自动变速器结构设计设计结构自动变速器结构设计自动变速箱.doc

1、题目：自动变速器结构设计摘 要自第一辆汽车问世以来，人们就致力于改善汽车变速器的性能。CVT变速器能够实现传动速比的自动连续变化，满足驾驶者的各种驾驶意图，有利于实现汽车传动系统与发动机的最佳匹配与控制，具有操纵简便、驾驶舒适、平顺、性能良好等特点，是理想的汽车变速装置。金属带式CVT具有较大的功率传递容量、较高的传动效率、较长的寿命等特点，是目前世界上应用最广泛的无级变速器。金属带式无级变速器（CVT）作为汽车理想的变速传动装置，具有广阔的发展前景和市场空间，与目前应用较广的自动变速器（AT）相比，其性能优良、结构简单、可以实现汽车的无级变速。通过合理地控制无级变速器，可以使汽车按驾驶员的意

2、图在汽车的行驶阻力和发动机输出功率之间自动实现动态最佳匹配，把汽车的经济性、动力性发挥到极限状态。金属带式无级变速器越来越受到人们的重视并且获得了较快的发展，世界上主要的汽车厂商也都在进行无级变速器的研发工作。鉴于此，本文以比亚迪L3轿车为研究对象，探讨了CVT的基本结构和工作原理。本文共分为五部分，主要内容如下：（1）在参阅了国内外大量文献的基础上，系统地介绍了金属带式无级变速器的发展历史、当前的技术状况以及发展前景。（2）分析了金属带式CVT的基本结构和变速原理，详细阐述了其关键零部件结构。（3）对金属带传动理论进行了运动分析研究，并对金属带的受力、带轮轴向力和传递转矩 （4）研究了金属带

3、式无级变速器的控制系统，重点分析了机械液压控制系统和电子液压控制系统的结构和工作原理（5）比亚迪L3轿车金属带式无级变速器设计与各相关参数计算，由该款轿车发动机、变速器等具体参数计算并确定出本文所采用的金属带式无级变速器的各项参数。关键词：金属带式无级变速器, 液压控制系统, 减速齿轮- II -Title： Automatic transmission structure designAbstractFrom the appearance of the automobile, people have made great efforts to improve the performance

4、of automotive transmission. The continuously variable transmission (CVT) can change speed ratio automatically and continuously, satisfy the drivers every driving purpose, propitious to achieve the optimal matching and control of power train, and it is regarded as the ideal automobile transmission wi

5、th the advantages of easy operation, comfortable and smooth driving, excellent performance. Metal V-belt type CVT has such merits as bigger power transferring capacity, transmission efficiency and longer life, so it has been the most widely used.The Metal Belt CVT as vehicles ideal transmission equi

6、pment has extensive development future and market space. Compared with the widely used automatic transmission (AT), it has many advantages, such as the good performance, simple structure. The CVT can realize vehicles continuously variable speed. Through controlling the CVT correctly, we can make the

7、 vehicle realize dynamic optimum matching automatically between vehicles running resistance and engines output power according to drivers intention. In this way, it can exert vehicles fuel economy and dynamic performance to limit, meeting its requirement on fuel economy and dynamic performances. The

8、 metal belt continuously variable transmission is more and more valued by people, all the world main car manufacturers are carrying on theirs research work.Based on the demands above and the analysis of the CVT of BYD L3, this paper has five chapters, and the main contents are following:（1）Based on

9、lots of professional documents, the dissertation reviews the development process and the technique of CVT briefly. Through the comparison with other transmission, showing that the metal V-Belt type CVT can meet the currently demand of drivability, economics and emission etc, and stating that the CVT

10、 is the ideal transmission which will be the developing tendency for the transmission of passenger car.（2）The structure and principle of operation of CVT were introduced. The key sections of the transmission are introduced.（3）To analyze the kinematic and dynamic of the belt transmission, the dynamic

11、 equation has been deduced, and the equation to calculate pulley axial clamp force is given. （4）The principle of operation of CVT was introduced. There are two kinds of CVT control systems: the mechanical hydraulic system and the electronic hydraulic control system. This chapter is to research mecha

