自动变速器 无级变速器CVT上

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·特约专题·自动变速器!七"———无级变速器#$%!上"吉林大学葛安林中图分类号：$%&’(!#!文献标识码：)文章编号：#"""*’+"’,!""#-##*"""#*"%需两挡以上,与永磁同步电动机配合-，而有的则要&概述多挡,与直源串绕电动机匹配-，以达到设计的性驾驶灵活、低油耗和低噪声要求变速器挡位越能。多越好，这种思想的进一步延伸，就是无级变速。无纯电传动虽有零污染与低噪声的突出优点，但级变速传动,./01203/345678928:5;<9804=2442/0>简贮存于电池中可用能量行驶范围有限，除在高能称.7<-指无级控制速比变化的变速器。它能提高镍、钠、锂基等电池及燃料电池方面继续研究外；也汽车的动力性、燃料经济性、驾驶舒适性、行驶平顺有采用内燃机与电源的复合驱动方案，起步或加速性。电控的.7<可实现动力传动系统的综合控制，时使用电动机作辅助动力，改善加速性能；在城市充分发挥发动机特性。行驶时可多用电驱动，以克服内燃机污染严重的问无级变速器的种类很多,见表#-。液力式即液题；而在郊区以外，则多用内燃机与传统驱动方式力变矩器，其优良品质已在“自动变速器,一-”中阐配合行驶。这种复合驱动既利用了一种能源具有高述，它是迄今世界上占主导地位的无级变速器。功率的优势，又发挥了另一种能源有良好的贮能容量，在汽车减速和制动时可回收能量。?(机械式因为是通过摩擦传递扭矩，故总有打滑的危险，进而在接触面产生高温而磨损。它经历百余年的改进、提高，目前也仅金属带或链带式及牵引环式有实用价值。’机械式无级变速器’(&带传动式!)*+,-./0*"用挠性的带或链与带轮的摩擦力传递动力。人们首先应用的是橡胶带式，它装用于@)A公司的微8(液压式它与液力传动同属流体传动，其型轿车及7/5B/’%"系列轿车上，但因传递功率容量区别在于：它是依靠液体压能的变化来传动或变换低，而被橡胶与金属带、金属带及链带等形式所取能量，是用工作腔的容积变化进行工作的。液压元代。其中又以7@<,780C//90;D4<9804=2442/0-的金件主要是液压泵与液压马达，有液压车轮马达与液属带最为成功。除这类湿式带外，最近由树脂和铝压驱动轴两种。它的优、缺点除与液力式类同外，还合金等构成的干式带也问世，它用直流电机控制，有液压元件不适应汽车高转速、高负荷和转速变化其特点是：起步由定传动比的齿轮，即副传动路线频繁、振动大等不利的工作条件，故仅在推土机、装来传递动力，保证起步性能；当达到规定车速时，再载机上有所应用，汽车上应用较少。变换到由带传动确定的主传动路线,见“自动变速:(电动式内燃机作为动力装置的优点很器,一-”中图!-。多，但在部分负荷时效率低并产生有害排放而导致!E#E#组成与工作原理了电传动的发展。为了适应与给定的电动机匹配，7@<是目前已投产的.7<，其组成与工作原理有的用单速变速器,与异步电动机共同工作-，有的如图#所示，发动机动力F经起步装置%传至.7即.%,最低速比!’()，从动力性图!%型金属带传动带考虑的速比为：*/金属推片!/金属环!5#="&%5#=$:?!**·!+*"!$7/链式.%,式中，!+*为匹配同一车辆手动变速器的*挡速比；链式.%,是带的另一种型式"见图0$，类似自—!—汽车技术 ·特约专题·!#"#$%&’%#$"是()*与发动机匹配时，发动机的转轮的移动距离可从图5获得。矩利用系数，#$"为汽车起步时发动机的转矩，!#+:";·@A%2#"3#,"-.#,#。式中，;为带径向变化；%为带轮槽角之半。最小速比&%/01即超速工况速比&’(，主要从燃料经济性考虑由下式决定：&’("&)%!!2$3式中，&)为该车手动变速器最高挡的速比；!!为超速工况速比&’(下与发动机匹配时，接近于最大转矩而远离于手动变速器匹配的最大功率区的匹配系数，!!+#,#.#,!。图5带传动装置简图速比变化范围*+为：对直母线带轮，%为常数，因;.