金属带式无级变速汽车原理与传动效率的研究

在简单介绍了无级变速汽车的原理后分析了金属带式无级变速器的特点。分析了无级变速器效率的主要损耗源,提出了最有潜力提高效率的部分是无级变速器的变速机构及其控制策略。通过分析可知以钢带与带轮间的滑移率作为控制参数的新的控制方法可以有效的提高无级变速器的效率,推导了基于滑移率的夹紧力公式,这对进一步提高变速器传动效率提供了理论依据。     

金属带式无级变速器带轮变形摩擦损失分析

金属带式无级变速器(CVT)的带轮变形会导致金属带沿着带轮锥面发生径向偏移,从而使得系统产生摩擦损失,严重影响变速机构的传动效率.以某国产CVT为研究对象,建立了带轮变形摩擦损失模型并利用ANSYS软件对金属带式无级变速器传动部分进行有限元仿真分析.分析结果表明:速比是影响带轮变形的主要因素,带轮锥面最大变形量随着工作...     

无级变速传动控制系统的数学模型

从无级变速器实时控制的角度出发,把金属带式无级变速传动分为带轮夹肾力与传动比两个单目标控制系统,并建立了夹紧力控制与传动比控制系统的数学模型,是进一步研究无级变速传动的动态特性和发动机与汽车行驶阻力匹配规律所不可缺少的前期工作基础。     

基于滑移率控制的金属带式无级变速器夹紧力研究

针对金属带式无级变速器相对机械式变速器传动效率偏低的问题,使用基于滑移率的金属带夹紧力控制策略进行控制,与传动夹紧力相比,该控制策略降低了夹紧力并保证在任何工况下不打滑,提高了金属带动力传递效率,降低了车辆油耗。从金属带滑移传动机理出发,建立了CVT滑移率动态数学模型,提出了滑移率夹紧力控制策略,并在台架和实车上对基于滑移率夹紧力的控制策略进行了验证,试验表明,基于滑移率的夹紧力控制能提高传动效率8%～10%、降低油耗5.2%。     

金属带式无级变速器耦合现象及影响因素研究

金属带式无级变速器的传动比控制与夹紧力控制存在耦合关系,因此在控制中要精确控制传动比和夹紧力非常困难。而从目前的研究成果来看,要提高无级变速器的传动效率必须减小夹紧力使其工作在临界状态,从而使耦合现象变得更为明显。因此要提高CVT的传动效率,首先要对耦合产生的原因及其影响因素进行研究。针对这一问题进行了传动机理的分析,并通过实验确定了耦合程度的影响因素,为进一步探索耦合规律打下了基础。     

金属带式无级变速器带轮变形研究

带轮变形是影响金属带式无级变速器传动效率的众多因素之一。它会导致金属带的偏斜,加剧变速器各部件间的磨损,缩短变速器使用寿命。采用ANSYS软件对带轮变形进行分析,确定NDIV编号为20时的网格划分模式,分析结果表明,随着传动比的增大,主动轮变形减小、应力则是先减小后增大,从动轮变形和应力增大。分析结果在一定程度上与其他学者的试验结果相一致,说明所建立的有限元模型合理,分析结果可靠。     

无级变速器金属带滑移特性试验研究

为提高金属带摩擦传动的效率,改善搭载无级变速器的车辆的燃油经济性,研究金属带的滑移特性。搭建金属带滑移特性试验台架,通过台架试验,研究不同速比、不同夹紧力与不同主动轮转速三种工况下滑移率与摩擦因数关系的滑移特性,试验结果表明在滑移率的前段区间,摩擦因数随滑移率增加而快速增加,在滑移率的后段区间,摩擦因数保持稳定并有减小的趋势;速比对滑移特性影响明显,同一滑移率,速比越小,摩擦因数越大;夹紧力与主动轮转速对滑移特性的影响可以忽略。根据滑移特性的试验结果,提出目标滑移区域的定义——滑移效率限制区域(Slip efficiency limit region,SELR)与滑移磨损限制区域(Slip abrasion limit region,SALR)。为高效率的夹紧力控制算法的开发提供依据,为提高金属带的传动效率找到了一种新方法。     

