无级变速器
摘要
汽车金属带式无级变速器简称CVT(Continuously Variable Transmission),CVT是当代最先进的汽车变速器之一。由于它可以使发动机在能耗最低最节能的环境下工作，与自动变速器(AT)相比节能环保效果好得多，成为取代AT的非常理想的传动形式。传动系是车辆中比较重要、复杂的系统之一。以前，人们把发动机和变速器分开来研究，变速器是以适应发动机和整车参数要求来设计的。CVT的出现使人们必须把发动机和CVT作为一个完整的动力总成来看待，用控制器把二者有机地联系起来(按发动机最佳的工作区域，调节CVT 的变速比，甚至可以进一步调节供油量)，实现最优工作状态。
关键词无级变速器；金属带式无极变速器；无级变速器设计
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无级变速器
Abstract
Car metal belt type stepless Transmission referred to as CVT (Continuously Variable Transmission), CVT is one of the most advanced auto Transmission today. Because it can make the engine work under minimum energy consumption of the energy conservation of environment, energy conservation and environmental protection compared with automatic transmission (AT) effect is much better, replace the AT the ideal form of transmission. Drive train is one of more important and complex system in vehicles. Ago, people separate the engine and transmission to study, the transmission is to adapt to the engine and vehicle parameters requirements to design. CVT appearance make people must take the engine and CVT to view, as a complete powertrain with controller to connect the two (according to engine optimal working area, adjust the speed ratio of CVT, and even can adjust the volume of oil supply further)
Key words ：CVT ；Metal Belt Continuously Variable Transmission；
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第1章绪论
汽车装上无级变速器最大的好处就是能够实现发动机扭矩与转速沿着最经济油耗的曲线线变化，而且在在变速过程中和手动挡变速器相比没有冲击现象，变速过程中力矩传动具有连续性，从而改善了汽车的动力性能，汽车行驶过程中变速时车内人员不会感到有顿挫感，非常适合一些女性或者老人等一些不喜欢或不适应有顿挫感的人乘坐。现代无级变速器都是采用摩擦式，目前对这种无级变速器的研究处于发展中，，因此此项目有很好的研究价值。现代新材料的产生对无级变速器提高传动力矩和传动公率有着直接的推动作用，选择其新材料和新的润滑剂，合理的分配减速器结构，以进一步提高摩擦拖动率，改善其传动性能，对于促进无级变速器在机械行业的发展尤其是在汽车行业中的广泛应用具有非常重要的推广意义
1.1机械无级变速传动概述
1.1.1无级变速简介
无级变速是指系统的输出转速可在两个极限转速范围内连续变化的传动。而无级变速器是使机器的输出转速连续可调,能实现无级变速传动,它和定传动比的传动以及有级变速器传动相比,具有能够根据工作的需要的条件下在某个变速范围内连续变换速度,以适应输出转矩转速适合外界负荷变化的需要等,对应力应变过程中有良好的适应性,同时省去了多个齿轮副简化了传动方案减少的变速器的质量提高了传动效率,能够做到节约能源间接地降低了对环境的污染。无级变速器主要适应的场合：
(1) 探求最佳工作速度。
(2) 适应工艺参数多变或输出转速连续变化的要求,运转中需经常连续地改变速度,但是不应在某一固定速度下长期运转。
(3) 几台机器或一台机器的几个部分协调运转。
(4) 缓速启动以合理利用动力,减少了震动提高了发动机齿轮的寿命。
(5) 适合于功率转矩不大的场合
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1.1.2各类无级变速器比较
目前,无级变速器主要分为三大类：一是以液压控制装置调速的液压式无级变速器；二是以电磁控制调速装置的电磁式无级变速器；三是以机械调速装置调速的机械式无级变速器。其中,液压调速装置虽然调速范围大,传动效率较高,但其制造精度要求高,价格较贵,滑动率较大,运转时容易发生泄漏，需要液压泵不间断的加压，电控调速的虽然具有结构简单,成本低,操作维护方便的特点,但其效率低,发热严重,不适合长期负荷运转故而上述两种变速器虽传动装置的传动效率高但是其变速装置需要需要持续的能量故总体效率比较低。与上述两种相比,机械无级变速器具有以下几大优点调速范围大,调速方式多,能实现恒扭矩工作,传动效率高,适应性强,且结构简单,价格低廉,传动比稳定,工作可靠且维修方便。
金属带式无级变速器就是一种摩擦式变速器，其传动原理与带传动相似，变速原理是改变带轮的传动半径，其摩擦面积大、承载能力强、变速范围大、效率高、体积小、噪声低、节能环保等特点,尤其是它克服了以往各类无级变速器传递功率较小的缺点,可用于需要中大功率范围内的机械传动中,特别是近几年来它在轿车变速器和某些机械的使用中的成功使用所显示出的各种优越性能普遍为人们看好,因而受到了国内外业界的极大重视.
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第2章金属带式CVT的基本结构和工作原理
2.1金属带式CVT的基本结构
金属带式CVT，一般由行星齿轮机构、无级变速机构、差速器机构和控制系统组成。
1. 行星齿轮机构：CVT的行星齿轮机构用以实现前进档和倒档之间的切换操作，采用双行星齿轮机构，行星架上固定有内、外行星齿轮，其中，外行星齿轮和齿圈啮合，内行星齿轮和太阳轮啮合。前进档时，行星架和太阳轮锁死，太阳轮主动旋转，行星架随太阳轮同速旋转，即整体同步旋转；倒档时，齿圈固定在机箱上不动，太阳轮主动旋转，通过双行星齿轮后，此时行星架与太阳轮反向旋转。
2. 无级变速机构：无级变速机构由金属传动带、主动轮组、从动轮组组成。其中，主动轮组和从动轮组都由可动锥盘和固定锥盘组成。
3. 差速器机构：普通差速器由行星齿轮、行星轮架、半轴齿轮等零件组成。发动机的动力经传动轴进入差速器，直接驱动行星轮架，再由行星轮带动左、右两条半轴，分别驱动左、右车轮。
4. 控制系统：控制系统是用来实现CVT传动比无级自动变化的，多采用机—液控制系统或电—液控制系统。
因为题目要求只需设计金属带式CVT的机械部分，故在本文中只对前三部分进行设计。
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图2-1 金属带组件
图2-2 金属带式无级变速器的核心部件
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2.2 金属带式无极变速器基本组成
金属带式无极变速器主要由主动带轮、从动带轮、金属带、加压装置和调速装置组成,其核心部件是金属带和主动带轮、从动带轮组成的传动机构(见图1-4)。
主动带轮从动带轮分别由一轴向固定的锥盘和可轴向移动的锥盘组成。置于固定和和移动两锥盘构成的V形槽内的金属带，是一个组合元件，它由数百片厚约2mm的V形摩擦片和嵌在摩擦片鞍座面内的两组金属钢带环组成。每组钢带环组由若干层厚度为0.18mm的钢带环套合而成，带环宽度和层数可根据传递转矩的不同而增减。钢带环的作用一是引导摩擦片的运动方向，而是承担金属带的张力。摩擦片的作用是传递力和转矩。在金属带式无极变速器的工作过程中，主动带轮和从动带轮的中心距是固定的，根据传动比要求，主、从动轴上的移动锥盘做轴向移动，进而影响从动带轮的可移动椎盘做轴向移动从而改变带轮的工作半径。而带轮的工作半径可以连续变化，所以可实现无级变速。
