【正文】 由式 311 知 CVT 的性 轉(zhuǎn)速范圍 約 為 ～ 時(shí) , 即 cR 約為 ,為了滿足max? ? 512? ,我們可 以達(dá)到軸距允許的范圍 170A? ,根據(jù)耦合器輸出功率 P 和轉(zhuǎn)速 n,最終 采用 了 VDT— CVT 公司的 901050 型金屬帶，其主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)及技術(shù)參數(shù)： 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 XXXVI 頁 表 3: 901050 型 CVT金屬帶的主要參數(shù)表 可動主動 錐輪的設(shè)計(jì) 該零件一般采用類比法設(shè)計(jì) ,但要滿足 : mindd?內(nèi) 徑 min2dR?內(nèi) 徑 dd?外 油 缸 max2dR?外 (314) 式中 mind 為保證扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的最小軸徑 , d油 缸 為主動帶輪油缸與錐輪固定點(diǎn)處螺釘中心孔徑向位置 .以上式子計(jì)算結(jié)果為 : 60 17m m d m m??內(nèi) 徑 。考慮結(jié)構(gòu)方面的限制， min? 不能太小，一般限定min 56???。由于金屬塊很薄，在帶輪部分連接搖擺棱的線近視于圓弧。最大半徑又受兩錐輪中心距的限制，最小半徑則受主、從動軸的軸徑尺寸的限制。 最大速比和最小速比是影響汽車動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的重要參數(shù)，最小速 比與汽車的最高車速有關(guān)，一定程度上，較小的速比有利于汽車百公里油耗的降低，而最高速比與車輛的加速性能、爬坡性能和最小穩(wěn)定車速有關(guān)，在一定程度上，增大最大速比有利于汽車動力性的改善。 （ 5）液壓系統(tǒng)向每只可動錐盤施加連續(xù)變化的液壓。 （ 2）對金屬帶保持足夠的側(cè)向壓力，以防止金屬帶打滑，因?yàn)榇蚧瑢p壞金屬帶及帶輪?；趶椥蕴匦浴?qiáng)度及低噪音的要求，金屬塊的厚度一般在 ～ . 凸凹和 孔結(jié)構(gòu)能防止金屬塊的偏移，在傳動帶直線部分的凸凹可以防止金屬塊之間相互錯(cuò)位，當(dāng)傳動帶回轉(zhuǎn)在曲線部分（帶輪之間），因?yàn)榻饘賶K間相互自由位移，上述的錯(cuò)位也因此不會產(chǎn)生。金屬環(huán)的層數(shù)和尺寸對 V 型金屬帶的韌性和傳遞轉(zhuǎn)矩起著重要作用，特別是金屬環(huán)的厚度是非常重要。金屬鋼環(huán)組的功能一是引導(dǎo) V 型的金屬塊運(yùn)動，二是承擔(dān)金屬帶中的全部預(yù)緊力。 圖 31 金屬帶式 CVT 的無級變速原理 金屬帶式 CVT 的關(guān)鍵部件 金屬帶 金屬帶式 CVT 的快速發(fā)展得益于金屬帶制造技術(shù)的成熟，在金屬帶式 CVT 中，金屬帶 帶輪是其核心部 分。 i0 的大小應(yīng)能保證當(dāng) CVT 速比調(diào)到最大值時(shí)，汽車的計(jì)算車速不低于設(shè)計(jì)所要求的最高車速，即 : m a x m in0 .3 7 7 / ( )g e p r ci n r i?? ? ? ? (214) 式中 : epn 為 發(fā)動機(jī)最大功率所對應(yīng)的轉(zhuǎn) 速 . 最后配合程序計(jì)算的主減速器的速比為 gi =4 .045. 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 XXIV 頁 3 金屬帶傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 金屬帶式 CVT 的無級變速原理 金屬帶式 CVT 主要由金屬帶和主、從動輪組成，主、從動帶輪均為組合結(jié)構(gòu)，都是由可動錐盤和固定錐盤組成，與油缸靠近的一側(cè)可動錐盤可以在軸上移動。 gi 的大小要滿足以下兩個(gè)限制條件。但常規(guī)的鉛酸電池比能量低、難于快速充電、使用壽命不夠長。超級電容由于其比能量較低，只適合于比能量需求較低的輕度混合動 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 XXII 頁 力汽車，俄羅斯有關(guān)專家也指出在輕度混合動力汽車采用電容儲能器將更加合理。同時(shí)混合動力汽車上的儲能元件需要頻繁地充放電，因此還要求它的充放電特性較好，自放電率較低，輸出效率較高，其使用壽命即循環(huán)充放電的次數(shù)應(yīng)較長。 