现在车辆上的传动装置多采用机械式变速器,
1液力机械式变速器(AT液力机械式变速器由液力变矩器和多挡机械变速箱组成。
2液压机械无级变速器(HMT及应用分析
3静液压无级变速器(HST及其应用分析静液压无级变速器(HST依靠液压变量马达实现纯液压无级变速,效率较AT高,但较齿轮变速器低许多,传递功率不大
4 金属带式无级变速器
为了充分利用发动机大的功率,节约能源以及获得优良的动力性能,最理想的方法是从传统的有级传动发展为无级传动。
目前普遍采用的液力变矩器及其闭锁装置,自动换挡机构等均是为了弥补有级传动的不足而产生的传动模式,但不能实现真正的无级变速。
另外还出现了全液压传动的无级变速器,其操纵方式也由手动液控向电液控制或微电脑控制技术方面发展,并取得了非常好的效果,大大提高了整机的行使平顺性和作业性能,液压传动可以保证车辆具有稳定的行驶速度。但是在液压传动的车辆中传动效率低也是一个不容忽视的问题,按当代的技术水平,纯液压传动中最高效率在80-85%左右,而在车辆使用中,一般只能达到50-60%。此外,适用于重型车辆使用的大功率的液压元件难以加工,也使液压传动的车辆增加了制造成本。另外,这种高油压高转速的变量泵和定量马达的排量越大,即功率越大时,效率和寿命愈难以保证,生产愈困难,在市场上愈难买到。液压传动的低效率直接影响了整机的生产率和经济性,决定了它在车辆上很难有较大的发展空间。
机械液压双功率流则兼有机械传动的高效率和液压无级传动的双重优点,可在较宽的范围内实现可控的无级变速和所需的车速。以小功率的液压元件传递大功率特性,高效率特性,为车辆的经济性和动力性问题的解决找到了理想的道路。
液压机械无级传动是一种双功率流传动系统,分为液压功率和机械功率两路传递,分流机构分流后液压马达在正向和反向最大速度之间来回无级变速。其每一个行程和行星齿轮机构的一种工况相配合,最后两路汇合成由若干无级调速段相衔接并组逐段升高的全程无级输出速度。液压元件只负担最大功率的一部分,其他功率都由机械路传递。这相当于将液压无级变速功率扩大,传动总效率相对于液压传动也显著提高,和液力机械传动相比,装载量最大可提高30%,燃油经济性最大可提高25%。其特点是通过机械传动实现功率转递,通过液压机械相结合实现无级变速。
液压机械无级变速器( HMT及应用分析
液压机械无级变速器(HMT由液压调速机构和机械变速机构及分、汇流机构组成,是一种液压功率流与机械功率流并联的传动形式,通过机械传动实现传动高效率,通过液压传动与机械传动相结合实现无级变速。其原理如1所示,输入功率经分流机构分流为两路,一路经液压调速机构流至汇流机构,另一路经机械变速机构传至汇流机构,由于液压调速机构具有无级调速特性(通过控制系统控制变量泵斜盘倾角的变化使排量改变来实现,与机械变速机构经汇流机构汇流后,使HMT实现无级变速。液压调速机构有变量泵-定量马达,定量泵-变量马达,变量泵-变量马达3种形式,第一种应用较多。机械变速机构为自动有级变速器。分、汇流机构为定轴齿轮传动或行星齿轮传动,从成本及实
现难易来讲,分流机构以定轴齿轮传动居多,汇流机构以行星齿轮传动居多,在拖拉机上用这种的较多。
自动换挡部分
由于传统的机械传动齿轮式有级变速器结构简单,且传动效率较高。故使用十分普遍;但由于有级变速不易实现换挡自动化;且因为只有有限几个挡位变换,终不能获得理想的牵引特性。为了实现换挡过程的自动化,在现代少数汽车上采用了“液力变扭、行星齿轮”的无级变速器。本设计就是为与此类变速器相似的“液压机械无级变器”上实现自动换挡。此系统通过对车辆实际换挡过程中三个必要参数(如发动机转速n、汽车车速v及发动机负荷率%的随机检测,在电控单元的指令下,由电磁阀
操纵液动的执行机构,随即执行换挡动作,从而实现了换挡自动化。在换挡时,驾驶员只需控制油门踏板。至于什么时候换挡(换挡时机,换入哪个挡(换挡挡位,以及怎么换挡(换挡动作的协调和配合将全部自动化。