12、nical hydraulic controlling technology was applied on CVT to improve the controlling system of CVT.（5）To design and calculate the parameters of the CVT of BYD L3, and on the basis of the data of the engine, transmission, such as the input speed, load torque and speed ratio changing, and to analyze t

13、he kinematic and dynamic of the belt transmission, the dynamic equation has been deduced.Keywords : The Metal-Belt Continuously Variable Transmission, Hydraulic Control System , Reduction Gear.目 录目 录第 1 章绪 论11.1无级变速器的发展历史11.2无级变速器的优势31.3无级变速器的发展前景4第 2 章金属带式无级变速器的基本结构和工作原理62.1金属带式无级变速器的基本结构62.1.1金属传动

14、带72.1.2工作轮72.1.3行星换挡机构的设计82.1.4起步离合器92.1.5中间减速机构92.2金属带式无级变速器的工作原理10第 3 章金属带式无级变速器的控制系统分析123.1机械液压控制系统123.2电子液压控制系统123.2.1单压力液压回路133.2.2双压力（高/低）液压回路143.3控制系统配置15第 4 章金属带传动理论和运动分析184.1金属带传动理论184.2金属带传动的运动学分析184.3金属带的受力分析204.3.1金属环的张力204.3.2金属片的受力分析224.3.3金属带的受力分析23第 5 章自动变速器设计与各相关参数计算265.1带传动基础参数设计26

15、5.1.1带轮最小工作半径的确定265.1.2推块尺寸的确定275.1.3带轮可动部分的轴向位移计算275.2主从动油缸的计算285.3从动带轮回位弹簧的计算295.4轴的设计计算与校核305.5轴承的校核325.6离合器的设计计算325.7减速齿轮的设计计算36第 6 章总结40参考文献41插图清单图1.1 金属链式CVT 1图1.2 金属带式CVT 1图1.3 奥迪Multitronic链式CVT 2图2.1 金属带式无级变速器结构示意图 5图2.2 金属带的组成 6 图2.3 行星齿轮换档结构 7图2.4 液力变矩器 8图2.5 无级变速器的变速原理图 9图3.1 机械液压控制系统工作原

16、理图 10图3.2 电液控制系统原理简图 11图3.3 单压力系统电液示意图 12图3.4 双压力回路电液系统 13图3.5 控制系统装置 13图3.6 控制系统装置 14图4.1 V型金属带结构图 11图4.2 金属带传动示意图 11图4.3 金属环的受力分析 11图4.4 金属片的受力分析 11图4.5 金属带的受力分布 （） 11图4.6 金属带的受力分布 （） 11图5.1 推块尺寸 11图5.2轴的水平弯矩图 11图5.3垂直支反力弯矩图 11图5.4合成弯矩图 11引 言随着工业技术的进步，人类生活节奏的加快，活动空间的迅速增加，汽车已经深入到人类社会的各个方面，成为现代化文明社会

17、不可缺少的东西。汽车工业历经百余年取得了巨大的发展，究其原因，主要有两点：首先是科学技术的不断进步，给汽车工业的发展提供了必要的物质条件；其次是汽车工业本身为了不断适应各个时期的社会背景（能源危机和环境污染等），满足人们对汽车使用性能的更高要求，在技术上不断改革、创新。因此汽车的发展历史，间接的记录了科学技术的发展，社会背景的改变和人类不断实现完美追求的历史。汽车是人类文明发展的标志，它的发展必须符合人类社会的发展要求。车用自动变速器已经经历了半个多世纪的发展，而且其形式也多种多样。在现代轿车上，常见的是采用电控的液力自动变速器,主要是由自动离合器和自动变速器两大部分组成。它能够根据油门的开度