基于滑移的金属带式无级变速器夹紧力控制系统的研究

针对金属带式无级变速器(CVT)传统夹紧力控制中夹紧力不合理造成效率低的问题,提出基于滑移的CVT夹紧力控制方法;建立了变速器动态滑移模型;设定了滑移因子来对目标夹紧力进行修正,并设计了滑移因子模糊控制器;最后为了验证所设计的夹紧力控制系统的控制效果,进行了与传统夹紧力控制系统的对比道路实验。结果表明基于滑移的夹紧力控制方法相对传统的夹紧力控制方法响应迅速,超调量小,较好地实现实际夹紧力对目标夹紧力的追踪,并且有效地减小了夹紧力,提高了CVT的传动效率。     

金属带式无级变速传动电液控制技术

无级变速传动是汽车的一种理想传动方式。本文阐述了金属带式无级变速传动的工作原理,介绍了国内外金属带式无级变速传动电液控制技术的发展概况,并设计了电液控制系统。针对金属带式无级变速传动电液控制技术若干关键问题进行了详细分析,包括速比和夹紧力的控制、CVT和发动机的综合控制以及CVT的传动效率等,指出电液控制技术是金属带式无级变速传动的重要发展方向之一。     

MB-CVT电液控制系统智能优化设计

为了提高配有金属带式无级变速器车型燃油经济性,提出基于滑模极值搜索理论的控制算法和基于滑模极值搜索控制与传统夹紧力控制相结合的一体化式联合控制方法;设计了滑模极值搜索控制和传统液压控制合为一体化的联合控制系统。建立具有非线性、离散性的数学模型;分析无级变速器传动效率和金属带滑差率在一定速比下存在特殊曲线关系;测试主/从动轮夹紧力比值系数,完成了速比跟踪控制器及变化率控制流程设计。依据滑模极值搜索算法原理,完成了滑模极值搜索控制器设计。在具有环境仓的转鼓试验台上进行整车试验,试验结果表明:采用一体化式控制的金属带式无级变速器车型油耗为7.18L/100km,比传统控制系统的油耗降低约5.64%;主、从动压力安全系数倒数指标均小于1。满足整车提高燃油经济需求的可靠性、稳定性及优化性能。     

卡盘式变径带轮无级变速器设计与分析

提出一种新型结构的卡盘式变径带轮无级变速器,该新型无级变速器(CVT)在传动上使用卡盘式变径带轮与多楔带相结合的带传动方式,实现了带轮与传动带的面接触式摩擦传动。推导了卡盘式变径带轮传动的有效圆周力计算公式,并分析了卡盘式变径带轮最大有效圆周力的变化规律,验证了卡盘式变径带轮具有大转矩的传动能力。另外,进行了基于Adams的卡盘式变径带轮传动动力学仿真,研制出卡盘式变径带轮无级变速器实验装置,进行了实际运行测试。结果表明,该新型CVT传动速度平稳,满足车辆使用要求。     

金属带式无级变速器摩擦因数和传动效率的实验研究

用自主设计制造的金属带式无级变速器，对金属带传动的摩擦因数和传动效率进行了实验研究。试验在3种条件下进行。在各种实验条件下，保持输入转速和速比不变。可调变阻器逐级加载，测出无级变速器的输入、输出转矩和输入、输出转速，通过数据处理，得到金属带传动的滑差率、摩擦因数和传动效率与戢荷的关系，并进行了实验结果分析。为充分发挥金属带传动的传动能力，又获得较高的传动效率，设计时应使其实际传递转矩为最大可传递转矩的80％～90％;摩擦因数f=0．08、传动效率η=0．92可以作为设计依据。     

金属带无级变速器传动性能的试验研究

采用试验研究的方法,对金属带无级变速器的传动性能以及影响因素进行了研究。设计制造了专用的CVT传动试验装置和电液控制变速系统,搭建了传动性能测试试验台,并进行了性能试验。试验结果表明,传动比、输入转矩和带轮油缸压力对传动性能有较大影响,输入转速对CVT传动效率也有较大影响。     

基于安全系数法的无级变速器夹紧力模糊控制研究

夹紧力控制是金属带式无级变速器控制的关键技术之一。绝对安全系数法保证了空载时的最小系统夹紧力,但相比传统方法,其夹紧力余量过大;为了降低系统夹紧力,在绝对安全系数法的基础上提出了夹紧力模糊计算方法。建立了发动机、无级变速器及整车的数学模型和仿真模型,并对起步工况、急加速工况、急减速工况以及循环工况进行仿真计算;分析结果表明,通过对夹紧力的模糊计算,在保证夹紧力余量的前提下,夹紧力平均降低了约5%,提高了整车的燃油经济性。     