手动挡主要通过调节不同齿轮组合来更换挡位,而自动变速箱是通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速的目的。其中液力变扭器是自动变速箱最具特点的部件,它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成,泵轮和涡轮是一对工作组合,泵轮通过液体带动涡轮旋转,而泵轮和涡轮之间的导轮通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差并实现变速变矩功能,对驾驶者来说,您只需要以不同力度踩住踏板,变速箱就可以自动进行挡位升降。由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大,因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮提高效率,液压操纵系统会随发动机工作变化自行操纵行星齿轮,从而实现自动变速变矩。
自动挡的汽车由于发动机和变速箱之间没有离合器,他们之间的连接是靠液力变矩器来实现的,液力变矩器的作用一是传递转速和扭矩、二是使发动机和自动变速箱之间的连接成为非刚性的以方便自动变速箱自动换挡。液力变矩器的工作原理就像两个风扇相对,一个风扇工作,然后将另一个不工作的风扇吹动。这个比喻可以很形象的解释液力变矩器中泵轮和涡轮之间的工作关系。为了成为液力变矩器还需另一个部件:导轮。导轮是存在于泵轮和涡轮之间的一个部件,用于调节壳体中ATF 液流方向,通过单向离合器与箱体固定。
(至此我们了解到了液力变矩器的最大特点——软连接,而这种动力的传输方式起到了两大功能:1、从静止到低速时的平稳起步;2、在加速过程中,较大动力输出时,起到增大扭矩的作用。如果与MT上的离合器相比较,则需注意的是,第一条起到了并优化了MT上离合器的功能,但第二条则是离合器无法实现的。
但液力变矩器这先天“软连接”特点有一个弱点,动力不是直接输出的,在扭矩输出对等是,泵轮的转速要大于涡轮这样的话在传输动力时,ATF还在壳体中循环,浪费了动力,所以目前几乎所有液力变矩器都有一个高效节能的部件:液力变矩器锁止器。锁止器的形式是一个多片离合器,其作用就是当变矩器处于耦合状态,无需增矩
时,将泵轮和涡轮锁止,这样的话动力传递即为“硬连接”,全部的无损(或者说有微量的动力流失的将从曲轴传递到了下一站:变速箱。
简单解释一下上图:i轴为转速比,表示涡轮与泵轮转速之比,左端泵轮转速远大于涡轮,右边相等。起步或大脚油门时,转速比较小,泵轮比涡轮快很多,此时泵轮输出的扭矩要比涡轮输入扭矩大很多,比较有力,但传动效率较低;轻踩油门,转速比增加,变矩比降低,传动效率也相应提高,转速比为60%时,效率最高;当稳定油门,速度较为稳定是,转速比进一步上升,变矩比接近1,但此时传动效率下降;为避免动力流失,变矩器用离合器锁止,转速比骤增至1,效率也达到最高。
一、机械传动原理
液压机械无级变速器大都用到了行星齿轮机构,这与行星齿轮机构具有结构紧凑,传递功率大的特点是分不开的。行星齿轮机构由太阳轮、齿圈及两个或两个以上的行星架组成。一般选择两个输入另一个输出,
而为了增加档位,汽车上的行星齿轮升级成了齿轮组、齿轮排,再通过一系列执行器便可以完成换挡了
二、液压传动的基本原理
液压传动的基本原理是在密闭的容器内,利用有压力的油液作为工作介质来实现能量转换和传递动力的。其中的液体称为工作介质,一般为矿物油,它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。液压传动是利用帕斯卡原理!帕斯卡原理是大概就是:在密闭环境中,向液体施加一个力,这个液体会向各个方向传递这个力!力的大小不变!液压传动就是利用这个物理性质,向一个物体施加一个力,利用帕斯卡原理使这个力变大!从而起到举起重物的效果!