图2-3是汽车用金属带式无极变速器的基本组成，包括油泵、离合器、输出轴正反转切换机构、输入轴即主动锥盘、金属带、从动轴和从动锥盘、主减速器、差速器和驱动桥等。其工作程序为：汽车正常行驶时，离合器结合传入动力，主动带轮通过控制金属带驱动从动带轮，再将动力经主减速器、差速器等机构分配给车轮；操纵正反转切换机构，依照前述的转矩传递路线，可实现前进和倒退行驶；当离合器切断时发动机空转,实现空挡在主动动带轮和从动动带轮上分别有液压缸,根据道路行驶阻力和发动机最优燃油消耗率特性调节液压缸的压力,从而改变主、从动带轮的工作半径,达到要求速度输出。
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图2-3汽车用金属带式无极变速器基本组成
1-发动机飞轮 2-倒档离合器 3-前进离合器 4-主动液压控制缸 5主动移动锥盘 6-主动轴及主动固
定锥盘 7-液压缸 8-从动移动锥盘 9-从动压控制缸(调速装置) 10-金属带 11-差速器 12-主减速
齿轮 13-中间件速齿轮 14-从动轴及从动固定锥盘
2.3 金属带式无极变速器的几何关系和基本参数
摩擦片的摆棱在两个锥盘的包角上是连续接触的。因为摩擦片的厚度很薄，
在带轮的包角部分摆棱的连线接近于于圆弧。根据金属带传动的运动状态，可
将整个金属带划分为四个区段，即主动轮包角ab ，主动轮出口至从动轮入口的
直线部分bc ，从动轮包角cd ，从动轮出口至主动轮入口的直线部分da 。摩擦片
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摆棱的线速度在主动轮包角ab 和主动轮至从动轮的直线部分bc 是连续的，
忽略摩擦片在主动带轮上的滑动，摩擦片摆棱的线速度可表示为错误！未找到
引用源。=错误！未找到引用源。×错误！未找到引用源。=错误！未找到引用
源。×
错误！未找到引用源。
图2-4 带轮、金属带和摩擦片的位置关系
图2-5 金属带式无极变速器几何关系
则金属带传动的理论传动比 i=错误！未找到引用源。=错误！未找到引
用源。 (2-1)
式中 错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。——主、从动带轮角速度
(rad/s)
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错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。——主、从动带轮的节圆半径
(mm) 。
当从动带轮工作在最大节圆半径,主动带轮工作在最小节圆半径时(见图2-5),
传动比最大,为 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用
源。 （2-2）
当主动带轮工作在最大节圆半径,从动轮工作在最小节圆半径时(见图2-5)，传
动比最小为 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用
源。 （2-3
）
图2-5 无级变速器变速原理
变速器的最大传动比错误！未找到引用源。和最小传动比错误！未找到引用源。
之比定义为变速器的变速比错误！未找到引用源。也成为变速器的变速范围，
即
错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。
（2-4）
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变速比Rb的大小取决于主动轮和从动带轮的最大工作半径和最小工作半径。当变速器的增速与减速对称分布时，主、从动轮工作半径相同，变速比Rb为错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。（2-5）
在带轮轴颈和中心距一定的情况下，增速与减速对称分布，可获得最大变速比。金属带传动的传动比为i时，主、从动轮节圆半径可由式（2-6）确定。L=(错误！未找到引用源。+Δh) 错误！未找到引用源。+(错误！未找到引用源。
+Δh)错误！未找到引用源。+2Acosλ
sinλ=错误！未找到引用源。(2-6)
i=错误！未找到引用源。
式中错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。是主、从动带轮节圆半径
（单位mm）；
Δh是摩擦片摆棱至鞍面的距离（单位mm）；
错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。是主动轮和从动带轮包角；
L是金属带工作长度，取金属带钢环内环周长（单位mm）；
A是金属带传动中心距即主动轮和从动轮之间的距离（mm）。
2.4 金属带式无极变速器传动参数设计
2.4.1 输入轴参数设计
1) 车辆参数：
发动机功率118kw 最高车速216km∕h
整备质量1610kg 最大功率转速4500～6200r∕min
最大扭矩250N∕m 最大扭矩转速1500～4500 r∕min
总质量错误！未找到引用源。=1610+65×4+10×4=1910kg
2) CVT参数:
带轮传动比:0.4073～2.4548 带轮传递效率:92％
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中间齿轮副传动比:1.35 传递效率:97％
主减传动比:4.05 传递效率:96％
行星齿轮换挡机构前进时传动比:1 传递效率:95％
所以，驱动力矩错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=250×2.4548×1.35×4.05×0.92×0.97×0.96×0.95=2730.9N?m
所以驱动力错误！未找到引用源。=2730.9∕0.327=8351.3N
进而汽车行驶阻力
错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。sin16.7°+错误！未找到引用源。cos16.7°f=1910×10×sin16.7°+1910×cos16.7°0.015=5762N
上式中阻力系数f=0.015，
所以错误！未找到引用源。﹥错误！未找到引用源。故参数可取。
3) 输入轴设计
(1)根据《机械设计》选材：35SiMn合金钢
(2)取C=100初算最小轴径d
d≥ 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=29.71mm （2-7）2.4.2 金属带轮参数设计
(1) 金属带轮最小工作半径的确定
前面带轮轴已作设计，由于是阶梯轴，取d=40mm
则带轮最小工作半径为错误！未找到引用源。=d∕2+错误！未找到引用源。
=24mm
错误！未找到引用源。=4～5mm，取e1=4mm
所以，最小的节圆半径错误！未找到引用源。= 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。=d／2+8=28mm （2-8）
错误！未找到引用源。=3～4mm取错误！未找到引用源。=3mm
(2)中心距的确定
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传动比：错误！未找到引用源。=2.4548 错误！未找到引用源。=0.4073 由于错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。
所以节圆最大半径错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=68.74mm 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。?错误！未找到引用源。=68.73mm 外径错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。=76.73mm
式中错误！未找到引用源。=8～10mm
∴中心距A=2错误！未找到引用源。+（1～2）=155.46mm
（2-9）
（3）金属带环长的确定
L=2Acosλ+（错误！未找到引用源。+Δh）×（π-2λ）+错误！未找到引用源。+Δh）×（π+2λ）
sinλ=错误！未找到引用源。（2-10）
得到L=463.03mm
（4）带轮锥面夹角的确定
金属带式无极变速器带轮锥面夹角目前业界公认的范围是10°～12°，本设计选取11°。
第3章金属带式无极变速器传动和承载能力校核
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3.1 摩擦传动原理和摩擦因数
