金属带式无级自动变速器A

第五章 金属带式无级自动变速器（CVT）5.1 发 展 历 程 V形 橡 胶 带 传 动 （ 功 率 容 量 有 限 ， 效 率低 ） 金 属 带 式 传 动 从 变 速 范 围 、 比 功 率 、 使 用 寿 命 和 可 靠性 以 及 制 造 成 本 等 方 面 看 ， 变 节 圆 传 动（ 带 式 和 链 式 传 动 ） 是 现 代 轿 车 的 最 佳 。最 具 代 表 性 ： v形 金 属 传 动 带 。 Ford和 FiaT装 备 于 1.11.6L轿 车 ； Honda Civic 1.6L和 Audi A6（ 金 属 链 ） 也装 备 这 类 装 置 。 5. 2 CVT的 技 术 特 点1、 CVT 基 本 结 构 和 工 作 原 理 形 式 上 与 V形 橡 胶 带 式 无 级 变 速 传 动 相 类 似 。传 动 装 置 的 主 、 从 动 轮 都 是 由 固 定 和 可 动 的 两 部分 组 成 ， 形 成 V形 槽 与 金 属 V形 带 相 啮 合 ， 依 靠 V形 槽 与 金 属 V形 带 之 间 的 摩 擦 力 传 动 。 移 动 主 从 动 轮 的 可 动 部 件 ， 改 变 主 、 从 动轮 的 工 作 半 径 （ 节 圆 ） ， 从 而 达 到 改 变 传 动 比 的目 的 ， 无 级 调 速 装 置 ， 传 动 比 变 化 范 围 0.43。 两 轮 之 间 动 力 传 递 是 依 靠 金 属 带 紧 边 的 推 力来 传 递 动 力 的 。 5. 2 CVT的 技 术 特 点 金 属 带 的 结 构 ： 多 个 金 属 片 和 两 组 金 属环 组 成 ， 金 属 片 厚 度 1.4mm， 金 属 由 数 条 厚度 为 0.18mm的 薄 环 带 叠 合 而 成 。 5. 2 CVT的 技 术 特 点2、 关 键 部 件 金 属 传 动 带 工 作 轮 （ 主 动 轮 和 从 动 轮 ） 起 步 离 合 器 摩 擦 离 合 器 （ 液 动 、 气 动 ） 电 磁 离 合 器 液 力 变 矩 器 5. 2 CVT的 技 术 特 点3、 主 要 的 技 术 参 数 中 间 齿 轮 传 动 比 ： 1.31.4 CVT传 动 比 ： 0.4452.6主 传 动 齿 轮 减 速 器 传 动 比 ： 3.854.35 总 传 动 比 ： 2.22715.834 5. 2 CVT的 技 术 特 点4、 CVT 传 动 装 置 性 能与 AT比 较 :经 济 性 : +812%动 力 性 : +7.511.5%效 率 低 于 、 接 近 机 械 式变 速 器 （ 液 压 消 耗 和摩 擦 消 耗 ）改 善 了 排 放 （ 无 级 调 节 、自 动 改 变 速 比 以 保 证动 力 和 阻 力 最 佳 匹 配 ） 5. 2 CVT的 技 术 特 点4、 CVT 传 动 装 置 性 能与 AT比 较 : 成 本 低 价 格 便 宜 操 纵 驾 驶 舒 适 速 比 连 续 地 在 较宽 的 范 围 变 化 ， 使 发动 的 输 出 功 率 与 行 驶阻 力 达 到 最 佳 的 匹 配 。 5. 2 CVT的 技 术 特 点5、 CVT 传 动 装 置 控 制 目 标 （ 1） 尽 可 能 减 小 传 动 的 功 率 损 失 （ 金 属 带夹 紧 力 控 制 ） （ 2） 根 据 运 行 条 件 和 驾 驶 人 意 图 自 动 选 择传 动 比 ， 使 发 动 机 维 持 理 想 的 工 作 点 （ 速 比 控制 ） 。 5.3 CVT的 关 键 控 制 技 术1、 金 属 带 夹 紧 力 控 制 目 标 夹 紧 力 的 确 定 ：（ 1） 主 动 与 从 动 轮 的 稳 态 夹 紧 力 比 FDR/FDN 从 动 轮 上 施 加 夹 紧 力 FDN， 带 在 从 动 轮 上向 轮 外 周 运 动 。 