机械传动的效率高,液压传动的效率低,在保证液压调速的基础上,机械传递功率所占总功率的比例越大,液压机械无级变速器的总效率越高。正因为如此,液压机械无级变速器力争使液压所传功率比例最低
参考文献:
1.张明柱,周志立,徐立友.农业拖拉机用多段液压机械无级变速器设计.农业工程学报,2003,19
2.田全忠.液压机械传动在大功率拖拉机上的应用分析.拖拉机与农用运输
车,2001,2:31—33
3.拖拉机地盘结构设计图册[M]. 机械工业出版社.1974
4.拖拉机设计手册
5《拖拉机与农用运输车》2001年02期液压机械传动在大功率履带拖拉机上的应用与分析。田全忠
车 MR1 HMR2 + – + – + + _ –– + +
静液压传动工程机械的制动系统 摘要国内外研制和应用静液压传动的工程机械越来越多，本文简要介绍了其制动系统的特点、类型，分析了不同工况下制动系统的作用以及不同制动系统的应用范围。 关键词：静液压传动工程机械制动系统 根据技术要求及通行安全，采用静液压传动的工程机械与常规机械一样，需要具备行走制动、停车制动和应急制动等3套制动系统。它们的操纵装置必须是彼此独立的。 1 行车制动系统 行车制动系统应能在所以运行状态下发挥作用。它首先用以使运动中的车辆减速，继而在必要时使车辆完全停止运动处于静止状态。对行走制动系统的要求是：第一，在车辆运动的整个速度范围内均能产生足够的制动阻力，使车辆减速直至停车；第二，具有足够的耗能或贮能容量来吸收车辆的动能；第三，行走制动装置的作用必须是渐进的；第四，行走制动系统的操纵功能必须是独立的，不应受其它正常操纵机构的影响，不能在离合器分离或变速器空档时丧失制动能力。从原则上说，凡是能完全满足上述要求的装置，均可用于行走制动系统。行走制动是使用最频繁的制动装置，一般称为主制动系统。 现代工程机械行走制动系统除普遍采用带有较大容量的制动盘、鼓等摩擦式机械制动器作为主执行元件外，也越来越多地利用发动机排气节流、电涡流、液涡流等作为辅助的吸能装置。后几种装置的优点是本身没有产生磨损的元件，能更好地控制减速力（矩），从而减少主制动元件（刹车盘、片等）的磨损和延长其使用寿命。但它们的制动力都与行走速度有关，一般无法独立使车辆完全停止，只能作为辅助制动装置（缓速装置）来使用。 静液压传动系统由连接在一个闭式回路中的液压泵和液压马达构成。对这种传动装置所选用的泵和马达，除了有与一般液压元件相同的高功率密度、高效率、长寿命等性能要求外，还要求两者均能在逆向工况下运行，即在必要时马达可作为泵运行，泵可成为马达运行，使整个系统具备双向传输功率或能量的能力。这样当泵的输出流量大于马达在某一转速下需要的流量时，多余的流量就使马达驱动车辆加速，而加速力的反作用力通过马达使入口压力升高，液压能转化为车辆的动能增量；反之，如调节变量泵的排量使其通过流量不敷于马达的需求时，马达出口阻力增大，在马达轴上建立起反向扭矩阻止车辆行驶，车辆动能将通过车轮反过来的驱动马达使其在泵的工况下运行，并在马达出油口建立起压力，迫使泵按马达工况拖动发动机运转，车辆的动能将转化为热能由发动机和液压系统中的冷却器吸收并耗散掉。由于静液压传动系统产生的阻力（矩）原则上只取决于系统压力和马达排量而与行走速度无关，所以这种系统既能象上述“缓速器”那样使车辆减速，又能使其完全停止运动，不仅能满足行走制动全部功能要求，而且在制动过程中没有元件磨损且可控性良好。因此，静液压传动系统本身完全可以作为行走制动装置使用。装有静液压传动系统的车辆一般无须另行配置机械制动器，但系统中不能有驾驶员可随意操纵的使功率流中断的装置（如液压系统中的短路阀、马达与驱动之间的离合器或机械换
液压机械无级变速传动在拖拉机上的应用分析 徐立友1,李金辉1,张彦勇2 (1.河南科技大学车辆与动力工程学院,河南洛阳 471003;2.洛阳L Y C轴承有限公司,河南洛阳 471039) 摘 要:液压机械无级变速器是一种新型的无级变速传动装置。为此,介绍了液压机械无级变速传动的工作原理,在给出具有代表性的拖拉机用液压机械无级变速器结构方案的同时,简单分析了其传动原理和特点。同时, 结合拖拉机的作业要求,对液压机械无级变速器的结构方案、参数的选择以及自动控制系统等主要问题进行了阐述,提出了相应的原则,对应用于拖拉机的液压机械无级变速器的产品开发设计和选配具有一定的借鉴意义。关键词:拖拉机;液压机械无级变速传动;关键技术 中图分类号:S219.032.1 文献标识码:A文章编号:1003-188X(2009)11-0215-04 0 引言 目前,国外大功率拖拉机以及部分工程车辆的传动系广泛采用液力机械传动变速箱,还有部分先进机型采用全液压传动技术。其操纵方式已由手动液控向电液控制技术方面发展,并取得了非常好的效果,大大提高了整机行驶平顺性和作业性能。虽然它们都具有无级变速功能,操纵轻便,整机动力性好,可靠性高,但由于传动系的传动效率较低,直接影响了整机生产率和经济性。液压机械无级变速传动(H M-C V T)综合了液压传动和机械传动的主要优点,兼有无级调速性能和较高的传动效率。