3.1.1 摩擦传动原理
摩擦传动的承载能力就是摩擦副所能传递的计算摩擦载荷。计算摩擦载荷是考虑摩擦力。即
F错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。（3-1）
式中F—计算摩擦载荷（N）；
错误！未找到引用源。—名义摩擦力（N）；
N—法向摩擦力（N）；
f—接触面间的摩擦因数
K—可靠性系数，动力传动取K=1.2～1.5。
摩擦传动的承载能力取决于摩擦因数和摩擦面副的接触强度。
3.2 金属带传动的力分析
3.2.1 金属带上的作用力即各力的关系
为了方便分析作如下假设:
1）将金属带的叠层金属环看作一条钢带环，不考虑金属环组内部各环间的摩擦和滑动。
2）金属带在带轮运转形成的圆形轨道上运行，金属带在带轮上包角的圆心与带轮中心重合。
3）计算时不考虑带轮的弹性形变。
4）按金属带的线速度计算钢带环和摩擦片的离心力。
在金属带运行过程中，置于带轮V形槽内的金属带和摩擦片所受的作用力如图3-3（i＞1）和图3-4（i＜1）所示。
①鞍面法向力、（A表主动轮，B表从动轮，以下同）：当带轮在轴向
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推力作用下轴向压紧时，摩擦片有沿径向外移的趋势，是钢带环张紧，在摩擦片鞍面和钢带环接触面上产生正压力。 ②钢带环张力和：钢带环张紧时其横截面上产生的拉应力。 ③鞍面摩擦力、（下标r 表示钢带环，下标b 表示摩擦片）：钢带环与摩擦片鞍面之间产生摩擦力。在小工作半径的带轮上，刚换所受摩擦力的方向与带轮线速度的方向相同，在大工作半径的带轮上，带环所受摩擦力方向与带轮线速度方向向反。 ④摩擦片之间的推压应力、：在金属带的传动中，摩擦片之间相互挤压，相邻摩擦片间产生的压应力。
⑤带轮法向力错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。摩擦片的两侧面与带轮的斜锥面接触，带轮受到轴向弹簧推力或液压推力推力夹紧后，在摩擦片侧面和带轮锥面间产生的正压力。 ⑥切向摩擦力（下标p 表示带轮，下标b 表示摩擦片，以下同）：带轮的锥面与摩擦片的两侧面之间的切向摩擦力，正是
实现了转矩的传递。 ⑦径向摩擦力
带轮的锥面与摩擦片的两侧面之间的径向摩擦力。
⑧带环的离心力
和:钢带环绕上带轮后做圆周运动的产生的向外的离心力。 ⑨摩擦片离心力、：摩擦片绕上带轮后最圆周运动产生的离心力。 处于主动轮出口至从动轮入口的直线段（bc 段）上的摩擦片之间的推压力为常数错误！未找到引用源。；处于主动轮入口至从动轮出口的直线段（ad 段）上的摩擦片之间无作用力。由于结构的对称性，可以针对半边金属带上的作用
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力，建立各作用力之间的关系。
主动轮上第k 个摩擦片和其鞍面上的钢带环的个作用力的关系为
1）钢带环的切向力平衡方程表达式
错误！未找到引用源。（k ）-δ×（错误！未找到引用源。（k+1）-错误！未找到引用源。（k ））×cosβ=0 （3-1）
2）钢带环的径向平衡表达式
错误！未找到引用源。（k ）+错误！未找到引用源。-（错误！未找到引用源。（k+1）+错误！未找到引用源。（k ））×sin β=0 （3-2）
3）半摩擦片的切向力平衡表达式
错误！未找到引用源。(k)- δ×错误！未找到引用源。（k ）-0.5×（错误！未找到引用源。（k ）-错误！未找到引用源。（k ＋1））cosβ=0 （3-3）
图3-3 带轮V 形槽中金属带的作用力（i ≥1）
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图3-4 带轮V 形槽中金属带的作用力（i ＜1）
4）半摩擦片的径向力平衡表达式
错误！未找到引用源。(k)-0.5错误！未找到引用源。）-错误！未找到引用源。(k)sin α+错误！未找到引用源。（k ）cos α-0.5错误！未找到引用源。（k ）+错误！未找到引用源。（k+1））sin β=0
（3-4）
5）半摩擦片的轴向力表达式
错误！未找到引用源。（k ）-错误！未找到引用源。(k)cosα-错误！未找到引用源。（k ）sinα=0 (3-5)
上式中，i ≥1时，δ=1；i ＜1时，δ=-1。在确定了带环张紧力错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。后，可求出其他各作用力。
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3.3 带环的强度计算
3.3.1 带环的静强度计算
图3-4表示了传递相同转矩时，带环弯曲应力错误！未找到引用源。、拉应力错误！未找到引用源。和最大应力错误！未找到引用源。与传动比的关系，可见在传递转矩不变的情况下，错误！未找到引用源。都在传动比最大时取得最大值。所以计算时用的传动比i=错误！未找到引用源。工作条件下作钢环的静强度计算。
钢带环的静强度的校核式为
1.05×（错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。）≤[错误！
未找到引用源。]
（3-6）
=错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。
由钢带环材料的强度极限错误！未找到引用源。=2171N/错误！未找到引用源。，估算材料的屈服极限错误！未找到引用源。=0.90×错误！未找到引用源。=1954 N/错误！未找到引用源。，根据机械设计手册取安全系数为1.95，带环静强度的许用应力[错误！未找到引用源。]=错误！未找到引用源。=1000N/错误！未找到引用源。。
3.2.2带环的疲劳强度计算
设金属带式变速范围内的传动比使用率相同，则带环疲劳强度的计算应力为传动比i=错误！未找到引用源。和i=1时的平均值，由于计算时需考虑多层带环的载荷不均匀系数1.05，所以对钢带环的疲劳强度校核式为
0.5×1.05×（错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。+错误！未找到
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引用源。+错误！未找到引用源。≤[σ]
错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。
根据实验测得单层钢带环的疲劳极限错误！未找到引用源。=971N/错误！未找到引用源。，取安全系数为1.4，得到带环疲劳强度的许用应力[错误！未找到引用源。]=错误！未找到引用源。。
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第4章金属带式无级变速器的匹配设计
4.1 汽车传动系的结构组成与任务
轿车的布置形式主要有发动机前置前驱、前置后驱、后置后驱三种。目前多数轿车采用前置前驱，是将变速器、主减速器和差速器安置在同一壳体内，并和横置发动机联接安装在发动机前舱，通过半轴、万向节轴驱动前轮，这种布置方式结构简单，传递效率高且有利于提高空间利用率。
传动系的任务是在发动机和驱动轮之间按汽车运行工况的要求传递运动和动力，并根据汽车行驶状况不断改变运动速度和转矩的大小，满足使用要求。同时还需具有可靠地倒档行驶能力，良好的加速性能和最佳的燃油经济性。4.2 无级变速器运动参数设计
无极变速器的功能是将发动机的运动和动力传递给驱动轮，其变速过程是无极的。无极变速器的主要参数指的是变速比错误！未找到引用源。、中间齿轮减速比和主减速比。它们对整车的动力性和经济性都有重要影响。
4.2.1 变速比错误！未找到引用源。
无级变速器的变速比反映了变速器传动比变化范围，是指最大传动比与最小传动比的比值。在中心距不变的情况下，两带轮对称分布时，变速比最大。CVT的主要作用之一就是汽车在某一时速运行时能使发动机工作在最佳状态。变速比越大，就可在越大的速度范围内实现节油；但同时这又需要更大的中心距，加大了变速器的尺寸，目前国内外较普遍的变速比范围是错误！未找到引用源。=6～8。
4.2.2 发动机最小燃油消耗特性
发动机的最佳转速是指在不同节气门开度情况下，随载荷的变化，燃油消
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汽车无级变速器设计毕业论文 目录 摘要 1.绪论 1.1汽车变速器的类型? (1) 1.2汽车变速器的类型和特点 (1) 1.3采用无极变速器——CVT的汽车可以节油的原理 (2) 1.4实现汽车无级变速器——CVT大变速比、大转矩的关键——无偏 斜金属带式无极变速传动 (3) 2.CVT的总体设计 2.1原车的相关参数 (5) 2.2带传动的分析 (5) 2.3压紧装置的设计 (8) 2.4齿轮设计计算 (15) 2.5轴的设计计算 (22) 2.6轴承的设计计算 (30) 2.7锥轮处的键的设计计算 (31) 3.变速器的调控分析 3.1 CVT的一般调控理论分析 (32)
