無(wú)級(jí)變速器在現(xiàn)代汽車上的應(yīng)用現(xiàn)狀分析畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-21 23:17 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 無(wú)級(jí)自動(dòng)變速。在金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的液壓系統(tǒng)中,從動(dòng)油缸的作用是控制金屬帶的張緊力,以保證來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力高效、可靠的傳遞。主動(dòng)油缸控制主動(dòng)錐輪的位置沿軸向移動(dòng),在主動(dòng)輪組金屬帶沿V型槽移動(dòng),由于金屬帶的長(zhǎng)度不變,在從動(dòng)輪組上金屬帶沿V型槽向相反的方向變化。金屬帶在主動(dòng)輪組和從動(dòng)輪組上的回轉(zhuǎn)半徑發(fā)生變化,實(shí)現(xiàn)速比的連續(xù)變化。汽車開(kāi)始起步時(shí),主動(dòng)輪的工作半徑較小,變速器可以獲得較大的傳動(dòng)比,主動(dòng)輪的工作半徑逐漸減小,從動(dòng)輪的工作半徑相應(yīng)增大,CVT的傳動(dòng)比下降,使得汽車能夠以更高的速度行駛,工作原理如圖11所示圖11無(wú)級(jí)變速器工作原理3 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器發(fā)展和現(xiàn)狀 無(wú)級(jí)變速器的發(fā)展歷史簡(jiǎn)述無(wú)級(jí)變速的發(fā)展已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史，早在1886年，德國(guó)的Daimlar Benz公司就已經(jīng)將其應(yīng)用在汽車上了，只是它是摩擦式無(wú)級(jí)變速器，是靠皮革或纖維制的圓盤和金屬圓盤的摩擦力來(lái)工作的，因而磨損十分嚴(yán)重，壽命很低，但其原理為后來(lái)所采用，這就是帶傳動(dòng)式（Belt Drive）或鏈傳動(dòng)式(Chain Drive)CVT的前身。1935年，GM Buick發(fā)明了一種被稱為全圓環(huán)型（Full Toroidal）CVT，人們稱這種變速器為牽引傳動(dòng)式(Traction Drive) CVT，它的變速原理如圖11所示。當(dāng)可移動(dòng)的圓環(huán)面沿軸向移動(dòng)時(shí)，兩環(huán)面間的輥?zhàn)友厍婊瑒?dòng)，改變與傳動(dòng)軸的夾角，實(shí)現(xiàn)速比的變化。由于在技術(shù)上要開(kāi)發(fā)能夠承受這樣大滾壓力的軸承及能夠承受這樣大面壓的材料和特殊液體，包括通用在內(nèi)的許多公司最終放棄了這種CVT的開(kāi)發(fā)。但在這同時(shí)，帶傳動(dòng)式CVT也取得了很大的發(fā)展，包括金屬鏈?zhǔn)紺VT如圖11和金屬帶式CVT如圖12。 圖12 金屬鏈?zhǔn)紺VT 圖13 金屬帶式CVT V型橡膠帶式CVT最早出現(xiàn)在德國(guó)Daimlar Benz公司的汽油機(jī)汽車上。1958年， Doorne博士成功開(kāi)發(fā)出了雙V型橡膠帶CVT(Variomatic)，并裝備在DAF公司的小型轎車上面。由于橡膠帶的傳遞容量小、效率低、壽命短， Doorne博士于60年代末又成功研制出了傳遞容量大、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊的金屬帶式CVT，稱之為“Transmatic”。1972年， Doorne博士與DAF公司脫離，成立了自己的公司，即“Van Doorne’s Transmissie .”公司（簡(jiǎn)稱VDT公司），專門生產(chǎn)CVT，所生產(chǎn)的CVT通稱為VDTCVT，從而開(kāi)始了CVT的新時(shí)代。VDTCVT主要有P81P82P88P901等四種類型，其中P811和P821是第一代產(chǎn)品，P884和P901是第二代產(chǎn)品。P811是以濕式多片離合器作為起步裝置，采用機(jī)械液壓控制系統(tǒng)，而P821是以電磁離合器作為起步裝置，采用電液控制系統(tǒng)，兩者都是以外嚙合齒輪泵作為液壓源，并采用單回路液壓系統(tǒng)。第二代產(chǎn)品主要做了如下改進(jìn)：采用了新型金屬帶，以液力變矩器作為起步裝置，用雙級(jí)滾子葉片泵代替了齒輪泵，采用全電子控制系統(tǒng)，因而它們的性能指標(biāo)超過(guò)了液力機(jī)械自動(dòng)變速器（AT）。CVT首次裝車并投放市場(chǎng)是1987年。當(dāng)時(shí)，日本富士重工公司從VDT公司購(gòu)買了金屬帶，并得到了VDT公司的技術(shù)指導(dǎo)，(與P821相當(dāng))，并裝在Subaru Justy轎車上（，1984年上市）。該CVT的夾緊力和換擋控制仍然是采用VDT全液壓控制，不同之處是采用了電磁離合器作為起步裝置，從而起步離合器實(shí)現(xiàn)了電子控制，因而稱之為ECVT。日本本田汽車公司（Honda）也是世界上較早開(kāi)發(fā)生產(chǎn)CVT的著名公司之一。1995年9月，Honda公司開(kāi)發(fā)了新一代金屬帶式CVT即Honda Multi Matic，它實(shí)現(xiàn)了離合器、換擋和夾緊力的全電子控制。