在大功率拖拉机、重型汽车、工程机械等车辆上有着良好的应用前景[1-6]。本文在分析液压机械无级变速传动原理的基础上,给出具有代表性的拖拉机用液压机械无级变速器,并结合拖拉机的作业要求,对液压机械无级变速传动的关键技术进行了阐述,以期为拖拉机液压机械无级变速器的产品开发设计提供参考。 1 液压机械无级变速传动原理 图1为液压机械无级变速传动的基本形式,发动机输出的功率分成两路,一路作为机械功率通过离合器直接传给太阳轮s,另一路作为液压功率,经传动齿轮后,通过液压传动系将功率传给齿圈r,最后功率经差动轮系合成后由行星架c输出。当离合器C脱开、 收稿日期:2009-01-09 基金项目:河南省教育厅自然科学研究计划项目(2008B460006);河南科技大学博士科研启动基金资助项目(2008-2010);河 南科技大学科学研究基金项目(2008Z Y007) 作者简介:徐立友(1974-),男,河南息县人,副教授,博士,(E-m a i l)x l y o u2002@s i n a.c o m。 制动器B接合时,发动机的功率全部经液压传动输出,随着变量泵和定量马达排量比e从0～+1变化,输出转速n b从零逐渐增大,其关系如图2中的H段。 当离合器C接合、制动器B脱开时,机械功率和液压功率经差动轮系合成后输出,此时随着e从+1～-1变化,输出转速n b在一定范围内连续无级变化,如图2中的H M段。若通过电液伺服阀控制变量泵的斜盘倾角,使液压马达的转速为0,则发动机的功率全部由机械功率传递,此时传动效率最高。 图1 液压机械传动结构图 F i g.1 C o n f i g u r a t i o no f h y d r o-m e c h a n i c a l t r a n s m i s s i o n 图2 输出转速与e的关系 F i g.2 R e l a t i o n s h i p o f o u t p u t r e v o l u t i o ns p e e d a n de · 215 · 2009年11月 农机化研究 第11期
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
液压机械无级变速器设计与试验分析 摘要：液压机械无级变速器（HMCVT）兼具机械传动高效和液压传动无级调速的特点，适应了大功率拖拉机的传动要求。功率经分流机构分流，液压调速机构中的变量泵驱动定量马达，在正、反向最大速度间无级调速，液压调速机构与机械变速机构相配合，经汇流机构汇合，实现档位内微调，通过换挡机构实现档位间粗调，最终实现车辆的无级变速。 关键词：单行星齿轮；液压机械无级变速器；设计 对大马力拖拉机进行动力学和运动学分析，根据性能参数，设计一种单行星排汇流液压机械无级变速器（HMCVT），包括发动机、液压调速机构和离合器的选择，单行星齿轮、换挡机构齿轮传动比的设计。 一、变速器总体设计方案 1.变速器用途和选材。设计一种用于时速－10～30 km/h大马力拖拉机的单行星排汇流液压机械无级变速器。变速器由纯液压起步、后退档，液压机械4个前进档位和2个后退档位构成。液压调速机构选择SAUEＲ90系列055型变量泵、定量马达及附件，采用电气排量控制（EDC）构成闭环回路。选择潍柴WP4．165柴油机作为变速器配套发动机，最大输出功率Pemax=120 kW，全负荷最低燃油消耗率gemin=190 g/kW·h，额定转速nemax=2 300 r/min，最大转矩Temax=600 N·m。汇流机构选用2K－H行星排，行星排特性参数k定义为行星排齿圈齿数与太阳轮齿数之比，取k=3．7。太阳轮、行星架材料选用20crmnti，齿圈材料选用40cr。模数为3，实际中心距为57 mm，太阳轮与行星架采用角度变位，行星架与齿圈采用高度变位。太阳轮轴连接液压调速机构可使系统增速减矩，并充分利用液压元件特性，以提高使用寿命。 2.变速器设计方案。液压机械无级变速器设计方案如图1。变速器输入轴、输出轴和液压动力输入轴成“品”字型布局，行星排通过离合器与机械动力输入轴和液压机械输出轴相连。 1．机械动力输入轴2．输入轴3．前进后退档接合套4．变量泵5．定量马达6．液压机械输出轴7．液压动力输入轴8．输出轴 图1 液压机械无级变速器结构图 离合器L1、L2由比例压力阀控制，结合平稳，起主离合器作用，其它离合器采用电磁换向阀控制，以降低成本；变速器起步和制动为纯液压传动，此时，离合器L8接合；L1～L4是行星排同步离合器，L5～L7是换挡机构离合器。所有离合器由补油泵供油，采用蓄能器减小离合器动作时的油压波动，采用大排量低压齿轮泵供油冷却润滑油路。 二、HMCVT试验台设计 HMCVT试验台用于HMCVT性能试验，试验内容包括空载损耗特性试验、无级调速特性试验、传动效率特性试验和自动调速特性试验。空载损耗试验用于考查HMCVT输出轴不加载状态下变速器功率消耗随变速器速比变化情况；无级调速特性试验用于考查发动机工作在最佳工作点下HMCVT的无级调速范围；传动效率特性试验用于考查HMCVT在不同速比下的传动效率，验证HMVCT传动的高效率特性；自动调速特性试验用于考查负载连续变化时HMCVT速比对发动机最