3.2 CVT最佳调控逻辑 (34) 4.总结 (38) 5.致谢 (39) 6.参考文献 (40) 1. 绪论 1.1 汽车变速器的类型 目前汽车变速器按变速特点来分，可分为两大类：一是有级变速器；二是无级变速器。按执行变速的方式来分，可以分为自动和手动两类。 1. 2 汽车变速器的类型和特点 1.2.1 液力变矩器 液力变矩器是较早用于汽车传动的无级变速器，成功地用于高档汽车的传动中。由于传动效率低，且变速比大于2时效率急剧下降，经常仅在有级（2～3档）变速器的两档中间实现无极变速，因此未能推广开来。目前经常作为起步离合器在汽车中使用。 1.2.2 宽V形胶带式无级变速器 宽V形胶带式无极变速器是荷兰DAF公司在1965年以前的产品，主要用在微型轿车上，一共生产了约80万辆。由于胶带的寿命和传动效率低，进而研究和开发了汽车金属带式无级变速器。 1.2.3 金属带式无级变速器
金属带式无级变速器是荷兰VDT公司的工程师Van Dooren 发明的，用金属带代替胶带，大幅度提高了传动效率、可靠性、功率和寿命，经过30～40年的研究，开发已经成熟，并在汽车传动领域占有重要的地位。目前金属带式无级变速器的全球总产量已经达到250万辆/年，在今后三年将达到400万辆，发展速度很快。 金属带式无级变速器的核心元件是金属带组件。金属带组件由两组9～12层的钢环组和350～400片左右的摩擦片组成，其中钢环组的材料，尤其 >2000MP），各层环之间“无间隙”是制造工艺是最难的，要实现强度高（ b 配合。以前只有荷兰VDT公司掌握这种工艺，现在我国越士达无级变速器也已近掌握了这种技术，并在工学院建成了一条示性生产线。 金属带式无级变速器的传动原理，主、从两对锥盘夹持金属带，靠摩擦力传递动力和转矩。主、从动边的动锥盘的轴向移动，使金属带径向工作半径发生无级变化，从而实现传动的无级变化，即无级变速。 1.2.4 摆销链式无极变速器 摆销链式无级变速器是由德国LUK公司将摆销链用于Audi汽车传动的成功例。与金属带式CVT不同的是，它将无级变速部分放在低速级，即最后一级。其原因是链传动的多边形效应在高速级是会产生更大的噪音和动态应力。所以其最新的结构中，假装了导链板以减少震动和噪声。但是由于在低速级传动中，要求传递的转矩大，轴向的压力较大，液压系统的油
变速器结构详解之金属带式无级变速器在现代汽车上常见的变速器种类，如果按照内部结构来分，大概可以分为有级式与无级式两种，有级式的两种在之前的两篇文章中都已经详细介绍过，那么接下来说无级式变速器。所谓无级式变速器就是指变速器并没有固定的档位，它的传动比是连续不断地变化的。而目前最为常见的无级式变速器可数金属带式无级变速器（VDT-CVT），这种变速器在国内车型上搭载的时间并不长，但它可不是什么新产品，因为它早在1490年便在达芬奇的想象力下被绘画出来，而在1889年就申请了CVT的专利。直到20世纪70年代的中后期荷兰的VDT（Van Doorne’s Transmissionb.V）公司研制出了第一台汽车用的CVT，并将这款CVT称为VDT-CVT。而且早在1987年斯巴鲁公司便首次将这款VDT-CVT变速器装备在他们的Justy车型上。直到2005年，荷兰VDT 公司已经累计生产了VDT-CVT变速器超过1000万套，而且它的搭载车型也越来越多，好像上一代的广本飞度（GD），菲亚特的派力奥、奇瑞的旗云、日产的天籁、蓝瑟翼神等都已经可以选配VDT-CVT变速器版本。那么下面就介绍一下这款变速器的结构与原理吧。 图：这款是复合型的金属带式无级变速器，可见除了金属带及工作轮之外，在输入轴前还有一组行星齿轮。 图：这是博世（BOSCH）推出的传动金属带，它由一个个金属环夹着 皮带所组成，
图：利用金属环保护皮带可以让皮带在运行过程中避免皮带被摩擦而 损坏的问题。 先说说CVT变速器的结构吧。金属带式无级变速也就是我们常说的CVT变速器，它的内部结构跟之前说的两种有级变速器也是完全不同，而且不单止是内部结构，就连传动的传动的部件也不一样。之前介绍的两种有级式的变速器虽然使用的齿轮不同，但是它们都是利用齿轮啮合来实现动力的传递，而金属带式无级变速器则是通过表面呈V型主动工作轮、金属带、V型的从动工作轮来实现动力传递。主动工作轮安装于输入轴之上，它在获得动力之后会带动金属带转动，而金属带的另一端则会连接于从动工作轮，而从动工作轮则连接在输出轴上，于是动力就会被这样传递至输出轴，然后通过尾牙等部件将动力传递至车轮上。 图：从上图可以看到，呈V型的是工作轮，它的一边连接着可以使其 活动的液压控制装置， 图：当液压控制装置为其注油或者放油，就可以让工作轮单边进行轴向移动，从而改变架在工作轮之上的金属带的工作半径。 既然说得上是变速器，那么当然不单止是传动那么简单，最起码也需要改变传动比吧。上面也说到，主动工作轮以及从动工作轮它们的表面是呈V型的，这个V型的工作轮不论是主动工作轮还是从动工作轮的两边都配有液压控制装置，这个液压控制装置的作用是让工作轮的一边作轴向移动。而架在V型工作轮中间的金属带也会因工作轮
德国SEW机械无级变速器 简介 SEW生产两种系列的机械变速器：VARILOC?系列宽V带式无级变速器与VARIMOT?系列摩擦盘式无级变速器，结构见下图。变速器与交流鼠笼电动机组合而成调速驱动装置，在SEW模块系统里能套配各种型号（R../F../K../S..）的齿轮减速器构成输出低速、高转矩的无级调速减速电机。也可不经减速器直接驱动工作机。无级调速减速电机样本可向SEW公司函索。 1—可调带轮2—宽V带3—分离式箱体4—电动机5—调节装置6—配接附件7—减速器 1-电动机和调节座2-驱动锥3-摩擦环境和输出轴总成4-传动箱体5-箱罩6-速度控制机构 输出速度可通过手轮或链轮手动调节，也可通过伺服电机遥控。若使用变极电机可以扩大调速范围。机械调速的调节时间约为20～40s，所以这些变速装置只用于不需经常调速的场合。 机械调速传动装置的选择。 在确定所需功率和输出速度的范围之后，可从SEW产品样本中选择变速器。选择时必须注意一些重要因素。 对VARIBLOC?调速传动装置，V带的结构和尺寸是计算功率的决定因素。对VARIMOT ?调速传动装置，摩擦环的接触应力和材料是重要因素。为了能够正确地确定调速传动装置的尺寸，除所需功率和调速范围外，还应知道安装高度，环境温度和工作制。图3给出输出功率P a、效率η、转差率s与调速比i0的关系曲线。其中
机械调速传动装置不仅变换速度，而且变换转矩，因而可根据不同准则来选型。 1 按恒转矩选择 大多数传动装置需要在整个速度范围内输出转矩基本恒定。按此要求调速传动装置能承受的转矩（N·m）按下式计算 式中P amax、n amax-----最大输出功率（kw）和转速（r/min）。 这种情况所连的减速器在整个速度范围内受均匀载荷。变速器只有在最大速度时才会被完全利用，在低速时许用输出功率减小。在速度范围内的最低速度时最小输出功率（KW）按下式计算 式中R—速度范围。 2 按恒功率选择 在整个调节范围内可以利用下式计算出输出功率Pa 式中M amax—最大转矩（N·m）。 这种情况所连的减速器必须能传递合成转矩，这些转矩约比恒转矩设计时的转矩高200%～600%。变速器只有在最低输出速度时才被完全利用。 3 按恒功率和恒转矩选择 在这种情况下，调速性能被最佳利用。选择减速器应保证能够传递所出现的最大输出转矩。在n′a—n amax范围内功率保持不变. 在 n amax—n′a范围内转矩保持不变。 如果不全部利用变速器的可用速度范围，那么，由于效率的原因就使用较高的速度级。实际上，速度级较高时变速器打滑最小，传递功率最大。 SEW带式无级变速器技术数据列于下表。表中符号意义如下： R- 调速范围； R m-电动机功率（KW）； n a1-转速下限（r/min）； n a2-转速上限（r/min）； P a1-转速下限时的输出功率（KW）； P a2-转速上限时的输出功率（KW）； RZ-小齿轮轴直径(mm)。 如果用户需要无级调速斜齿轮减速电机（R../VU/VZ..DT/DV..）、无级调速斜齿轮-蜗杆减速电机（S..VU/VZ..DT/DV..）、无级调速斜齿轮-锥齿轮减速电机（K..VU/VZ..DT/DV..）的技术数据和外形尺寸，可查阅SEW产品样本。样本可向SEW公司各办事处函索。 VARIBLOC?带式无级变速器技术数据