#;,8故:.#-,%&’-.%&’:,。可见对定轴距强制运行的带传动，为保证各速比*+"!,%&’%!,%/0"&%&’%&%/0"·!!#!!*/0243-.%/0-,%/0位置的牵引长度1不变，大多数情况下，主、被动轮式中，*/0为相应车辆的手动变速范围。轴的轴向移动量:#与:!并不相同，需按下式调节：对于结构紧凑的对称带轮：-!"（&9#）!/":#9:!"@A%2##3!!4!3（&2#）-,%&’-.%&’*+"[-]"[]2-3式中，-"为&+#时，主、被动轮的工作半径。如以.%/0-,%/0ì&%&’""*+&+#时，/+"1则&456与&’(时为/%&’，/越大，带的çí#253扭曲越严重，对带的动寿命与传动效率影响大。现ç&%/0"î"*+多取在常用工况<&+",4.",53使带轴的偏差/为因!#!!6#，故()*的*+大于*/0的!#!!倍。/%/0。!"#带轮半径!、运行角!与包角"当然，从式2#"3也可知，如制造曲母线的带轮，带传动几何关系见图-。使其槽角%&在不同速比&位置时是不同的，且以保证:#":!为变化准则。图:为圆弧曲面带轮在任意速比位置时，其%&为：;&9;"%&+&=79/02#!3-图-带传动几何关系带长1"-.".2-,",23789#2:3式中，3为二轮中心矩，3+!;2-,4562)72/8-,456为&456时最大节圆半径，)为带轮节圆半径和带轮外圆半径最小差；/为两带轮间最小间隙；".、",为主、被动轮包角；#为斜向运行角。-.9-,"39/0#2<3则最大运行角#%&’为：-%&’9-%/0"*+9##%&’"&=79/0"&=79/02>3图:带轮圆弧曲线上的%&变化3$"*+因曲面带轮制造困难，精度高，生产率低，价格式中，$"3%-%&’。高；且可靠性等问题也尚待研究解决，故现仍多为说明#%&’随着变速范围*+增大而增大，随3直母线带轮。增大而减小。而最小包角"%/0对应于最小运行半径!"$带传动机理-%/01故不可能过小，一般"%/0+!?!#%&’。金属带的转矩传递是由元件2推片3之间的推!"!带轮可动部分的轴向位移"与偏移#挤压力和环的张力共同作用的结果，且不同工况下对于对称的直母线的带轮，在任意速比&时，带作用效果不同。!""#年第##期—$— ·特约专题·"#!#$环的张力!"%见图&’带动轮轴向夹紧力!01从微分方程：!$!"(")!"%"#("’*!"%"’$由环的张力!"与元件间的压力!)的共同作(!"+得主动轮张力!"%及被动轮张力!"&：用%见图$,’，合成为有效张力，则可知单位带长随(!$)")!!"%$!",’"(!){%$"’包角#而变的法向力-$，沿包角积分，得轴!!$*（"*(#*）2,012%"&$!",’式中，!$为元件与环的摩擦因数；被动工作轮摩擦的夹紧力!01为：0450%0因数!$*$#)·!$)+#*；!",为边界条件决定的张!01$$-450%,("$$（!"(!)）("%$6’,-012%,力。图$,元件与带轮间的法向力及轴向夹紧力再从带有效张力所决定传递的发动机扭矩"’+图&环的张力及其与元件的摩擦力得!01与被传转矩的关系为："#!#-元件的压紧力!%%见图.’"’450%切向：(!)*-!$,("/!$!"("),!01)%$7’-!3,径向：--,("012%/!)("*!"("),式中，3为摩擦力在圆周切线方向和法线方向的分则元件压力紧力!)的微分方程为：配系数，,%3%$。..(!)+("#!!)$/!(!$’!"%$!’由此可见，夹紧力!01主要与传递转矩"’和传式中，!.$!3012%，!为带轮与元件间的摩擦因数。动比4%反映在工作半径,中’以及摩擦力分配系数3有关。它是89:中的重要参数之一，是确定带轮油缸液压力的依据。同时，也只有通过控制主、被动轮的夹紧力，才能改变传动比4。%待续’%责任编辑郝旭辉’原稿收到日期为-,,$年$,月-7日。图.元件压紧力"#!#"元件与带动轮间的单位带长法向力-和—!—汽车技术