工程机械液压系统的基本构成及元件介绍 工程机械的液压系统，是工程机械很重要的一个组成部分。它不仅关系到设备动臂和铲斗等的使用，还关系到设备的转向等问题。对工程机械的液压系统的构成有一个初步的了解，能够让工程机械的使用者更好的使用设备，减少故障和事故发生的可能性。今天，小编将带您初步地了解工程机械的液压系统的基本构成和元件情况，希望这篇文章会对您有所帮助。 所谓的液压系统就是使用有连续流动性的油液（即所谓液压油），通过液压泵把驱动液压泵的电动机或发动机的机械能转换成油液的压力能，经过各种控制阀（压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等），送到作为执行器的液压缸或液压马达中，再转换成机械动力去驱动负载。 一、工程机械液压系统各组成部分及功能： 1原动机（电动机、发动机）：向液压系统提供机械能 2液压泵（齿轮泵、叶片泵、柱塞泵）：把原动机所提供的机械能转变成油液的压力能，输出高压油液 3执行器（液压缸、液压马达、摆动马达）：把油液的压力能转变成机械能去驱动负载作功，实现往复直线运动、连续转动或摆动 4控制阀（压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀）：控制从液压泵到执行器的油液的压力、流量和流动方向，从而控制执行器的力、速度和方向 5油箱：盛放液压油，向液压泵供应液压油，回收来自执行器的完成了能量传递任务之后的低压油液 6管路：输送油液 7过滤器：滤除油液中的杂质，保持系统正常工作所需的油液清洁度 8密封：在固定连接或运动连接处防止油液泄漏，以保证工作压力的建立 9蓄能器：储存高压油液，并在需要时释放之 10热交换器（散热器）：控制油液温度 11液压油：是传递能量的工作介质，也起润滑和冷却作用一个系统中不一定包含以上所有的组成部分,但是液压泵、执行器、控制阀、液压油是必须有的。 二、液压系统的分类： 1、开式系统和闭式系统： 按照液压回路的基本构成可以把液压系统划分为开式系统和闭式系统。 开式系统： 泵所输出的压力油在完成做功任务后从执行驶器返回油箱。应用普遍，但油箱要足够的大。有油缸的系统肯定是开式系统
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
液压系统基本原理 图 YT4543型动力滑台液压系统图1—背压阀；2—顺序阀；3、6、13、15—单向阀；4、16—节流阀；5—压力继电器；7—液压缸； 8—行程阀；9—电磁阀；10—调速阀；11—先导阀；12—换向阀；14—液压泵 第一节液压传动的发展史 液压传动和气压传动称为流体传动，是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，1795年英国约瑟夫布拉曼(Joseph Braman,1749-1814)，在伦敦用水作为工作介以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油,又进一步得到改善。
第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在19 世纪末20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁尼斯克(GConstantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。 第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近20 多年。在1955 年前后, 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工。业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等；发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等；船舶用的甲板起重机械（绞车）、船头门、舱壁阀、船尾推进器等；特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等；军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。 第二节液压系统地组成
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