18、和车速的变化,自动地进行换档。与无级变速器相比,液力自动变速器最大的不同是在结构上,它是由液压控制的齿轮变速系统构成。因此,液力自动变速器并不是真正的无级变速，还是有档位的。其所能实现的是在两挡之间的无级变速。而无级变速器则是两组变速轮盘和一条传动带组成的,因此,其比传统自动变速器结构简单,体积更小。另外,它可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速，使汽车的车速变化平稳，没有传统变速器换档时那种“顿”的感觉。CVT无级变速器的无级变速原理的关键,是二个传动滑轮和联接此二个滑轮的传动带，每个滑轮都由一对彼此合成V形槽的锥体组成，通过传动带联接二滑轮，利用液压操纵机构移动锥体的开合，使传动带离滑轮

19、轴心的径向位置发生变化，从而获得二滑轮之间的传动比(一般最大范围可达5:1)。自动变速器多挡化虽能扩大自动变速的范围，但它并非安全迅速，只在有级变速与无级变速之间，理想的无级变速器是在整个传动范围内能连续的、无挡比的切换变速比，使变速器始终按最佳换挡规律自动变速。无级化是对自动变速器的理想追求。现今降低汽车能源消耗和减少废气排放已成为汽车的发展方向之一。汽车传动系设计性能的好坏直接关系到整车主要的性能指标，所以,为了达到节能与降低排放的目的，研究与改进汽车传动系统，大力发展和应用速比能够连续变化且具有等功率供应特性的CVT无级变速传动系统将不失为一种理想的选择。现代汽车变速器的发展趋势是向着可

20、调自动变速箱或无级变速器方向发展。采用无级变速器可以节约燃油，使汽车单位油耗的行驶里程提高30%。通过选择最佳传动比，能够使发动机保持在很窄的转速范围内运转，从而获得最有利的功率输出，无级变速器传动比传统的自动变速器轻，结构更简单而紧凑。自90年代以来，随着电子技术的飞速发展，以及用户对它的操纵性能、舒适性、安全性能等方面的苛刻要求，世界上许多汽车生产厂家不断投入人力和财力，大力加强自动变速器的技术研究，促进其不断的向前发展。世界上很多汽车制造商都加大了对无级变速传动系统的开发力度，相继推出了自己的产品。由此可见，无级变速汽车是当今汽车发展的主要趋势。- 38 -毕业论文（设计）用纸第 1 章

21、 绪 论1.1 无级变速器的发展历史CVT技术的发展，已经有了一百多年的历史。德国奔驰公司是在汽车上采用CVT技术的鼻祖，早在1886年，德国的Daimlar Benz公司就已经将其应用在汽车上了，只是它是摩擦式无级变速器，是靠皮革或纤维制的圆盘和金属圆盘的摩擦力来工作的，因而磨损十分严重，寿命很低，但其原理为后来所采用，这就是带传动式（Belt Drive）或链传动式(Chain Drive)CVT的前身。1935年，GM Buick发明了一种被称为全圆环型（Full Toroidal）CVT，人们称这种变速器为牵引传动式(Traction Drive) CVT，它的变速原理如图1.1所示。

22、当可移动的圆环面沿轴向移动时，两环面间的辊子沿曲面滑动，改变与传动轴的夹角，实现速比的变化。由于在技术上要开发能够承受这样大滚压力的轴承及能够承受这样大面压的材料和特殊液体，包括通用在内的许多公司最终放弃了这种CVT的开发。但在这同时，带传动式CVT也取得了很大的发展，包括金属链式CVT如图1.1和金属带式CVT如图1.2。图1.1 金属链式CVT 图1.2 金属带式CVT V型橡胶带式CVT最早出现在德国Daimlar Benz公司的汽油机汽车上。1958年，荷兰DAF公司H.Van Doorne博士成功开发出了双V型橡胶带CVT(Variomatic)，并装备于DAF公司制造的Daffod

23、il轿车上，其销量超过了100万辆。但是由于橡胶带式CVT存在一系列的缺陷：功率有限(转矩局限于135Nm以下)，离合器工作不稳定，液压泵、传动带和夹紧机构的能量损失较大，因而没有被汽车行业普遍接受。H.Van Doorne博士于60年代末又成功研制出了传递容量大、效率高、结构紧凑的金属带式CVT，称之为“Transmatic”。1972年，H.Van Doorne博士与DAF公司脱离，成立了自己的公司，即“Van Doornes Transmissie B.V.”公司（简称VDT公司），专门生产CVT，所生产的CVT通称为VDT-CVT，从而开始了CVT的新时代。当时，日本富士重工公司从VD

