过推力钢带已被承受拉力的钢链所取代。这种CVT最典型的代表就是保时捷的CVTip(CVT+Tiptronic)和奥迪的Multitronic系统。Multitronic是奥迪为2.8L的A6设计的，与钢带CVT不同，它横向钢片叠加的钢带不复存在，而纵向连接钢片做成的钢链成了传力的媒体。
钢带式CVT的动力传递是依靠锥形盘压紧钢带产生的摩擦力来实现，为免打滑烧毁，锥形盘的压紧力非常大，无形中导致不小的能量损耗。而奥迪Multitronic则通过电脑自动控制锥形盘的压力，根据发动机扭矩状况进行增减调整，既能保证不打滑的动力传递也尽量减少能量损失。同时因为这个改进变速器前的液力变扭器也可以用湿式多片离合器取代，更进一步减少了损耗。
Multitronic的经济性已超过了传统的变速箱——装用Multitronic的A6百公里油耗比AT版的少0.9升，比5速手动版少0.2升。
Multitronic的传动能力不俗，在能应付2.8L引擎、280Nm/142kw的动力输出之余，其装用车的0-100km/h比使用AT的A6快了1.3秒，即使与5速手动版相比，它也有1/10秒的优势。CVT的进化已可以与传统的手动变速器相媲美，不过这种特殊的A6要贵上4040马克，国产A6暂时没有装用的可能，只有等进口了。据奥迪中国代表处称，今年下半年将正式引进A6 Multitronic车型，具体售价未定，仅告之它与普通A6的区别仅限于发动机上的Multitronic标牌，其余完全一样。
线毂式的CVT因为仍处于试验阶段，并未实用所以在此不作介绍。不过无论哪种CVT，都像前面介绍的那样，可以通过电脑控制寻找理想的变速比，实现完美的动力传递。而且因为没有挡位的区别，CVT的变速就没有换挡的突兀感，变速较传统的手动变速器甚至AT更加顺畅与自然。
CVT的缺点也是明显的，就是传动带很容易损坏或者打滑，不能承受较大的载荷。现在，一种可以承受较大载荷的无级变速器已经出现，它的结构与现时的无级变速器不一样，称为无限变速式机械无级变速器，英文全称Infinitely Variable Transmission，简称IVT。这种变速器首先由英国的Torotrak公司开发并注册专利，只是业界一直将它视为CVT，直至2003年3月在美国底特律举行的SAE（汽车工程师学会）年会上才将它单独分类。
介绍IVT变速器，首先要回顾早年出现过的一种无级变速器，即在1905年就出现的一种摩擦板式变速结构。它由圆盘和滚轮构成，结构简单，但由于摩擦本身带来的能量损耗大，温度高的原因，存在传递扭矩小和材料不耐用等缺点，没有批量生产。但是，这种变速原理构成了今天IVT的基础。
IVT与其它自动变速器最显著的差别之一是不使用变矩器，Torotrak公司开发的IVT使用了2套离合器，驱动力由一套称为Variato的装置传递，通过锁止离合器和行星齿轮机构而将动力传递至传动轴。
IVT的核心部分由输入传动盘、输出传动盘和Variator传动盘组成。两个输入传动盘分别位于两端，输出传动盘只有1个位于中间位置，Variato传动盘则夹于输入传动盘和输出传动盘中间，它们之间的接触点以润滑油做介质，金属之间不接触，通过改变Variato装置的角度变化而实现传动比的连续而无限的变化。
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| IVT变速器结构及原理 |
变矩器的作用是通过油液介质将发动机动力传递给变速器，IVT由于不使用变矩器，与其它自动变速器比较，IVT具有效率高，不易打滑，油耗低，不需要工艺复杂造价昂贵的金属传动带，结构简单，成本较低等一系列优点，加上传递扭矩大，长时间运转也不会引起过度发热，不但适用于轿车上，也适用于越野车上。
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