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1、第五章 金屬帶式無級自動變速器( CVT) 5.1 發(fā)展歷程 V形橡膠帶傳動(功率容量有限,效率 低) 金屬帶式傳動 從變速范圍、比功率、使用壽命和可靠 性以及制造成本等方面看,變節(jié)圓傳動 (帶式和鏈式傳動)是現(xiàn)代轎車的最佳。 最具代表性: v形金屬傳動帶。 Ford和 FiaT裝備于 1.11.6L轎車; Honda Civic 1.6L和 Audi A6(金屬鏈)也 裝備這類裝置。 5.2 CVT的技術(shù)特點 1、 CVT 基本結(jié)構(gòu)和工作原理 形式上與 V形橡膠帶式無級變速傳動相類似。 傳動裝置的主、從動輪都是由固定和可動的兩部 分組成,形成 V形槽與金屬 V形帶相嚙合,依靠 V 形槽與金屬
2、 V形帶之間的摩擦力傳動。 移動主從動輪的可動部件,改變主、從動 輪的工作半徑(節(jié)圓),從而達到改變傳動比的 目的,無級調(diào)速裝置,傳動比變化范圍 0.43。 兩輪之間動力傳遞是依靠金屬帶緊邊的推力 來傳遞動力的。 5.2 CVT的技術(shù)特點 金屬帶的結(jié)構(gòu) :多個金屬片和兩組金屬 環(huán)組成,金屬片厚度 1.4mm,金屬由數(shù)條厚 度為 0.18mm的薄環(huán)帶疊合而成。 5.2 CVT的技術(shù)特點 2、關(guān)鍵部件 金屬傳動帶 工作輪(主動輪和從動輪) 起步離合器 摩擦離合器(液動、氣動) 電磁離合器 液力變矩器 5.2 CVT的技術(shù)特點 3、主要的技術(shù)參數(shù) 中間齒輪傳動比: 1.31.4 CVT傳動比: 0.
3、4452.6 主傳動齒輪減速器傳動比: 3.854.35 總傳動比: 2.22715.834 5.2 CVT的技術(shù)特點 4、 CVT 傳動裝置性能 與 AT比較 : 經(jīng)濟性 : +812% 動力性 : +7.511.5% 效率低于、接近機械式 變速器(液壓消耗和 摩擦消耗) 改善了排放(無級調(diào)節(jié)、 自動改變速比以保證 動力和阻力最佳匹配) 5.2 CVT的技術(shù)特點 4、 CVT 傳動裝置性能 與 AT比較 : 成本低價格便宜 操縱駕駛舒適 速比連續(xù)地在較 寬的范圍變化,使發(fā) 動的輸出功率與行駛 阻力達到最佳的匹配。 5.2 CVT的技術(shù)特點 5、 CVT 傳動裝置控制目標 ( 1)盡可能減小傳
4、動的功率損失(金屬帶 夾緊力控制) ( 2)根據(jù)運行條件和駕駛?cè)艘鈭D自動選擇 傳動比,使發(fā)動機維持理想的工作點(速比控 制)。 5.3 CVT的關(guān)鍵控制技術(shù) 1、金屬帶夾緊力控制 目標夾緊力的確定: ( 1)主動與從動輪的穩(wěn)態(tài)夾緊力比 FDR/FDN 從動輪上施加夾緊力 FDN,帶在從動輪上 向輪外周運動。因帶長固定,帶在主動輪上 向軸心運動,為維持金屬帶的穩(wěn)定位置和必 要的張緊力,在對應(yīng)的主動輪上的必須有夾 緊力 FDR。 從、主動輪的包角, 數(shù)從、主動輪徑向摩擦系,帶輪錐角, DRDN D R RD N R DN DR D R R D R R D N R D N R DN DR : : )
5、( ta n ta n1 )( ta n1 ta n ( F F 5.3 CVT的關(guān)鍵控制技術(shù) 1、金屬帶夾緊力控制 ( 2)金屬帶傳遞轉(zhuǎn)矩與夾緊力 精確控制金屬帶轉(zhuǎn)矩比,使之小于 1并 接近 1,下式是金屬帶夾緊力的粗略控制 依據(jù)。也可以試驗確定。 * in in * T T rT RF T 與可能值之比:實際傳遞的轉(zhuǎn)矩 :金屬帶能傳遞最大轉(zhuǎn)矩 in DRDRDN in c o s 2 5.3 CVT的關(guān)鍵控制技術(shù) 1、金屬帶夾緊力控制 ( 3)夾緊力的控制原理 以當(dāng)前需要傳遞的轉(zhuǎn)矩和速比為計算 依據(jù)。 采用開關(guān)閥脈寬調(diào)制和脈沖調(diào)制壓力 控制 5.3 CVT的關(guān)鍵控制技術(shù) 2、速比控制 CV
6、T的速比一般在: 0.52.5 根據(jù)汽車工況和駕駛意圖,結(jié)合發(fā)動機 轉(zhuǎn)速、車速和油門開度,動態(tài)確定速比 由于夾緊力和速比的耦合關(guān)系,必須對 主動輪和被動輪的位置或夾緊缸壓力同時實 施控制。多種控制方案可供選擇。 5.3 CVT的關(guān)鍵控制技術(shù) 3、起步離合器控制 CVT不足就是沒有空檔,起步和改變行駛方 向需要離合器。 用液力變矩器可行但不經(jīng)濟。 近幾年,濕式離合器加電子控制技術(shù)滿足起 步離合器的要求。電液比例控制離合器壓緊缸 壓力。 5.3 CVT的關(guān)鍵控制技術(shù) 3、起步離合器控制 對離合器的要求: ( 1)結(jié)合平順,分離徹底; ( 2)結(jié)合時發(fā)動機不停機、不空轉(zhuǎn) ( 3)結(jié)合速度隨駕駛意圖變化,并使乘員無感覺 ( 4)上坡起步不溜坡,發(fā)動機不熄火 ( 5)可靠的低速爬行功能 ( 6)限制最大轉(zhuǎn)矩 5.4 CVT的控制系統(tǒng) 1、機液控制系統(tǒng) 5.4 CVT的控制系統(tǒng) 1、機液控制系統(tǒng) ( 1)不能主動和從動單獨控 制,控制規(guī)律固定。不能實 現(xiàn)速比和夾緊力的最佳控制 ( 2)皮脫管很難準確監(jiān)測發(fā) 動機轉(zhuǎn)速的變化,影響精度 ( 3)適應(yīng)車型需要改變桿件 的結(jié)構(gòu)尺寸,適應(yīng)能力較差 ( 4)汽車突然停車后金屬帶 可能停留在任意位置,影響 下次起動 5.4 CVT的控制系統(tǒng) 2、電液控制系統(tǒng)