24、T公司购买了金属带，并得到了VDT公司的技术指导，生产了面向1.0L轿车的CVT(与P821相当)，并装在Subaru Justy轿车上（排量1.0升，1984年上市）。该CVT的夹紧力和换挡控制仍然是采用VDT全液压控制，不同之处是采用了电磁离合器作为起步装置，从而起步离合器实现了电子控制，因而称之为ECVT。日本本田汽车公司（Honda）也是世界上较早开发生产CVT的著名公司之一。1995年9月，Honda公司开发了新一代金属带式CVT即Honda Multi Matic，它实现了离合器、换挡和夹紧力的全电子控制。所不同的是将起步离合器装在了从动轴上，这不仅能够在急刹车时使金属带回到最低档

25、，而且还可最大地保护金属带，该变速器装在了带有1.6升发动机96款的 Honda Civic系列轿车上，并取得了成功。与此同时，欧美的通用（GM）、福特（Ford）、菲亚特（Fiat）、大众（VW）、奥迪及ZF等公司也在致力于CVT的开发。继Subaru后，欧洲的Ford和Fiat也将VDT-CVT(P811型)装备于排量1.11.6L轿车上，并投入市场。1999年德国奥迪公司联合LUK公司和Temic公司，开发完成了FF纵置式CVTMultitronic，成功地装在输出转矩310Nm、排量2.8L的奥迪A6/A4和保时捷跑车上，并于20放到中国市场。该变速器以金属链取代金属带，融合了当今CV

26、T的最新技术，与现有金属带式CVT相比，除结构做了重大改进外，电液控制系统和控制策略也有了很大改变，如图1.3所示。图1.3 奥迪Multitronic链式CVT近年来，混和动力汽车在日本取得了很大的发展。而由于无级变速技术允许发动机处于某一恒定理想工作点，这样在动力的转换和储备中可以最大限度地降低动力损耗、减少排放和提高效率。据有关试验研究，采用CVT的混和动力汽车的燃油经济性可以提高30，排放可以降低50左右。我国最早是在一汽生产的CA770红旗轿车上装备了自动变速器。国内CVT的批量装车始于2003年, 目前正以递增的态势发展。在CVT 方面的研究我国尚处于起步阶段, 自 “九五” 期间

27、开始, 轿车金属带式无级自动变速器的开发和研制已经被列入国家的重大科技攻关计划, 由吉林工业大学、 东北大学、 东风汽车公司合作, 共同承担并完成了这个攻关项目, 对CVT 技术进行实用化研究, 在CVT 传动机理、 CVT 控制策略、 CVT 数字建模与仿真等方面, 取得了一些突破性成果并成功试制出国内首台CV T 产品, 进行了台架实验和道路实验, 取得了一些宝贵的实验数据和开发经验, 目前该课题组仍在进行CVT 的开发研究工作。目前我国 CVT已进入使用阶段 ,据报道,一汽大众生产的大排量 6 缸内燃机(2. 8L)的奥迪 A6轿车上装备的带式无级变速器 CVT ,能传动功率为142 k

28、W ,扭矩为 280 Nm ,已能达到轿车实用的要求。在最近的十几年中，CVT技术已经上前迈进了一大步，使得CVT比有着超过100年历史的机械变速器MT和有着超过50年历史的自动变速器AT更有竞争力。CVT技术正处于寿命周期的开始，CVT的特性将进一步提高。1.2 无级变速器的优势为考察系统在汽车中应用的实际效果, 日本、德国大众、美国、等各国汽车公司都对其进行了对比试验。即同类汽车分别装备、有级机械变速器和液力机械自动变速器, 在同等条件下进行性能比较。比较结果综合如下：1.动力性和经济性由于CVT能实现传动比的连续变化, 可得到传动系与发动机工况的最好匹配, 整车的动力性和燃油经济性相应得