金属带式无级变速器带轮变形损失研究

为了减少金属带式无级变速器变速机构的传动损失,分析了带轮变形损失机理,推导出带轮变形损失计算模型。基于某国产无级变速器的实际参数,引入由有限元方法建立的带轮轴向变形模型,定量分析了带轮变形所导致的楔入损失及进出口损失,获得了金属带速比、输入转矩对带轮变形损失的影响规律。分析结果表明:带轮变形损失随输入转矩的增大而增大,在最小速比和最大速比位置的损失大于中间速比位置的损失,其中楔入损失是构成带轮变形损失的主要部分;可通过提升带轮在最大工作半径处的等效轴向刚度来减小变形损失。最后通过台架试验验证了变形损失计算模型的可信性。     

新型活齿无级变速器转矩传递能力的试验研究

为研究啮合传动式新型活齿无级变速器(Innovative Movable-teeth CVT,i MCVT)的转矩传递能力,分析了其结构和工作原理,并与摩擦传动式金属带式无级变速器的转矩传递能力进行了对比分析;搭建了传动效率试验台,进行了三种工况下i MCVT传动效率与传递转矩关系的试验研究。结果表明,在三种试验工况下,新型活齿无级变速器稳定运行时,传递的转矩可达到220 N·m左右。当传递的转矩在180~220 N·m时,传动稳定,传动效率较高。与金属带式无级变速器相比,转矩传递能力更强,并且在传递大转矩时仍能保持92%的传动效率。     

多段金属带复合无级传动理论研究

论述了多段金属带复合无级传动的组成及工作原理,给出了等比式金属带复合无级传动的衔接条件,推导了等比式多段金属带复合无级传动各参数间的关系表达式,以及该传动中流过无级变速器(Continuousl Variable Transmission,CVT)的功率占总功率比值的表达式.最后通过设计算例论证了多段金属带复合无级传动为金属带CVT在大功率车辆上的应用提供了可能.     

金属带式无级变速器的研究综述

金属带式无级变速传动是汽车理想的传动方式,是各国研究者和汽车公司研究的重点,回顾了金属带式无级变速器的发展历史,论述了其研究的重要意义,评述了金属带式无级变速器的国内外研究现状,展望了金属带式无级变速器电液控制系统控制策略研究的发展趋势。     

双金属带传动特性及传动比PID控制研究

为了解决金属带式无级变速器中金属带传动机构承载能力差,适用范围窄等问题,通过对传统单金属带传动系统进行分析研究,建立一种新型可传递大载荷的双金属带传动模型,并对双金属带模型中传动特性、功率流和传动效率等指标进行研究,最后建立一种适用于多种行驶路况和不同汽车工况的双金属带传动模型传动比PID控制策略。研究结果表明,双金属带传动转速分配数值计算结果与理论分析结果基本一致,由于加速工况下各部件转动惯量会产生加速阻力转矩,故转矩分配的仿真值稍大于理论值;双金属带传动较单金属带传动峰值传动效率较低,但是双金属带传动高效传动转矩范围更宽,约为单金属带传动的两倍;新型传动比PID控制方法能够较好克服滞后和超调现象,能够较好的满足多种行驶路况和不同汽车工况。     

宽V带无级变速器中轴向压力的研究

介绍了宽V带无级变速器的工作原理,阐述了V带当量摩擦系数的计算对于宽V带无级变速器中轴向力确定的重要性,根据平带传动的欧拉公式并结合宽V带无级变速器中V带传动的实际情况,提出了摩擦力方向角,推导出了V带传动的当量摩擦系数,无级变速器在传动过程中V带紧边和松边所受拉力的变化将导致摩擦力方向角的出现,当量摩擦系数是摩擦力方向角的函数,V带从绕进带轮到绕出带轮的过程中,当量摩擦系数逐渐增大,并将包角区域分为动弧区和静弧区,分别推导了宽V带无级变速器中主动轮和从动轮轴向压力的计算公式.