带式无级变速器 机械无级变速器基本上有传递运动和动力的摩擦变速机构；保证摩擦力所需的加压装置；实现变速的调速机构三部分组成。其工作原理是利用刚性原件（或通过中间元件）在接触处产生的摩擦力或润滑油膜牵引力进行传动，并可通过改变其接触处的工作半径进行无级变速。 机械无级变速器转速稳定、传动效率高并且可以很好地适应各种机械的工况要求，已经广泛运用于纺织、化纤、塑料、轻工、机床、冶金、矿山、石油、制药、电子、造纸等领域，并且近些年已经开始应用于汽车的机械无级调速。 带式无级变速器就是机械无级变速器其中的一种，即摩擦变速传动机构，并且由于其结构简单、制造容易、工作平稳、能吸收振动、易损件少、带更换方便，因而也是机械无级变速器广泛应用的一种；其缺点是外形尺寸较大，而变速范围较小。它由主、从动锥（带）轮、紧套在两轮的带、调速操纵机构和加压装置组成。其工作原理为当主动轮转动时，借助带与锥轮间的摩擦力来驱动从动轮并传递动力；通过调速操纵机构改变带在锥轮上的位置，使主、从动轮的工作半径改变，以达到无级变速的目的。其主要类型有： （1）普通V 带无级变速传动，这种类型结构简单、变速范围小，共有双面可动锥盘、单面可动锥盘和多单面可动锥盘带轮三种结构。 （2）V 形宽带无级变速传动，无级变速用的V 形宽带的内周具有齿形，因为具有良好的曲挠性、耐热性和耐测压性。农业机械无级变速传动用V 形半宽带，内周无齿，耐测压性好。 （3）块带式无级变速传动，这种类型的传动主要用于低速、工作条件恶劣的场合。 以金属带式无级变速器为例说明其设计过程 金属带式无级变速器是一种新式的有中间挠性体的机械摩擦式变速器，其结构简单、承载能力强，克服了以往各类无级变速器传递功率小的缺点，其已经在汽车变速器中得到了非常成功的应用。其设计步骤为： （1）确定锥盘安装轴径0d 和锥盘允许的最小工作半径min R 可根据输入转矩和结构的要求作出锥盘的结构设计，先确定安装轴径0d （2）计算要求的最大速比m ax0i 、最小速比m in0i 和变速范围0b R （3）初估中心距A （4）初估钢带环的长度L （5）根据初定的带环长度L 和中心距A ，按所确定的金属片侧边与锥盘母线的共轭关系，确定锥盘的轴向位移 （6）确定主、从动轮外径e1d 和e2d ，验算中心距A 若中心距与初估尺寸不一致，调整中心距从（5）开始重新设计 （7）校核锥盘与金属片的接触强度 （8）校核钢带环的强度 （9）确定锥盘的轴向正压力
汽车无级变速箱控制器TCU的研究 来源：中国电源网/王旭东闫维新张仁海樊春梅2006-01-18 为了跟踪世界汽车技术，发展我国汽车工业，“九五”期间，汽车电于控制技术被列为科技攻关项目。车辆自动变速是汽车电控技术的一个重要组成部分。采用计算机和电力电子驱动技术实现车辆自动变速，能消除驾驶员换档技术的差异，减轻驾驶员的劳动强度，提高行车安全性，提高车辆的动力性和经济性。汽车的无级变速系统一般是由无级变速箱 CVT(Continuously Variable Transmission) 和无级变速箱控制器 TCU(Transmission Control Unit)组成。 1 CVT的基本结构 汽车的无级变速系统主要有以下几种形式：（1）液力机械AT—HMT(Hydrodynamic Mechanical Transmission)广泛应用于轿车、公共汽车、重型车辆、商用车和工程车辆上。 (2)机械式AT—AMT(Automated Mechanical Transmission)在通常机械式变速器基础上加上微机控制电液伺服操纵自动换档机构组成，目前它应用于部分低档轿车、局部卡车和商用车上。(3)无级式AT—CVT(Continuously Variable Transmission)是目前在小排气量轿车中使用最多的一种。它的主要结构和工作原理如图l所示。
图1 无级式AT—CVT主要结构和工作原理 CVT技术的发展，已经有了一百多年的历史。德国奔驰公司是在汽车上采用CVT技术的鼻祖，早在1886年就将V型橡胶带式CVT安装在该公司生产的汽油机汽车上。但由于结构设计和选材等方面的问题，该传动机构体积过大，传动比过小，无法满足汽车行驶的要求。这些缺点限制了它的应用。直到1979年，通过结构的改进和特殊钢带的使用，CVT的传动比明显提高，具备了在车辆上广泛应用的前提条件。从那时起，福特、菲亚特和日产等公司的车型都曾采用过这种变速传动机构。 CVT采用的V形承推钢带由安装在挠性马氏体时效钢圈上的多片楔形钢片构成。它的动力从主动轮输入，经过V形钢带，由从动轮输出。带轮由可以相对滑动的两部分构成。钢带位于这两部分间的凹槽内。当带轮两部分靠紧时，凹槽较窄，钢带位于带轮外缘，此时带轮的工作直径最大。随着这两部分间的相对滑动，凹槽越来越宽，钢带逐渐靠近带轮中心，即工作直径最小的地方。汽车刚刚起动车速较低时，主动轮工作直径较小，变速器可得到较大的传动比，使汽车获得足够动力克服行驶阻力。随着车速的升高，主动轮工作直径逐渐增大，从动轮工作直径越来越小，变速器传动比也相应减小。由于带轮工作直径可连续变化，因此这种变速器的传动比也是无级、连续变化的，传递动力更平稳，其动力性和经济性远远
摘要 液压控制系统是通过控制金属带轮的夹紧力来实现无级自动变速器速比调节的,其设计方法是开发无级变速传动系统的关键技术之一.在分析了金属带式无级变速器的结构特征和力学关系的基础上,通过对汽车典型行驶工况的仿真分析,提出了无级自动变速液压控制系统关键参数—速比变化率的设计方法,完成了液压系统的结构参数设计,并进行了仿真验证,从而为无级自动变速汽车的研制开发奠定了基础. 针对无级变速器电液控制系统的工作要求，应用数字比例控制技术设计了可用作无级变速器中夹紧力控制阀的数字调压阀。介绍了该数字调压阀的结构以及驱动器的设计方法，并对其进行了静态特性、动态特性试验。试验结果表明，该数字调压阀的控制精度及可靠性高，能满足金属带式无级变速器电液控制系统的要求。 关键词:无级变速传动；液压系统；无级变速器；电液控制系统；数字调压阀
ABSTRACT The design method on the hydraulic control system is one of the key technologies of a metal V-belt continuously variable transmission(CVT).It can change the ratio of the transmission system by adjusting thepu-Shing force of the pulley.By analyzing the structure characteristics andForce relationgs,the design method of an important parameter of the CVTHydranlic system and the rate of transmission ratio are put forward by Simulation to the emblematical driving models. The structure parametersOf hydraulic system is gotten and validated by simulation on specific Driving model. An effective design method is provided to develop the co-ntinuously variable transmission system. In terms of working requirements of the electric-hydraulic controlSystem of continuous variable transmissions,the ditital pressure regulator valve,which can be used as the clamping force valve of CVT,is designed with the digital proportional control technology .The st-Ructure of the digital pressure regulator valve and design method forDrivers is introduced. Tests of static characteristics and dynamic cha-racteristics of digital pressure regulator valve is high, it can meetrequirements of the electric-hydraulic control system of system of metalv-belt type continuous variable transmission. Key words:Continuously variable transmission；Hydraulic system；Electric-hydraulic control system；Digital pressure regulator valve