现在车辆上的传动装置多采用机械式变速器， 1液力机械式变速器（AT）液力机械式变速器由液力变矩器和多挡机械变速箱组成。 2液压机械无级变速器（HMT）及应用分析 3静液压无级变速器（HST）及其应用分析静液压无级变速器（HST）依靠液压变量马达实现纯液压无级变速，效率较AT高，但较齿轮变速器低许多，传递功率不大 4 金属带式无级变速器 为了充分利用发动机大的功率，节约能源以及获得优良的动力性能，最理想的方法是从传统的有级传动发展为无级传动。 目前普遍采用的液力变矩器及其闭锁装置，自动换挡机构等均是为了弥补有级传动的不足而产生的传动模式，但不能实现真正的无级变速。 另外还出现了全液压传动的无级变速器，其操纵方式也由手动液控向电液控制或微电脑控制技术方面发展，并取得了非常好的效果，大大提高了整机的行使平顺性和作业性能，液压传动可以保证车辆具有稳定的行驶速度。但是在液压传动的车辆中传动效率低也是一个不容忽视的问题，按当代的技术水平，纯液压传动中最高效率在80-85%左右，而在车辆使用中，一般只能达到50-60%。此外，适用于重型车辆使用的大功率的液压元件难以加工，也使液压传动的车辆增加了制造成本。另外，这种高油压高转速的变量泵和定量马达的排量越大，即功率越大时，效率和寿命愈难以保证，生产愈困难，在市场上愈难买到。液压传动的低效率直接影响了整机的生产率和经济性，决定了它在车辆上很难有较大的发展空间。 机械液压双功率流则兼有机械传动的高效率和液压无级传动的双重优点，可在较宽的范围内实现可控的无级变速和所需的车速。以小功率的液压元件传递大功率特性，高效率特性，为车辆的经济性和动力性问题的解决找到了理想的道路。 液压机械无级传动是一种双功率流传动系统，分为液压功率和机械功率两路传递，分流机构分流后液压马达在正向和反向最大速度之间来回无级变速。其每一个行程和行星齿轮机构的一种工况相配合，最后两路汇合成由若干无级调速段相衔接并组逐段升高的全程无级输出速度。液压元件只负担最大功率的一部分，其他功率都由机械路传递。这相当于将液压无级变速功率扩大，传动总效率相对于液压传动也显著提高，和液力机械传动相比，装载量最大可提高30%，燃油经济性最大可提高25%。其特点是通过机械传动实现功率转递，通过液压机械相结合实现无级变速。 液压机械无级变速器（ HMT）及应用分析 液压机械无级变速器（HMT）由液压调速机构和机械变速机构及分、汇流机构组成，是一种液压功率流与机械功率流并联的传动形式，通过机械传动实现传动高效率，通过液压传动与机械传动相结合实现无级变速。其原理如1所示，输入功率经分流机构分流为两路，一路经液压调速机构流至汇流机构，另一路经机械变速机构传至汇流机构，由于液压调速机构具有无级调速特性（通过控制系统控制变量泵斜盘倾角的变化使排量改变来实现），与机械变速机构经汇流机构汇流后，使HMT实现无级变速。液压调速机构有变量泵-定量马达，定量泵-变量马达，变量泵-变量马达3种形式，第一种应用较多。机械变速机构为自动有级变速器。分、汇流机构为定轴齿轮传动或行星齿轮传动，从成本及实
液压元件 1．液压泵将电动机(或其它原动机)输出的机械能转换为液体压力能的能量转 换装置,在液压系统中液压泵是动力源,是液压系统的重要组成部分。液压泵主要有齿轮泵、叶片泵、和柱塞泵三大类。 2．液压缸将液体的压力能变为机械能的能量转换元件。液压缸一般用于实现 直线往复运动及摆动运动等。按结构特点不同，液压缸分为活塞式、柱塞式和摆动式三大类。 （1）活塞式液压缸 a.单出杆液压缸 如图所示，单出杆缸的特点是仅在液压缸的一端有活塞杆，于是缸两腔的有效面积大小不等，无杆腔的面积比有杆腔的面积大，因此，当压力油以相同的压力和流量分别进入两腔时，活塞两个方向的推力和运动速度都不相等。 图5.1.1单出杆液压缸图5.1.2双出杆液压缸 b.双出杆液压缸 双出杆缸的特点是在液压缸的两端都有活塞杆，于是缸两腔的有效面积大小相等，因此，当压力油以相同的压力和流量分别进入两腔时，活塞两个方向的推力和运动速度都相等。 （2 ）柱塞式液压缸 如图所示，柱塞缸的特点是液压油从左端进入液压缸，推动柱塞向右移动，回程靠外力或本身自重回位，为获得双向往复运动，柱塞缸常成对使用。 图5.1.3柱塞式液压缸 3．单向阀防止液流倒流的元件，按控制方式不同，可分为普通单向阀和液控 单向阀。普通单向阀使液体只能向一个方向流动，反向截止；液控单向阀是使液流有控制的单向流动。 图5.1.4单向阀职能符号图5.1.5普通单向阀 此外，有一种三通式液控单向阀，称为梭阀或选择阀。根据阀芯工作时的形态像 只梭子而得名，它可以自动进行油路压力的选择。梭阀的结构如图所示，它有二个压力油入口和一个出口。当右边进口压力大于左边进口压力时，阀芯被两者的压力差推向左边，关闭左端压力油口，从而右端压力油通向出口;反之，左端压
本科生毕业论文（设计） 题 目: 液压机械无级变速器传动系统 设计与仿真研究 姓 名: 孙东磊 学 院: 工学院 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 机制104班 学 号: 33110404 指导教师: 肖茂华 职称: 讲师 2014年5月1日 南京农业大学教务处制