29、到提高。CVT汽车加速性能（0一100公里/小时）比AT汽车加速性能提高7.5%一11.5%, 速度较高时, 加速性优于MT汽车。ZF公司97年测试CVT汽车的经济性比4档AT汽车至少提高约10%。与5档MT汽车相当或略优。2.传动效率变速装置的传动效率将影响汽车的经济性和动力性。富士重工于1988年对装备CVT的Subaru Justy汽车进行效率测定, 结果为:ECVT 90%, 5档机械变速器 93%,3档自动变速器82%一85%。据近期试验结果,CVT传动效率已在92%一96%之间, 比机械变速器效率略低。CVT系统虽然具有最佳传动特性, 但是由于它的传动效率还未达到机械传动的水平,

30、致使CVT汽车的燃料经济性和动力性未能显著地超过多档机械变速器。3.排放无级自动变速器具有较宽的速比变化范围, 可使发动机经常处于经济转速区域内运转, 从而降低了排气污染。ZF公司试验测定汽车装备CVT系统后, 其有害排放物比装备4档自动变速器的汽车将减少10%左右。4.理可靠性和寿命CVT的可靠性和寿命主要取决于金属带传动工作组件和控制系统, 据1993年资料表明, 在60万个CVT中, 出现故障的只有147个, 故障率为0.025%。可见, 该系统质量高、使用可靠。而采用高强度优质材料、精密制造技术与无限寿命设计方法设计和制造的金属颤抖工作组件可达到与发动机同寿命。5.成本产品的成本依赖十

31、产品的技术含量、材料、制造工艺及工艺装备等因素。由于CVT的关键零件需采用优质钢材, 加工过程较为复杂, 以液力变矩器为起动的部件的CVT, 其成本价格接近液力机械自动变速器；若采用其它类型的起动部件, 其成本可低于液力机械自动变速器。在1996年的美国市场上, 装备CVT的Honda Civic轿车比装备4档AT的轿车便宜200多美元。VDT公司正通过不断地改进传动零件的结构及零部件加工工艺过程等措施, 来降低产品的成本, 提高产品的竞争能力。 1.3 无级变速器的发展前景在汽车早期发展的历史中, 人们就已认识到在发动机与传动系之间实现无级变速调节才能使汽车达到理想的行驶工况。长期以来, 人

32、们一直进行着能传递大功率、维持高效率、高寿命的机械式无级变速器的研究工作。近年来, 由于材料、润滑油、微机控制及加工技术的进步，CVT正朝着以下几个方面发展：（1）向3.0升以上排量的汽车上发展，以实现更广泛的应用；（2）更加优越的控制及快捷的反应；（3）更低廉的价格。由于采用CVT可以达到传动系与发动机工况的最好匹配，提高整车的燃油经济型和动力性，并可以提高操纵方便性和舒适性，有效地降低了排放污染，且综合性能优于AT、AMT系统。一些主要的汽车厂开始从液力机械自动变速器过渡到CVT系统，或者直接发展CVT系统，或两者兼有之。近几年来，随着高科技的发展及市场需要，CVT的机液式控制系统已逐步被

33、电液式控制系统所取代，从而实现无级变速传动装置与发动机的灵活匹配，以满足多种控制模式的要求。对各种工况的控制策略也正在进行更加深入的研究，以使CVT的优越性更大限度的发挥出来。目前，CVT的电子控制又进一步向智能化方向发展，如对湿式离合器的结合采用模糊控制来改善汽车的起动性能等。同时无级变速器的结构也越来越小巧和紧凑，加上对前轮驱动的无级变速器进行结构上的修改，使其可用于后轮驱动的汽车上，进一步增强了CVT的应用范围。第 2 章 金属带式无级变速器的基本结构和工作原理无级变速系统的内部并没有传统变速箱的齿轮传动结构，而是以两个可改变直径的传动轮，中间套上传动带来传动。基本原理是将传动带两端绕在