无级变速器的基本结构和变速原理 沈林江，胥家政 摘要：无级变速技术是目前汽车传动系统中的前沿技术，无级变速器（CVT）与手动变速器（MT）、自动变速器（AT）相比，综合动力性能更佳，能与发动机形成理想的动力匹配，因此，无级变速汽车是当今发展的主要趋势之一。无级变速器中最为重要的一项是电液控制技术，直接影响到汽车变速品质、经济性以及动力性。速比控制、夹紧力控制和起步离合器的控制是无级变速控制系统的关键。 关键词：无级变速；结构；原理；特点 Basic structure and Variable speed principle of the CVT Shen lin-jiang , Xu jia-zheng Abstract: Continuously variable transmission technology is currently in the forefront of automotive technology,continuously variable transmission (CVT) with manual transmission(MT),automatic transmission(AT),an integrated vechicle is the development of the car one of the main trend. CVT is the most important one is the electro-hydraulic control technology.Car speed directly affects the quality and economy, and dynamic.However ratio control, clamping force control and control is the key to starting clutch CVT control system. Key word: I nfinitely variable speeds; structure; principle; characteristic 引言 汽车无级变速器能实现传动比连续变化，在更大范围内控制发动机的工作点，真正实现发动机—变速器—道路载荷的最佳匹配，所以一直以来是汽车制造商和用户追求的理想变速器。无级变速器按作用方式的不同和传动形式的差异，可分为机械式、电气式、液压式三大类。其中机械式无级变速器恒功率特性较好，有较高的传动效率，应用比较广泛，金属带式无级变速器就是典型的一种机械式摩擦无级变速器。由于金属带式无极变速器最为普遍，所以本文主要研究金属带式无级变速器的基本结构和变速原理。 1 汽车无级变速器的类型和特点 无级变速器可分为：液力变矩器，摆销链式无级变速器CVT，金属带式无级变速器CVT，环盘滚轮式无级变速器IVT这4大类。与有级变速器相比，它的优点明显：（1）提高燃油
摘要 人们早就认识到无级变速器是提高汽车性能的理想装置，并一直不懈的努力研究，努力追现这一目标。70年代后期，荷兰VonDoorne’s Transmission 公司研制成功VOT金属传动带并于1982年投放市场，推动CVT技术向实用化迈进了一大步。1987年美国福特公司首次在市场上小批量推出装有这种VDT带的CVT汽车，此后意大利菲亚特，日本富士重工和德国大众等多家公司也推出了小批量的CVT汽车（如Ford的Fiesta、Scorpio;Fiat的Uon、Ritmo;Sabaru的Ecvt、WV的Golf等）。各国均视其为自动变速技术的崭新途径，已成为当前国际汽车的研究开发领域的一个热点。 无极传动CVT与其他自动变速器相比较，优点是明显的。其操纵方便性和乘坐舒适性可与液力变矩器相当，而传动效率却高得多，接近有级机械式自动变速器的水平。更主要的是，它能最好的协调车辆外界行驶条件与发动机负载，使汽车具有一个不存在“漏洞”的牵引特性，且调速时无需切断动力充分发掘发动机的潜力，从而可显著降低汽车的油耗，提高最大车速和改善超车的性能。无极传动CVT特别受到非职业驾驶员的欢迎，因为它从根本上简化了操纵，不仅可取消变速、离合器踏板，而且总是按驾驶员意图控制发动机在最佳工作位置工作。此外，由于工作和控制原理相对简单，CVT传动完全可以做到比有级变速器（AT）传动更紧凑，更轻，成本更低。 对于CVT这种具有广阔使用发展前景的技术，迄今国研究、应用的很少。我们在前人研究的基础上，针对本田即将生产的经济型轿车设计一种CVT，来替换原来的变速器，为以后CVT的研究和试验打下基础。 关键词：无级变速器结构设计自动压紧
1． 推导BUS 型机械无级变速器的滑动率ε。 解：BUS 的滑动率求解主要求出*i ，要根据有滑移存在时的几何尺寸来计算，方法同无滑移时一样，关键是找出几何关系，可求出BUS 的滑动率。 图1 BUS 变速器运动分析简图(主要几何尺寸) 由图1可知BUS 型变速器的传动原理属于3K 型行星传动，a,b,e 为中心论，H 为转臂，V 为行星锥。当中心轮e 固定不动时，中心轮b 和a 之间的传动比为： H ae H be e ba i i i --=11 (1) 上式中H ae i 是转臂H 固定不动时，a 和e 的传动比，由下图 2 图2 BUS 变速器运动分析简图(角速度矢量图) 可知它应为：
r R r R r R R r i a e e e a H ae 11-=?- = 而H be i 是转臂不动时，b 和e 的传动比为： r R r R r R R r i b e e e b H be 11-=?- = 将H ae i 和H be i 代入式(1)中，得到： 1 1r R R r r R R r i b e b e e ba +- = 由于外环e 实际是固定不动的，其角速度0=e ω，所以： a b e a e b e ba i ωωωωωω= --= 由此可知e ae i 实际上就是变速器的传动比，并且等于输出轴角速度b ω与输入轴a ω角速度的比值。把变速器的传动比e ba i 简写为i ，则： 1 1 r R R r r R R r i b e b e a b +- = =ωω (2) (2)式可进一步简化为： 1 1 r R R r r r i a e +-= (3) 又由锥体半径之间的关系：当βα,被确定后，外环的摩擦半径e R ，主动锥的大端半径a R 和行星锥打断半径1r 之间有下述唯一确定的关系： ()()β βαβαsin sin sin 1 r R R a e =-=+ 则式(3)可简化为
汽车上的三种自动变速箱也就是指AT、CVT和双离合这三大类，目前公认最好的是AT变速箱，CVT和双离合一直争议不断，其实这三种变速箱都有对应的优点，否则的话不可能都在大量使用，当然对应的也有不足之处，下面就具体来了解一下。 先来说AT变速箱，之所以现在普遍认为比较好，是因为它同时有着液力变矩器和齿轮传动这两大优势，液力变距器在换挡和低速行驶时可以起到很好的缓冲作用，不会出现类似双离合的半联动状态而出现发动机过热保护等问题，而齿轮传动则兼顾到了动力的传递和耐用性，但不足之处是整体传动效率相对比较低，这就在一定程度上增加了油耗，而且对应的价格相对比较贵一些，使得很多搭载AT变速箱的车型并没有价格上的优势。 CVT变速箱是通过一条连接主被动轮的钢带来传递动力，主被动轮直径的调节实现了变速的作用，而且不像齿轮的换挡有着固定的档位，CVT属于无级变速，因此有着很好的平顺性，虽然动力传输效率也不高，但是由于无极变速的原因总能处在最佳传动比上，所以对应的油耗相对比较省，但不足之处是动力的表现一般，由于钢带与锥轮壁之间能承受的摩擦力有限，因此在动力释放的调校上做了一定延迟，再加上主被动轮调节直径也需要时间，所以CVT 变速箱在动力的响应上比较一般。 双离合变速箱简单点来说就是以手动变速箱为基础，然后加入了由电脑控制的两套离合器总成，优点是换挡速度快动力衔接好，并且有着接近手动变速箱的传输效率，在同样发动机动力输出的前提下，双离合变速箱有着最好的动力表现，但也正是由于这两套离合器在用车的过程中不断交替进行换挡，对于换挡逻辑的要求很高，如果做不好的话就容易出现相应的顿挫，再加上换挡过程中不可避免的半联动状态会，如果长时间走走停停频繁升降挡，那甚至有可能出现变速箱过热保护，不过通过各种相应的优化，现在真出现过热保护的双离合变速箱已经很少了。 综上所述，在三种变速箱都是优秀水平的前提下，从整体上来看AT变速箱最为全面，CVT 变速箱的优点是平顺和省油，双离合的优势是动力体现，同时对应的油耗也比较省，当然具体哪个最好，得根据预算、实际需求等方面来综合考虑。
