汽车无级变速器液压系统的建模与分析

汽车无级变速器CVT液压部分基本原理第五章 CVT变速器结构与原理知识点5：CVT 液压部分基本原理知识点5：CVT液压部分基本原理知识点5：CVT液压部分基本原理知识点5：CVT液压部分基本原理知识点5：CVT液压部分基本原理知识点5：CVT液压部分基本原理知识点5：CVT液压部分基本原理知识点5：CVT 液压部分基本原理知识点5：CVT液压部分基本原理知识点5：CVT液压部分基本原理知识点5：CVT液压部分基本原理知识点5：CVT液压部分基本原理 * 液压部分是实现变速控制的关键环节目前CVT电液控制系统主要有两种液压方案：单压力回路和双压力回路。

荷兰VDT公司所研制的CVT 日本的Honda公司研制的CVT 1.单压力回路液压系统主、从动液压缸采用同一个液压源。

为了保证对速比有很好的控制，主动液压缸横截面积为被动液压缸的1.7～2倍，随具体参数的变化略有不同。

1.单压力回路液压系统缺点：比机械控制系统前进了一大步，但单压力回路也存在着自身的缺点。

由于主、从动轮液压缸工作面积相差较大，给液压缸的结构和布置带来的困难；在主动缸高速旋转的时候，由于它的尺寸较大时会产生很大的离心力，从而产生较大的动压，最终影响到速比的精确控制。

优点：结构简单，所需控制阀的数量少，控制变量少，具有较大的实用价值。

目前国内的研究基本上都是基于单压力回路系统。

2.双压力回路液压系统（1）基本原理采用了单一液压油源来提供压力由于可以方便地对主、从动缸的压力分别进行控制，从而可以采用相同的横截面积，这样就解决了单回路主、从动缸面积相差过大，布置困难的问题，也排除了液体的动压的干扰，对速比的控制提高了精确度。

2.双压力回路液压系统（2）本田飞度双压力回路液压系统的组成主要由主阀体、手动阀体、油泵、控制阀体、滤清器、变速器油（ATF）冷却器以及相应的压力油道和润滑油道等组成。

主阀体：内部装有润滑阀、PH（高压）调节阀、起步离合器换档阀、离合器调压阀、换档离合器蓄能器、起步离合器后备阀、PH控制换档阀。

《基于Simscape的液压机械无级传动建模与分析》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，液压机械无级传动系统在各类工程机械、汽车及重工业设备中扮演着重要的角色。

这种传动系统能够提供平滑、连续的传动比变化，因此被广泛应用于需要高效、稳定和灵活动力的设备中。

本文旨在探讨基于Simscape的液压机械无级传动建模与分析方法，以提升系统性能及优化设计。

二、Simscape与液压机械无级传动建模Simscape是MATLAB/Simulinks中用于多物理场仿真的一款工具箱，它提供了丰富的模型库和强大的仿真功能，可以有效地模拟和分析复杂的多物理系统。