34、一个锥形带轮上，带轮的外径大小靠油压大小进行无级的变化。起步时，主动带轮直径变为最大直径，而被动带轮变为最小，实现较高的传动比。随着车速的增加和各个传感器信号的变化，电脑控制系统来断定控制两个带轮的控制油压，最终改变带轮直径的连续变化，从而在整个变速过程中达到无级变速。2.1 金属带式无级变速器的基本结构金属带式无级变速器是集机、电、液于一体的产品，主要是由起步离合器、金属带、主从动轮、行星齿轮机构、无级变速机构、控制系统和中间减速机构构成，如图2.1所示。 图2.1 金属带式无级变速器结构示意图1-主动部分可动锥轮；2-行星架；3-双排行星轮；4-发动机输入轴；5-太阳轮；6-倒档制动器；7

35、-前进离合器；8-主动缸；9-中间减速齿轮副10-半轴；11-从动部分固定锥轮；12-从动缸2.1.1 金属传动带 金属传动带由多个（280400片）金属片和两组金属带环组成。如图2.2所示。金属片是用厚度为1.51.7mm的工具钢片制成。每组金属环是由数片（1012片），厚度约为0.18mm的钢带环叠合而成。金属带在两侧工作轮挤压力作用下，传递动力。金属环功用是提供预紧力，在动力传递过程中，支撑和引导金属片的运动，正确地引导金属片的运动，有时承担部分转矩传递。图2.2 金属带的组成2.1.2 工作轮工作轮由主动和从动轮组成，两者之间是通过金属带连接在一起，带轮应具有如下功能：1. 提供可变的

36、带轮直径，从而允许金属带按各种速比进行动力传递。2. 对金属带保持足够的侧向压力，以防止金属带打滑，因为打滑将会损坏金属带及带轮。3. 保证金属带与带轮的接触面必须有足够的硬度，以便看挤压和磨损。4. 每个带轮包含一个固定锥盘和一个活动锥盘。主动锥盘与输入轴固定，从动锥盘直接安装在从动轮轴上并沿轴向移动。5. 液压系统想每只可动锥盘施加连续变化的液压。6. 通过弹簧力、液压、金属带的共同作用，有效地改变带轮的工作半径，实现速比连续变化。工作轮的工作表面大多为直线直母线锥面体。主、从动工作轮两锥面间的形成的V形槽的夹角，为20。在液压操纵系统的作用下，依靠钢球-滑道结构作轴向移动，可连续地改变传

37、动带工作半径，实现无级变速传动，这就是称之为无极变速的原因所在。在速比改变时，主、从动轮的可动锥盘的移动方向相同，速比由大变小时，主动轮的工作半径由小增大，而从动轮的工作半径由大变小。2.1.3 行星换挡机构的设计本行星齿轮换档结构如下，其简图为：图2.3 行星齿轮换档结构1. 空挡时：输入轴带动行星架5转动，以及小行星齿轮4转动，而4又带动齿圈2转动，2与5都带动前进、后退离合器的摩擦片空转，没有动力输出，此时为空挡状态。2. 前进档时：前进离合器开始作用，从而把行星架传递来的动力传给离合器外壳，进而传给太阳轮1，带动主动带轮轴转动。且输入轴与主动带轮轴旋向相同，实现前进。此时行星轮4带动齿

38、圈在空转。3. 倒退档时：倒档离合器开始作用，而前进档离合器分离，输入轴带动行星架5，带动行星轮3，进而带动太阳轮1转动，从而将动力传给主动带轮轴，且输入轴与主动带轮轴旋转方向相反，实现后退。2.1.4 起步离合器无级自动变速传动是汽车的理想传动系统，它可调整汽车发动机工作点的位置，从而提高车辆的动力性和经济性，减少排放污染。同时使汽车驾驶操作简化，既减轻了驾驶员的劳动强度，又减小了车辆的行驶冲击。由于CVT是靠摩擦力来传递动力的，起步性能差，也不能得到速比为零的空挡，所以起步装置就成为CVT不可缺少的重要传动装置。同其它变速方式相比，CVT变速器虽然仅在汽车起步和改变行驶方向时才用到起步装置