二○○九年六月 The Graduation Thesis for Bachelor's Degree Passenger CVT hydraulic system design Candidate：Gao XinMing Specialty：Vehicle Engineering Class：B05-18 Supervisor：Associate Prof. An YongDong Heilongjiang Institute of Technology 2009-06·Harbin
摘要 液压控制系统是通过控制金属带轮的夹紧力来实现无级自动变速器速比调节的,其设计方法是开发无级变速传动系统的关键技术之一.在分析了金属带式无级变速器的结构特征和力学关系的基础上,通过对汽车典型行驶工况的仿真分析,提出了无级自动变速液压控制系统关键参数—速比变化率的设计方法,完成了液压系统的结构参数设计,并进行了仿真验证,从而为无级自动变速汽车的研制开发奠定了基础. 针对无级变速器电液控制系统的工作要求，应用数字比例控制技术设计了可用作无级变速器中夹紧力控制阀的数字调压阀。介绍了该数字调压阀的结构以及驱动器的设计方法，并对其进行了静态特性、动态特性试验。试验结果表明，该数字调压阀的控制精度及可靠性高，能满足金属带式无级变速器电液控制系统的要求。 关键词:无级变速传动；液压系统；无级变速器；电液控制系统；数字调压阀 ABSTRACT The design method on the hydraulic control system is one of the key technologies of a metal V-belt continuously variable transmission(CVT).It can change the ratio of the transmission system by adjusting thepu-Shing force of the pulley.By analyzing the structure characteristics andForce relationgs,the design method of an important parameter of the CVTHydranlic system and the rate of transmission ratio are put forward by Simulation to the emblematical driving models. The structure parametersOf hydraulic system is gotten and validated by simulation on specific Driving model. An effective design method is provided to develop the co-ntinuously variable transmission system. In terms of working requirements of the electric-hydraulic controlSystem of continuous variable transmissions,the ditital pressure regulator valve,which can be used as the clamping force valve of CVT,is designed with the digital proportional control technology .The st-Ructure of the digital pressure regulator valve and design method forDrivers is introduced. Tests of static characteristics and dynamic cha-racteristics of digital pressure regulator valve is high, it can meetrequirements of the electric-hydraulic control system of system of metalv-belt type continuous variable transmission. Key words:Continuously variable transmission；Hydraulic system；Electric-hydraulic
毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 郭蕾 系部 汽车与交通工程学院 专业、班级 车辆工程07-11班 指导教师姓名 安永东 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 是否外聘 □是■否 题目名称 金属带式汽车无级变速器传动机构设计 一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义 1、研究现状 近年来，随着车辆技术的进步和道路上车辆密度的加大，汽车已经成为现代文明社会重要的组成部分，人们对汽车的各项性能也提出了更高的要求，特别是经济性和动力性方面。现在为了提高汽车的这些性能，人们尝试了多项努力。本文就是在这背景下完成的。坚持以原有的传动系统结构，采用新型的金属带式无级变速器(CVT)替代原有的有级变速装置。金属带式无级变速器(CVT)作为汽车理想的变速传动装置，具有广阔的发展前景和市场空间，与目前应用较广的自动变速器(AT)相比，其性能优良、结构简单、可以实现汽车的无级变速。无级变速传动系统匹配及控制是实现车辆性能的关键技术之一,通过合理地控制无级变速器，可以使汽车按驾驶员的意图在汽车的行驶阻力和发动机输出功率之间自动实现动态最佳匹配，保证发动机在理想的工况下运行, 以便把汽车的经济性、动力性发挥到极限状态。金属带式无级变速器越来越受到人们的重视并且获得了较快的发展，世界上主要的汽车厂商也都在进行无级变速器的研发工作。 ⑴ 国外无级变速器的研究动态 金属带式CVT 的装车使用只有十几年的时间,但是CVT 技术的发展已有100多年的历史，1886年，Daimler Benz 在首辆采用汽油机的汽车上装上了橡胶带CVT 。1906年，美国卡特车装用了简单的金属盘摩擦传动无级变速器。1930年在Austin Sixteen 车上，装用了牵引式CVT 。电子控制技术特别是计算机控制技术的发展，使得无级变速传动得到应用与发展。20世纪60年代后期，荷兰工程师Van Doorne 研究出金属带CVT ，并装备于DAF 公司制造的小型轿车上。但是由于橡胶带式CVT 存在一系列的缺陷，如传递功率需要全套设计qq1537693694有限、传递转矩低、传动带和夹紧机构的能量损失较大、以及使用寿命短等，因而没有被汽车行业普遍接受。1972年H.Van Doorne 博士发明了金属传动带，解决了橡胶带使用寿命低、传递功率小的本质缺陷。1978年，意大利Fiat 公司的汽车开始装用Van Doorne CVT 。1987年，美国Ford 公司的汽车装有这种CVT ，很快引起汽车工业的关注。1997年上半年，日本日产公司开发了使用在2.0L 汽车上的CVT 。在此基础上，日产公司在1998年开发了一款中型轿车，设计了包含一个手动换档模式的CVT 。新型CVT 采用一个最新研制的高强度宽钢带和一个高效率液压控制系统，这些新技术的应用使CVT 可传递更大SY-025-BY-3
文章编号100426410(20040420019205 国内外汽车无级变速(CVT 技术的发展概况 李春青,彭建中,吴彤峰 (广西工学院汽车系,广西柳州545006 摘要:详细介绍了国内外汽车无级变速传动(CV T 技术的发展与应用概况,对车用无级变速器(CV T 的结构及工作原理进行了详细地分析,并就其性能特点与其它类型汽车传动装置进行了比较分析,总结了无级变速传动(CV T 的优势与不足,并对无级变速传动(CV T 技术的发展趋势及应用前景进行了分析并做出预测。 关键词:无级变速(CV T ;发展;汽车电子 中图分类号:U 270132文献标识码:A 收稿日期:2004207213 资助项目:广西工学院青年科学基金资助项目(编号:030212。 作者简介:李春青(19722,女,广西临桂人,广西工学院汽车工程系教师。 1前言 随着人们对汽车舒适程度要求的提高,目前在汽车上广泛使用的液力自动变速器(A T 的安装率已达到80%,但是液力偶合自动变速器(A T 存在着不少的缺点:传动比不连续、液力传动效率不高、零部件多、结构复杂、成本高昂、与发动机的固有输出特性不能全程匹配等[1]。因此汽车科技人员一直在寻求一种可替代液力偶合A T 的变速装置,现在这种能连续变化传动比的新型技术已经出现,它就是无级变速(Con tinuou sly variab le tran s m issi on 技术。 2无级变速传动(CVT 的分类