在液压机械无级传动系统中，Simscape可以用于建立精确的液压系统模型，包括液压泵、液压马达、控制系统等关键部件。

建模过程中，首先需要根据无级传动的结构和工作原理，在Simscape中建立各组件的模型。

这包括定义液压系统的流体特性、液压缸的动态特性、控制系统的逻辑等。

通过这些模型的建立，可以模拟无级传动系统在实际工作过程中的动态行为。

三、液压机械无级传动系统的仿真分析仿真分析是评估液压机械无级传动系统性能的重要手段。

通过Simscape的仿真环境，可以模拟系统在不同工况下的运行情况，分析系统的动态特性和稳态特性。

例如，可以分析系统在启动、停止、变速等过程中的响应速度、平稳性以及能耗等指标。

此外，还可以通过改变系统参数，如液压缸的直径、活塞的行程、控制阀的响应时间等，来研究这些参数对系统性能的影响。

四、结果与讨论通过仿真分析，可以获得液压机械无级传动系统的性能数据和变化规律。

这些数据可以用于评估系统的性能优劣，为系统的设计和优化提供依据。

同时，通过分析不同参数对系统性能的影响，可以找到系统的最佳参数组合，从而提高系统的性能和效率。

在仿真过程中，还需要注意模型的准确性和可靠性。

模型的准确性直接影响到仿真结果的可靠性，因此需要确保模型能够准确地反映无级传动系统的实际工作情况。

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ABSTRACTThe 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目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 第1章绪论. (1)1.1 课题背景研究目的及意义 (1)1.2 乘用车无级变速器液压系统的发展历史和发展趋势 (2)1.3 设计的主要工作 (3)1.3.1主要设计内容 (3)1.3.2主要技术指标、要求 (3)第2章乘用车无级变速器液压系统方案设计 (4)2.1 液压系统概述 (4)2.1.1 液压系统的组成和型式 (4)2.1.2 液压系统的类型和特点 (4)2.1.3 液压传动与控制的优缺点 (4)2.2 液压系统设计 (5)2.2.1 明确设计要求 (5)2.2.2 总体规划、确定液压执行元件 (5)2.2.3 确定系统的工作压力 (6)2.2.4 方案选择 (6)2.3 本章小结 (6)第3章无级变速器液压系统传动部分设计 (7)3.1 金属带式无级变速器带传动部分的设计 (7)3.2 轴的设计计算 (12)3.2.1 主动轴的设计 (12)3.2.2 从动轴的设计 (13)3.3 轴和轴承的校核 (14)3.2.1 轴的校核 (14)3.3.2 轴承的校核 (17)3.4 箱体的结构设计 (20)3.5 本章小结 (20)第4章液压缸的设计与计算 (21)4.1 油缸选型确定 (21)4.2 液压缸主要尺寸的确定 (21)4.2.1液压缸工作压力的确定 (21)4.2.2液压缸内径D (22)4.2.3液压缸壁厚和外径的计算 (22)4.2.4液压缸工作行程的确定 (23)4.3 液压缸的强度和刚度校核 (24)4.3.1钢筒壁厚的校核 (24)4.4 液压缸的结构设计 (25)4.4.1缸体与缸盖的连接形式 (25)4.4.2密封装置 (25)4.4.3液压缸的缓冲装置 (25)4.4.4液压缸的排气装置 (26)4.5 本章小结 (27)第5章数字调压阀的设计 (28)5.1 数字调压阀的理论基础 (28)5.1.1液阻网络系统概述 (28)5.1.2 π桥液阻网络 (28)5.2 数字调压阀的结构和工作原理.................错误！未定义书签。

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。

《基于Simscape的液压机械无级传动建模与分析》篇一一、引言随着现代机械工程技术的不断发展，液压机械无级传动系统在各种机械设备中得到了广泛的应用。

这种传动系统具有传动比连续可调、适应性强等优点，为提高设备的性能和工作效率提供了重要的支持。

Simscape作为一款功能强大的多物理场仿真软件，为液压机械无级传动系统的建模与分析提供了有效的工具。

本文将基于Simscape，对液压机械无级传动系统进行建模与分析，以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、液压机械无级传动系统概述液压机械无级传动系统是一种通过液压原理实现传动比连续可调的传动系统。

它主要由液压泵、液压马达、控制系统等部分组成。

其中，液压泵和液压马达是系统的核心部件，通过改变两者的转速和转矩，可以实现传动比的连续调节。

此外，控制系统对液压泵和液压马达的工作状态进行实时监控和调节，保证系统的稳定性和可靠性。

三、基于Simscape的液压机械无级传动建模Simscape是一款功能强大的多物理场仿真软件，可以实现对各种机械系统的建模和分析。

在液压机械无级传动系统中，我们可以利用Simscape建立系统的三维模型，并对其进行分析。

具体步骤如下：1. 建立液压泵、液压马达等部件的三维模型。

在Simscape中，可以通过各种工具和模块，方便地建立各个部件的三维模型。

2. 建立系统的整体模型。

将各个部件的三维模型进行组合，形成系统的整体模型。

在建模过程中，需要考虑各个部件之间的连接方式和相互作用。

3. 设置仿真参数。

根据实际需求，设置仿真时间、步长、初始条件等参数。

此外，还需要设置液压泵、液压马达等部件的物理参数，如转速、转矩、压力等。

4. 进行仿真分析。

在设置好仿真参数后，可以开始进行仿真分析。

Simscape可以实时计算系统的动态响应，并输出各种数据和图表，为后续的分析提供依据。

四、液压机械无级传动系统的分析通过对液压机械无级传动系统进行建模和分析，我们可以得到以下结论：1. 传动比的连续可调性。

《基于Simscape的液压机械无级传动建模与分析》篇一一、引言随着现代机械工程的发展，液压机械无级传动系统在各种工程应用中发挥着越来越重要的作用。

其优点包括良好的传动效率、较大的传动比范围以及易于实现自动化控制等。

因此，对液压机械无级传动系统的建模与分析显得尤为重要。

本文将基于Simscape平台，对液压机械无级传动系统进行建模与分析，以期为相关研究与应用提供参考。

二、Simscape平台简介Simscape是MATLAB/Simulinks中的一种建模与仿真平台，主要应用于多物理场仿真、机械系统动力学分析以及液压系统模拟等。