所不同的是將起步離合器裝在了從動(dòng)軸上，這不僅能夠在急剎車時(shí)使金屬帶回到最低檔，而且還可最大地保護(hù)金屬帶， Honda Civic系列轎車上，并取得了成功。與此同時(shí)，歐美的通用（GM）、福特（Ford）、菲亞特（Fiat）、大眾（VW）、奧迪及ZF等公司也在致力于CVT的開(kāi)發(fā)。繼Subaru后，歐洲的Ford和Fiat也將VDTCVT(P811型)～，并投入市場(chǎng)。1999年德國(guó)奧迪公司聯(lián)合LUK公司和Temic公司，開(kāi)發(fā)完成了FF縱置式CVT－Multitronic，成功地裝在輸出轉(zhuǎn)矩310Nm、并于20放到中國(guó)市場(chǎng)。該變速器以金屬鏈取代金屬帶，融合了當(dāng)今CVT的最新技術(shù)，與現(xiàn)有金屬帶式CVT相比，除結(jié)構(gòu)做了重大改進(jìn)外，電液控制系統(tǒng)和控制策略也有了很大改變，如圖13所示。圖14 奧迪Multitronic鏈?zhǔn)紺VT近年來(lái)，混和動(dòng)力汽車在日本取得了很大的發(fā)展。而由于無(wú)級(jí)變速技術(shù)允許發(fā)動(dòng)機(jī)處于某一恒定理想工作點(diǎn)，這樣在動(dòng)力的轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)備中可以最大限度地降低動(dòng)力損耗、減少排放和提高效率。據(jù)有關(guān)試驗(yàn)研究，采用CVT的混和動(dòng)力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性可以提高30％，排放可以降低50％左右。中國(guó)擁有世界上發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮钠囀袌?chǎng)，CVT技術(shù)在汽車發(fā)展史上具有變革意義，在我國(guó)生產(chǎn)這種變速器將是歷史發(fā)展的必然趨勢(shì)。金屬帶式無(wú)級(jí)變速器將是應(yīng)用非常廣泛的無(wú)級(jí)變速，所以攻克CVT的變速器傳動(dòng)機(jī)理和控制等關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)提高國(guó)產(chǎn)轎車的自主研發(fā)、縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。它將為我國(guó)汽車工業(yè)的繁榮發(fā)展以及促進(jìn)其他相關(guān)工業(yè)的發(fā)展起到重要的作用，并能帶來(lái)巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。4 無(wú)級(jí)變速器的發(fā)展前景及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)隨著電子技術(shù)、材料及加工技術(shù)的發(fā)展，CVT正朝著以下幾個(gè)方面發(fā)展：，以實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用；更加優(yōu)越的控制及快捷的反應(yīng)；更低廉的價(jià)格。由于采用CVT可以達(dá)到傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最好匹配，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)型和動(dòng)力性，并可以提高操縱方便性和舒適性，有效地降低了排放污染，且綜合性能優(yōu)于AT、AMT系統(tǒng)。一些主要的汽車廠開(kāi)始從液力機(jī)械自動(dòng)變速器過(guò)渡到CVT系統(tǒng)，或者直接發(fā)展CVT系統(tǒng)，或兩者兼有之。近幾年來(lái)，隨著高科技的發(fā)展及市場(chǎng)需要，CVT的機(jī)－液式控制系統(tǒng)已逐步被電－液式控制系統(tǒng)所取代，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置與發(fā)動(dòng)機(jī)的靈活匹配，以滿足多種控制模式的要求。對(duì)各種工況的控制策略也正在進(jìn)行更加深入的研究，以使CVT的優(yōu)越性更大限度的發(fā)揮出來(lái)。目前，CVT的電子控制又進(jìn)一步向智能化方向發(fā)展，如對(duì)濕式離合器的結(jié)合采用模糊控制來(lái)改善汽車的起動(dòng)性能等。同時(shí)無(wú)級(jí)變速器的結(jié)構(gòu)也越來(lái)越小巧和緊湊，加上對(duì)前輪驅(qū)動(dòng)的無(wú)級(jí)變速器進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的修改，使其可用于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車上，進(jìn)一步增強(qiáng)了CVT的應(yīng)用范圍。 CVT部件推式傳動(dòng)帶和傳動(dòng)鏈將在轉(zhuǎn)矩傳遞容量和專用性上進(jìn)一步加強(qiáng)。由于產(chǎn)品數(shù)量的迅速增加，
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