无级变速传动机构根据其动力传递方式分类如下所示。其中已经在汽车上应用的有传动带方式与牵引传动方式,流体式和电气式由于传动效率低,目前只是少量应用于一些特种汽车。在汽车上已经实用的无级变速器有传动带传动与牵引传动(tracti on drive 两种型式,都是应用摩擦力传递动力[2]。 无级变速传动分类:无级变速传动机械式传动带式 橡胶金属带传动 链条传动牵引传动式圆环型 圆板型 流体式 电气式 3无级变速传动(CVT 的工作原理 传动带式无级变速器工作原理如图1,在低速时通过增大驱动滑轮的宽度,减小其工作半径;同时减小第15卷第4期 广西工学院学报V o l 115N o 14 2004年12月JOU RNAL O F GUAN GX I UN I V ER S IT Y O F T ECHNOLO GY D ec 12004
《家电原理与检测》课程设计报告 电子无级调速器设计 姓名: 涂国龙 专业: 电子信息工程 班级: 093253 学号: 24 指导老师: 王晓荣 2011年12月20日
摘要 近几年随着科学技术的发展，尤其是生产电机的成本的下降，小功率的减速电机,调速电机,微型减速电机,齿轮减速电机等大量普及，随之出现的交流电子无极调速器品种也大量出现在市场。尽管各种个样的交流电子无极调速器品种繁多，但其功能和工作原理基本相同。主要区分在外型的不同。如上海任重仪表电器有限公司，上海百乐神自动化科技有限公司，中外合作湖州雪峰微电机有限公司等厂家的产品：US-52系列，MS32B，FS32B，SC-A，SS-22，SS32，SKJ-2B，SKJ-1B，SKJ-C1，SKJ-C2，US540-02，US560-02，US590-02 DV1204 DV1104，SCA-B，LSC-C ，LSC-H，LSC-G等，在功能上大致相同，主要的是安装结构存在差异。一般在使用上只要对启动的电容做出选择，改变，不管功率大小基本都能使用。主要分2大类：6-180W功率和180-370W功率。前者选：US-52系列，MS32B，FS32B，SC-A，SS-22，SS32，SKJ-2B，SKJ-1B，SKJ-C1，SKJ-C2，US540-02，US560-02，US590-02 DV1204 DV1104等型号产品。前者选SCA-B，LSC-C ，LSC-H，LSC-G等型号产品。交流电子无极调速器在产品的命
名上也很多：交流电子无极调速器，电子无极调速器，电子无极调速器，交流调速器，数显速控制器等。 风扇调速器工作原理-电子调速器工作原理 我们通过电风扇电子调速器的电路来分析，以说明风扇调整器的工作原理，引电路能对风扇电动机进行无级调速，还能使电风扇产生模拟自然风。该电风扇电子调速器电路由电源电路、可控振荡器和控制执行电路组成，如图所示。电源电路由降压电容器Cl、整流二极管VDl、VD2、滤波电容器C2、电源指示发光二极管VL和稳压二极管VS组成。可控振荡器由时基集成电路IC、电阻器RI、R2、电容器C3、电位器RP和二极管VD3、VD4组成。控制执行电路由风扇 我们通过电风扇电子调速器的电路来分析，以说明风扇调整器的工作原理，引电路能对风扇电动机进行无级调速，还能使电风扇产生模拟自然风。 该电风扇电子调速器电路由电源电路、可控振荡器和控制执行电路组成，如图所示。 电源电路由降压电容器Cl、整流二极管VDl、VD2、滤波电容器C2、电源指示发光二极管VL和稳压二极管VS组成。
毕业设计（论文）开题报告 学生郭蕾系部汽车与交通工程学 院 专业、班级车辆工程07-11班 指导教师安永东职称副教授从事 专业 车辆工程是否外聘□是■否 题目名称金属带式汽车无级变速器传动机构设计 一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义 1、研究现状 近年来，随着车辆技术的进步和道路上车辆密度的加大，汽车已经成为现代文明社会重要的组成部分，人们对汽车的各项性能也提出了更高的要求，特别是经济性和动力性方面。现在为了提高汽车的这些性能，人们尝试了多项努力。本文就是在这背景下完成的。坚持以原有的传动系统结构，采用新型的金属带式无级变速器(CVT)替代原有的有级变速装置。金属带式无级变速器(CVT)作为汽车理想的变速传动装置，具有广阔的发展前景和市场空间，与目前应用较广的自动变速器(AT)相比，其性能优良、结构简单、可以实现汽车的无级变速。无级变速传动系统匹配及控制是实现车辆性能的关键技术之一,通过合理地控制无级变速器，可以使汽车按驾驶员的意图在汽车的行驶阻力和发动机输出功率之间自动实现动态最佳匹配，保证发动机在理想的工况下运行, 以便把汽车的经济性、动力性发挥到极限状态。金属带式无级变速器越来越受到人们的重视并且获得了较快的发展，世界上主要的汽车厂商也都在进行无级变速器的研发工作。 ⑴国外无级变速器的研究动态 金属带式CVT的装车使用只有十几年的时间,但是CVT技术的发展已有100多年的历史，1886年，Daimler Benz 在首辆采用汽油机的汽车上装上了橡胶带CVT。1906年，美国卡特车装用了简单的金属盘摩擦传动无级变速器。1930年在Austin Sixteen车上，装用了牵引式CVT。电子控制技术特别是计算机控制技术的发展，使得无级变速传动得到应用与发展。20世纪60年代后期，荷兰工程师Van Doorne研究出金属带CVT，并装备于DAF公司制造的小型轿车上。但是由于橡胶带式CVT存在一系列的缺陷，如传递功率需要全套设计qq1537693694有限、传递转矩低、传动带和夹紧机构的能量损失较大、以及使用寿命短等，因而没有被汽车行业普遍接受。1972年H.Van Doorne博士发明了金属传动带，解决了橡胶带使用寿命低、传递功率小的本质缺陷。1978年，意大利Fiat公司的汽车开始装用Van Doorne CVT。1987年，美国Ford公司的汽车装有这种CVT，很快引起汽车工业的关注。1997年上半年，日本日产公司开发了使用在2.0L汽车上的CVT。在此基础上，日产公司在1998年开发了一款中型轿车，设计了包含一个手动换档模式的CVT。新型CVT采用一个最新研制的高强度宽钢带和一个高效率液压控制系统，这些新技术的应用使CVT可 SY-025-BY-3
手动变速器、自动变速器、无级变速器 ◆手动变速器（MT） MT是英文Manual Transmission的缩写。手动变速器，也称手动挡，即用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。踩下离合时，方可拨得动变速杆。如果驾驶者技术好，装手动变速器的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油。 ◆自动变速器（AT） AT是英文Automatic Trnsmission的缩写。自动变速器，利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速。而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。 一般来讲，汽车上常用的自动变速器有以下几种类型：液力自动变速器、液压传动自动变速器、电力传动自动变速器、有级式机械自动变速器和无级式机械自动变速器等。其中，最常见的是液力自动变速器。液力自动变速器主要是由液压控制的齿轮变速系统构成，主要包含自动离合器和自动变速器两大部分。它能够根据油门的开度和车速的变化，自动地进行换挡。 ◆无级变速器 CVT是英文Continuous Variable Transmission的缩写，意为无极变速传动，相比于普通自动变速器，这种变速器可更好地解决传动系和发动机工况的匹配问题，以提高整车的燃油经济性和动力性 自动变速器与无级变速器的原理不太一样，自动变速器是行星齿轮来变速的，而无级变速器是链带和锥形轮的距离来变速的。 目前来看无级的技术更好一点，（链带）目前我知道的最先进的自动变速器是奔驰公司的七速自动变速器。 无极变速在一定程度上要比自动变速的车开起来更流畅没有从前那种变速器的换档感觉。无极变速车要比自动变速车节油。 无极变速在动力上可能很难满足狂野的男人，因其无法体验到快速加速的快感。 无极变速是新技术，在我国已有若干车以配备了此技术如奥迪，本田飞度(CVT)，菲亚特(Speedgear变速器)等。按理说无极变速是经济轿车一种不错的选择是将来汽车变速器的发展方向。 ◆手动/自动变速器 手动/自动变速器由德国保时捷车厂在911车型上首先推出，称为Tiptronic，它可使高性能跑车不必受限于传统的自动挡束缚，让驾驶者也能享受手动换挡的乐趣。此型车在其挡位上设有“+”、“-”选择挡位。在D挡时，可自由变换降挡（-）或加挡（+），如同手动挡一样。