本論文采用交流感應(yīng)式異步電機(jī)，額定轉(zhuǎn)矩 90N隨著電力電子技術(shù)、控制理論的發(fā)展以及感應(yīng)電動機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)日趨成熟，阻礙使用交流異步電機(jī)的控制技術(shù)已不存在。通常采用晶體管斬波器寬脈沖調(diào)制方法實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。(4)成本低 :(5)維護(hù)方便。 (2 ) 在車速 v=90km/h 時(shí)爬坡度 i 5% (純發(fā)動機(jī)驅(qū)動 )。當(dāng)節(jié)氣門僅 80％時(shí)，為防止發(fā)動機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的惡化，此時(shí)前電機(jī)加入驅(qū)動，發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速保持不變，目標(biāo)速比為 : obji ? ? ?8 0 /0 .3 7 7 eerf ? (211) (4)驅(qū)動發(fā)電模式 當(dāng)整車進(jìn)入驅(qū)動發(fā)電模式時(shí)，優(yōu)先調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)矩使發(fā)動機(jī)工 作在最佳經(jīng)濟(jì)曲線，當(dāng)通過 mT 的調(diào)節(jié)不能使其工作在最佳運(yùn)行區(qū)域時(shí)，調(diào)節(jié) CVT 的速比來滿足發(fā)動機(jī)最佳油耗的關(guān)系， CVT 目標(biāo)速比可按純發(fā)動機(jī)模式下關(guān)系確定 . (5)減速，制動模式 減速時(shí) 離合器 2C 分離， 離合器 1C 接合 ,旋 轉(zhuǎn) 著 的 CVT 輸入軸對 電機(jī) 充電，對能量進(jìn)行回收。在離合器 2C 處于滑動狀態(tài)時(shí)， 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 XVIII 頁 cvt? = m? = h? 并滿足式 (3)。從而可得到由電機(jī)模式切換到發(fā)動機(jī)模式的最佳車速點(diǎn) e? 。由雙行星齒行星輪系速度方程可知 : 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 XVII 頁 ( e? h? )/( out? h? )=1/? (23) 式中 e? 為發(fā)動機(jī)輸入轉(zhuǎn)速 , h? 為行星架轉(zhuǎn)速， out? 為齒圈轉(zhuǎn)速， ? 為太陽輪與齒圈齒數(shù)比。 圖 21 耦合器結(jié)構(gòu)簡圖 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 XV 頁 表 1；動力模式切換和離合器 ,制動器控制 圖 22 耦合器速度關(guān) 系圖 基于 CVT 的混合動力汽車動力耦合器 耦合器在各種行駛工況下的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩分配 (1)純電動驅(qū)動模式 整車在起步時(shí)由電機(jī)驅(qū)動，此時(shí)控制 1C 離合器結(jié)合 ,離合器 1C 傳遞的力矩 1CT 由 1C 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 XVI 頁 離合器壓力及電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 mT 共同決定 . 當(dāng)電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速小于 l 000r／ min 時(shí)，為保持整車有足夠的驅(qū)動力，此時(shí) CVT 的速比為最大速比。如當(dāng)節(jié)氣門開度連續(xù)變化時(shí)，通過無級變速器自動改變速比使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速按 E線滑動，這就是 CVT的所謂的 E模式（經(jīng)濟(jì)模式）。從大到小 連續(xù)改變節(jié)氣門開度，就得到發(fā)動機(jī)一條最佳經(jīng)濟(jì)線和一條最大功率線。如 果對加速性能要求高，就有必要選擇配有峰值功率調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)型式。