利用Simscape，研究人员可以创建各种复杂机械系统的精确模型，并对系统性能进行全面的分析和评估。

三、液压机械无级传动系统的建模（一）系统结构与组成液压机械无级传动系统主要由液压泵、液压马达、控制系统以及传动机构等部分组成。

其中，液压泵和液压马达是实现无级传动的主要部件，控制系统则负责调节传动比和系统压力等参数。

（二）模型构建在Simscape平台中，我们根据液压机械无级传动系统的实际结构和工作原理，构建了系统的三维模型。

模型中包含了各部件的几何尺寸、材料属性以及力学特性等参数。

此外，我们还设置了合适的边界条件和初始条件，以便对系统进行全面的仿真分析。

四、模型仿真与分析（一）仿真设置在Simscape平台中，我们设置了适当的仿真参数，如仿真时间、步长以及各部件的参数等。

同时，我们还对控制系统进行了建模，以便实现传动比的调节和系统压力的控制。

（二）仿真结果分析通过对液压机械无级传动系统的仿真，我们得到了系统的动态性能和静态性能等数据。

通过对这些数据的分析，我们可以了解系统的传动效率、传动比范围以及压力波动等情况。

此外，我们还对系统的稳定性、可靠性以及抗干扰能力等进行了评估。

五、结论与展望通过对基于Simscape的液压机械无级传动系统的建模与分析，我们得到了以下结论：1. Simscape平台能够有效地对液压机械无级传动系统进行建模与分析，为系统的设计与优化提供了有力的支持。

《基于Simscape的液压机械无级传动建模与分析》篇一一、引言随着现代机械系统的日益复杂化，液压机械无级传动（Hydraulic Mechanical Continuously Variable Transmission，简称HMCVT）在各种工程应用中发挥着越来越重要的作用。

为了更好地理解和优化其性能，建立精确的模型并进行详细的分析显得尤为重要。

本文将基于Simscape这一多物理场仿真平台，对液压机械无级传动进行建模与分析。

二、Simscape与液压机械无级传动建模Simscape是MATLAB/Simulinks的一个模块，它提供了用于模拟和分析多物理场系统的工具。

在液压机械无级传动的建模过程中，Simscape能够有效地模拟液压系统的流体动力学、热力学以及机械系统的运动学和动力学。

在建模过程中，我们首先需要定义系统的各个组成部分，包括液压泵、液压缸、油路、执行器以及负载等。

这些组件在Simscape中都有相应的模块表示，通过连接这些模块，我们可以构建出整个液压机械无级传动系统的模型。

在建模过程中，还需要考虑到系统中的各种物理效应，如流体粘性、油路阻力、温度变化对流体性质的影响等。

这些因素都会对系统的性能产生影响，因此在建模时需要予以充分考虑。

三、液压机械无级传动模型的分析模型建立完成后，我们可以通过Simscape对其进行各种分析。

例如，我们可以分析系统在不同负载下的性能表现，以及在不同工况下的能量损失情况。

此外，我们还可以通过模型预测系统的动态响应，从而优化系统的设计。

在分析过程中，我们可以利用Simscape提供的各种工具和功能。

例如，我们可以使用Simscape的仿真结果进行后处理，从而得到我们关心的各种参数和指标。

此外，我们还可以使用Simscape的优化工具对模型进行优化，以提高系统的性能。

四、结果与讨论通过对模型的仿真和分析，我们可以得到许多有价值的结论。

例如，我们可以发现系统在不同负载下的最佳工作点，从而优化系统的运行策略。

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。

目录摘要 (3)第一章绪论 (5)1.1概述 (5)1.1.1液压传动的工作原理、特点及应用前景 (5)1.1.2无级变速器 (5)1.1.3无级变速器的分类 (6)1.2 液压无级变速器的研究状况和发展趋势 (7)1.3 本论文研究的意义 (8)1.4 本论文研究的工作 (8)第二章关于液压无级变速器的理论基础 (10)2.1 概述 (10)2.2 调速方案特点与适用情况的比较 (12)第三章液压无级变速器系统的设计 (13)3.1 液压泵及马达形式的选择 (13)3.2 径向柱塞泵及马达的工作原理 (14)3.2.1径向柱塞泵的工作原理 (14)3.2.2径向柱塞马达的工作原理 (15)3.3 液压无级变速器的工作原理 (16)3.4 液压无级变速器柱塞形式的讨论 (18)3.5 变速器配流轴和配油盘原理结构分析 (19)3.6 液压无级变速器的结构分析 (20)第四章液压无级变速器性能参数的分析 (23)4.1 液压传动系统特性的分析 (23)4.1.1 液压系统的转速特性分析 (23)4.1.2液压系统的转矩特性分析 (24)4.2 变速器系统主要参数的确定 (25)4.2.1 液压马达输出转速范围的确定 (25)4.2.2 液压马达最大扭矩的确定 (25)4.2.3 系统最大压力的确定 (26)4.3 变速器的工作效率 (26)4.3.1 变速器的容积效率 (26)4.3.2 变速器的机械效率 (27)4.4考虑工作孩度的变速器等效工作效率 (27)4.5变速器流量的分析 (28)第五章液压无级变速器的计算 (30)5.1液压系统主要参数 (30)5.1.1液压泵的主要参数 (30)5.1.2液压马达的主要参数 (30)5.2 液压泵的选择 (31)5.3 液压马达的选择 (32)5.4 参数计算分析 (32)5.5系统具体参数 (33)5.5.1传动比i (33)5.5.2功率P (34)5.5.3转矩T (34)小结 (35)致谢 (36)参考文献 (37)摘要本文通过液压容积调速回路的基本理论分析，设计了一种液压无级变速器，在特定条件下，完成无级变速。