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 1 绪论 (2) 1.1论文研究背景和意义 (2) 1.1.1无级变速器分类 (3) 1.2国内外研究现状 (4) 1.2.1国外研究现状 (4) 1.2.2 国内研究现状 (5) 1.3 本文所研究的主要目标和内容 (5) 2 液压机械传动系统理论研究 (6) 2.1液压机械无级变速的基本原理 (6) 2.1.1差动变速原理 (6) 2.1.2双电机驱动有级变速 (6) 2.1.3直流电机无级变速 (7) 2.1.4液压马达驱动无级变速 (7) 2.1.5机械液压式双流传动系统 (7) 2.2液压机械传动系统原理及液压系统元件的选择 (9) 2.3液压机械传动分/汇流的基本形式及特点 (10) 2.3.1定轴齿轮副分/汇流特点 (10) 2.3.2行星齿轮机构分/汇流特点 (10) 2.4液压机械传动分/汇流的组合形式 (12) 2.4.1分速-汇矩式 (12) 2.4.2分矩-汇速式 (15) 2.5分矩-汇速式组合方案特性分析 (17) 2.5.1液压机械传动系统转速特性 (17) 2.5.2 液压机械传动系统转矩特性 (18) 2.5.3液压功率分流比特性 (19) 2.5.4液压机械传动系统效率特性 (20) 2.6本章小结 (21) 3 液压机械无级变速器参数确定 (22) 3.1液压机械无级变速器方案 (22) 3.2 输出转速理论模型 (22) 3.2.1 液压路转速理论模型 (22) 3.2.2总输出转速理论模型 (23) 3.3结构参数关系 (24) 3.3.1等比传动条件下的参数关系 (24)
探讨拖拉机液压机械无级变速器的设计理念(新编版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0417
探讨拖拉机液压机械无级变速器的设计理 念(新编版) 无论是农用还是工业运输用途，拖拉机机械运转质量都发挥着不可小觑的功效。根据现下技术条件基础下的液压机械无级变速操控装置现状进行观察，其中的单排机理部件和变量泵支持的马达液压式传动结构，利用多档支持功能的变速箱实现系统中心的搭建。 拖拉机进行实地作业操作环节中，面临不同环境因素和外界负荷的频繁危机影响，必须深度掌握内部发动机机理和变速结构的适时变更转换原理，适当控制扭矩适应负荷程度和行驶活动过程中的阻力效果，充分发挥机械运转制动质量，保证内部油气的合理消耗，满足经济效果的科学补充要求。传统拖拉机变速系统中的换挡机制自由掌控标准有限，对于一些连续性的无级操控处理无法全面掌控，
即便适当增加档位结构，也会造成变速箱机械结构的严重负担。而液压式无级变速器在利用机械功率新型传动制备装置的机理条件下，配合变量泵和单排内部部件进行马达制动结构范围的拓展，促进先进科技校正后的机械整改工作质量得到完善和提高。 相关机械传动方案的原理内容整理 目前市面上存在的拖拉机变速箱既定样本格式主要是（6+2）档，在一定传动结构必要模式的控制范围下，这种拖拉机在对速比机制的调整工作上没有过高的主观定义效果，实际工作有效区段把握范围不够宽泛。透过传统工艺的潜在继承要求和整体机械配套的固化样式因素进行保留意见的阐述，这种原始机型总体尺寸和结构效应参数规模基本可以保持不变，只要全力对变速箱结构进行整改即可。由于这类样品的中央传动设备和尾端制动占总体动力比例值约为22.134，实际驱动支持轮部分的动力扩展范围在0.437米左右，加上发动机机械的基本转速可以维持在每分钟2200转的前提因素下，这种对机械原理内容的总结工作还是利用现实生产工业活动中的机械适应状况进行国外先进经验技术的武装、补充，并根据同类型的
液压机械无级变速器传动特性分析示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
液压机械无级变速器传动特性分析示范 文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 液压机械无级变速器对车辆实现无级变速具有重要的 作用。本文先对液压机械无级变速器进行了简单的介绍， 再重点分析了液压机械无级传动变速器的传动特性。 在车辆动力系统发展的过程中，从有级变速发展到无 级变速成为了一种趋势。安装有级变速器的车辆在行驶过 程中，发动机不能够一直处于最佳状态。这不仅降低了驾 驶的舒适性，而且降低了发动机的使用效率，造成了一定 能源的浪费。在改进的过程中，人们发明了液力变矩器及 其闭锁装置、自动换挡机构等。这些改进虽然在一定程度 上弥补了有级传动的不足，但是还不能够实现真正的无级 变速。液压传动技术的发展为无级变速提供了新的技术支