這種比串聯(lián)布置和并聯(lián)布置都更為復(fù)雜的布置和控制模式使之具有以下特點(diǎn)： （ 1）該系統(tǒng)適合各種行駛條件，具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能，且不需外界充電，續(xù)駛里程與內(nèi)燃機(jī)汽車相當(dāng)，是最理想的混合電動方案。 混聯(lián)式 HEV 動力耦合結(jié)構(gòu) 混聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)的總成結(jié)構(gòu)示意圖如圖 所示 . 圖 13混聯(lián)式系統(tǒng)總成結(jié)構(gòu)圖 混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的布置方案是串聯(lián)式布置和并聯(lián)式布置的綜合。一般來說，并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的控制策略是，當(dāng)汽車在低速等小功率工況行駛時(shí)，通過控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)功率，而在汽車加速或高速行駛，發(fā)動的功率不足以滿足汽車行駛所需功率時(shí)，由控制 器控制電動機(jī)協(xié)助驅(qū)動。串聯(lián)式混合動力汽車的這種布置形式和控制思路使之具有以下特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn) : （ 1） 在特定區(qū)域可實(shí)現(xiàn)“零排放”行駛； （ 2）作為輔助動力的發(fā)動機(jī)運(yùn)行范圍窄，因而可控為高效、低排放； （ 3） 電 動機(jī)的驅(qū)動形式可十分靈活，滿足較為廣泛的運(yùn)用（包括特種軍用車輛）； （ 4） 控制系統(tǒng)相對簡單，便于向純電動汽車過渡； 缺點(diǎn)： （ 1） 需要配置一臺較大功率的發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)組，增大了車的額外負(fù)荷和制造成本；（ 2） 能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多，降低了動力系統(tǒng)綜合效率。電動機(jī)是汽車唯一的機(jī)械動力源。由于 CVT可以連續(xù)改變速比，使得汽車在任意行駛工況下，都可以按駕駛員的操作意圖實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)和電機(jī)工作點(diǎn)與變速器的最佳匹配 (最佳經(jīng)濟(jì)匹配或最佳動力匹配 )，從而可降低排放，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性、動力性、操作性以及乘坐舒適性，使整車綜合性能達(dá)到最佳。各個(gè)汽車企業(yè)對于新能源汽車的開發(fā)熱潮也是一浪高過一浪。它與普通自動變速器有較大的區(qū)別 , 省去了復(fù)雜而又笨重的齒輪組合 , 只用 2組帶輪 , 通過 改變驅(qū)動輪與從動輪傳動帶的接觸半徑 , 實(shí)現(xiàn)連續(xù)變速傳動?；旌蟿恿﹄妱悠嚨氖褂貌恢皇请妱悠嚨囊粋€(gè)過渡階段 ,而是汽車工業(yè)即將面臨的一場新的革命 .然而如何負(fù)責(zé)將混合動力汽車的各個(gè)機(jī)械動力組合在一起 .實(shí)現(xiàn)多動力源間合理的功率分配 ,并把動力傳給驅(qū)動橋 ,實(shí)現(xiàn)混合動力汽車的各種工作模式 ,在混合動力開發(fā)中處于重要地位 , 目前較成功的混合動力系統(tǒng)有 :豐田汽車公司的 THS(Toyota Hybrid System)混合動力系統(tǒng)等 .本文就混合動力汽車關(guān)鍵部分之一 動力耦合系統(tǒng) 進(jìn)行原理分析 ,并對 CVT傳動特性作出了研究分析，通過不同工況下功率 ,扭矩 ,轉(zhuǎn)速的分析計(jì)算，完成了一個(gè)基于 CVT 的混合動力汽車動力耦合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 在原有車型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了整車的改裝設(shè)計(jì)。由于它的諸多優(yōu)點(diǎn) , 可認(rèn)為是最理想的汽車變速器。在全球市場范圍內(nèi)，混合動力車型的生產(chǎn)和銷售已經(jīng)頗具規(guī)模。如果能把混合動力技術(shù)和 CVT 技術(shù)融合，那么在混合驅(qū)動模式下，由于電機(jī)助力的存在，在滿足發(fā)動機(jī)在最佳經(jīng)濟(jì)性曲線運(yùn)行的同時(shí)大大會提高系統(tǒng)的動力性