因 带 长 固 定 ， 带 在 主 动 轮 上向 轴 心 运 动 ， 为 维 持 金 属 带 的 稳 定 位 置 和 必要 的 张 紧 力 ， 在 对 应 的 主 动 轮 上 的 必 须 有 夹紧 力 FDR。 从 、 主 动 轮 的 包 角， 数从 、 主 动 轮 径 向 摩 擦 系，带 轮 锥 角 ，DRDN DRRDNR DNDRDRRDRRDNR DNRDNDR : : )(tan tan1)(tan1tan( FF 5.3 CVT的 关 键 控 制 技 术1、 金 属 带 夹 紧 力 控 制（ 2） 金 属 带 传 递 转 矩 与 夹 紧 力 精 确 控 制 金 属 带 转 矩 比 ， 使 之 小 于 1并接 近 1， 下 式 是 金 属 带 夹 紧 力 的 粗 略 控 制依 据 。 也 可 以 试 验 确 定 。 *inin* TTrT RFT 与 可 能 值 之 比 ：实 际 传 递 的 转 矩 ：金 属 带 能 传 递 最 大 转 矩in DRDRDNin cos2 5.3 CVT的 关 键 控 制 技 术1、 金 属 带 夹 紧 力 控 制（ 3） 夹 紧 力 的 控 制 原 理 以 当 前 需 要 传 递 的 转 矩 和 速 比 为 计 算依 据 。 采 用 开 关 阀 脉 宽 调 制 和 脉 冲 调 制 压 力控 制 5.3 CVT的 关 键 控 制 技 术2、 速 比 控 制 CVT的 速 比 一 般 在 ： 0.52.5 根 据 汽 车 工 况 和 驾 驶 意 图 ， 结 合 发 动 机转 速 、 车 速 和 油 门 开 度 ， 动 态 确 定 速 比 由 于 夹 紧 力 和 速 比 的 耦 合 关 系 ， 必 须 对主 动 轮 和 被 动 轮 的 位 置 或 夹 紧 缸 压 力 同 时 实施 控 制 。 多 种 控 制 方 案 可 供 选 择 。 5.3 CVT的 关 键 控 制 技 术3、 起 步 离 合 器 控 制 CVT不 足 就 是 没 有 空 档 ， 起 步 和 改 变 行 驶 方向 需 要 离 合 器 。 用 液 力 变 矩 器 可 行 但 不 经 济 。 近 几 年 ， 湿 式 离 合 器 加 电 子 控 制 技 术 满 足 起步 离 合 器 的 要 求 。 电 液 比 例 控 制 离 合 器 压 紧 缸压 力 。 5.3 CVT的 关 键 控 制 技 术3、 起 步 离 合 器 控 制 对 离 合 器 的 要 求 ：（ 1） 结 合 平 顺 ， 分 离 彻 底 ；（ 2） 结 合 时 发 动 机 不 停 机 、 不 空 转（ 3） 结 合 速 度 随 驾 驶 意 图 变 化 ， 并 使 乘 员 无 感 觉（ 4） 上 坡 起 步 不 溜 坡 ， 发 动 机 不 熄 火（ 5） 可 靠 的 低 速 爬 行 功 能（ 6） 限 制 最 大 转 矩 5.4 CVT的 控 制 系 统1、 机 液 控 制 系 统 5.4 CVT的 控 制 系 统1、 机 液 控 制 系 统（ 1） 不 能 主 动 和 从 动 单 独 控制 ， 控 制 规 律 固 定 。 不 能 实现 速 比 和 夹 紧 力 的 最 佳 控 制（ 2） 皮 脱 管 很 难 准 确 监 测 发动 机 转 速 的 变 化 ， 影 响 精 度（ 3） 适 应 车 型 需 要 改 变 杆 件的 结 构 尺 寸 ， 适 应 能 力 较 差（ 4） 汽 车 突 然 停 车 后 金 属 带可 能 停 留 在 任 意 位 置 ， 影 响下 次 起 动 5.4 CVT的 控 制 系 统2、 电 液 控 制 系 统