持，纯液压传动能够实现无级变速，保证汽车行驶的稳定性能。但是纯液压传动的传动效率偏低，能源利用率不高。为此可以将液压和机械进行结合，将机械的高传动效率和液压的无级控制结合在一起，从而实现液压机械无级传动。液压机械无级传动变速器工作时，具有无级调速、传动功率比值高以及高效率等传动特性。本文先对液压机械无级传动变速器的工作原理和特点进行介绍，再着重探讨和分析液压机械无级传动变速器的传动特性。 液压机械无级变速器概述 在液压机械无级传动器中，存在着两个功率流的传动，属于双功率流传动范畴。液压机械无级传动器主要由液压和机械两个部分组成。液压部分是由一些液压元件组成，包括变排量和定排量元件，主要负责传递液压路功率。机械部分是由行星排或齿轮构成，主要负责传递机械路功率。液压部分传递的功率可以通过液压元件调节实现
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
机械无级变速器分类及型号编制方法（JB/T7683-95） 1主题内容与适用范围 本标准规定了机械无级变速器（简称无级变速器）的分类和型号编制方法。本标准适用于机械无级变速器。 2无级变速器的分类 2.1固定轴无级变速器 2.1.1滚轮平盘无级变速器 2.1.2滚轮长锥无级变速器 2.1.3球轮锥盘无级变速器 2.1.4锥盘环盘无级变速器 2.1.4.1相交轴锥盘环盘无级变速器（干式、湿式） 2.1.4.2平行轴锥盘环盘无级变速器（干式、湿式） 2.1.4.3两级锥盘环盘无级变速器 2.1.5光杆转环直线无级变速器 2.1.6滚锥平盘无级变速器 2.1.6.1单滚锥平盘无级变速器 2.1.6.2双滚锥平盘无级变速器 2.1.6.3四滚锥平盘无级变速器 2.1.7偏置球锥无级变速器 2.1.8钢环锥轮无级变速器 2.1.8.1 内钢环长锥无级变速器
2.1.8.2 外钢环长锥无级变速器 2.1.8.3 刚环分离锥轮无级变速器2.1.9多盘无级变速器； 2.1.9.1单锥多盘无级变速器 2.1.9.2单级多盘无级变速器 2.1.9.3两级多盘无级变速器 2.1.10钢球无级变速器 2.1.10.1钢球平盘无级变速器 2.1.10.2钢球杯轮无级变速器 2.1.10.3钢球锥轮无级变速器 2.1.10.4无轴钢球锥轮无级变速器2.1.10.5无轴钢球内锥轮无级变速器2.1.11弧锥轮无级速器 2.1.11.2弦置弧锥轮无级变速器2.1.11.3络筒式弧锥轮无级变速器2.1.12菱锥锥轮无级变速器 2.2行星无级变速器 2.2.1行星锥盘无级变速器 2.2.2行星菱锥无级变速器 2.2.3行星长锥无级变速器 2.2.4行星锥鼓无级变速器 2.2.5无轴行星菱锥无级变速器
机械无级变速器分析 摘要 机械无极变速器传动是指在某种控制的作用下使机器的输出轴转速可在两个极值范围内连续变化的传动装置。能够适应工艺要求多变、工艺流程机械化和自动化发展以及改善机械工作性能。它具有主动和从动两根轴，并能通过传递转矩的中间介质把两根轴直接或间接地联系起来，以传递动力。当对主、从动轴的联系关系进行控制时，即可使两轴间的传动比在两极值范围内连续而任意地变化。 钢球式无极变速器是以钢球作为中间传动元件，通过改变钢球主动侧和从动侧的工作半径来实现输出轴转速连续变化的机械无级变速器。由钢球、主动锥轮、从动锥轮和内环所组成。动力由输入轴输入，带动主动锥轮同速转动，经钢球利用摩擦力驱动内环和从动锥轮，再经从动锥轮，V形槽自动加压装置驱动输出轴将动力输出，调整钢球抽芯的倾斜角就可达到变速的目的。本文分析在传动过程中变速器的主、从动轮，钢球的工作原理和受力关系；通过受力关系分析。 这种无级变速器具有良好的结构和性能优势，具有很强的实用价值，完全可以作为批量生产的无级变速器。其主要特点是：变速范围较宽；恒功率特性好；可以升、降速,正、反转；运转平稳,抗冲击能力较强；使用寿命长；调速简单,工作可靠；容易维修。 关键词：机械无级变速器原理钢球调速 # 绪论 机械无级变速器的概述和应用 机械无级变速器是由变速传动机构、调速机构以及加压装置和输出机构组成的一种传动装置。其功能特征主要是：在输入转速不变的情况下，能实现输出轴的转速在一定范围内连续变化，以满足机器或生产系统在运转过程中各种不同工况的要求。 机械无级变速器转速稳定、滑动率小、具有恒功率机械特性、传动效率较高，能更好地适应各种机械的工况要求及产品需要，易于实现整个系统的机械化、自动化，且结构简单，维修方便、价格相对便宜；特别是某些机械无级变速器可以在很大的变速范围内具有恒功率的机械特性，这是电气和液压无级变速所难以达到的。机械无级变速器的适用范围广，在驱动功率不变的情况下，因工作阻力变化而需要调节转速以产生相应的驱动力矩（如
拖拉机液压机械无级变速器的特性分析1 摘要以东方红1302R拖拉机液压机械无级变速器为对象，建立了其速比与变量泵和定量马达排量比、液压功率分流比、传动效率的关系式，给出各段（挡）工况下的功率流向，分析循环功率存在条件及其对变速机构输出的影响。结果表明：行星排特性参数k是影响液压机械无级变速器特性的主要设计参数，其值应在2.4 3.0<
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