39、，但和所有的变速器一样，其起步装置的性能也是CVT传动系统具有挑战性的关键技术之一。目前，用作汽车起动的装置通常有湿式多片离合器、电磁离合器、液力变矩器三种。他们的目的都是使汽车以足够大的牵引力平顺地起步，提高驾驶舒适性，必要时切断动力传递。由于液力变矩器具有自动变速变矩,适应行驶阻力变化的功能,迄今为止仍被认为是汽车的最佳起动装置。液力变矩器与CVT配合可进一步改善车辆的起步性能、低速及爬坡行驶性能,提高驾驶舒适性。在各种道路条件下能保证车辆起步平顺,发动机不熄火,同时控制也变得简单,所以在第二代CVT中被广泛采用。图2.4 液力变矩器2.1.5 中间减速机构汽车正常行驶时，发动机的转速通常

40、在2000至3000r/min左右，由于无级变速机构可提供的速比变化范围是0.4452.60左右，如果将这么高的转速只靠变速箱是不能完全满足整车传动比变化范围的要求，另外，转速下降，而扭矩必然增加，也就加大了变速箱与变速箱后一级传动机构的传动负荷。所以，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个中间减速机构，可使主减速器前面的传动部件如变速箱、分动器、万向传动装置等传递的扭矩减小，也可以使变速箱的尺寸、质量减小，操纵省力。现代汽车的主减速器，广泛采用螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。双曲面齿轮工作时，齿面间的压力和滑动较大，齿面油膜易被破坏，必须采用双曲面齿轮油润滑，绝不允许用普通齿轮油代替，否则将使齿

41、面迅速擦伤和磨损，大大降低使用寿命。2.2 金属带式无级变速器的工作原理金属带式无级变速器的动力传递路线是：发动机的动力经飞轮、液力变矩器、主动工作轮、金属带、从动工作轮后，传给中间减速器，再经主减速器与差速器，最后传给驱动车轮。金属带式CVT无级变速器的核心部件由两组带轮和金属带构成，主、从动带轮均为组合结构，都是有可动锥盘和固定锥盘主城，与油缸靠近的一侧可动锥盘可以在轴上移动。另一锥盘与轴固定。主、从动锥盘都是楔形面结构，当动力传到主动轮上，液压缸在控制下对主动带轮可动锥盘产生轴向夹紧力，金属带的V型金属块的侧边接触产生摩擦力向前带动金属块，这样使后面的金属块挤压前面的金属块，在二者之间产

42、生挤压力，由于金属带的长度一定，在金属带张力的作用下，金属带推动从动带轮可动锥盘，产生轴向移动，从而改变了金属带在主、从动轮上作用半径，实现无级变速传动。如图2.5所示。图2.5 无级变速器的变速原理图速比即被动带轮的工作半径与主动带轮的工作半径之比。在速比控制力的作用下，当主动带轮的可动部分沿轴向向内移动，而从动轮的可动部分沿轴向向外移动时，速比将减小，反之速比则增大。在速比变化过程中，由于工作半径变化是连续的，所以速比也是连续变化的。当主动轮的半径处于较小半径时(半轮间的距离较宽)，被动轮的半径处于较大半径时(半轮间的距离较窄)，传动系的传动比较大，相当于汽车低档行使。反之，相当于高档行使

43、。在金属带的传动过程中，速比不断变化。由于速比变化使金属带在带轮的工作面上不但有沿带轮圆周切线方向的运动，也有沿带轮径向半径的运动，因此，除了金属带与带轮之间的圆周切线的摩擦力之外，还有沿带轮工作面径向方向所产生的摩擦力的径向分量。由于金属带的复杂结构特征，金属片之间接触点及金属片和金属环之间也存在相对运动，造成金属带内部复杂的力的相互作用。从微观角度看，金属带和带轮的接触点存在着弹性变形。通过以上分析可以看出，V型金属带传动是一个十分复杂的动态过程。 第 3 章 金属带式无级变速器的控制系统分析控制系统是金属带式无级变速传动的重要组成部分。根据控制方式和执行机构的不同，金属带式无级变速传动系

44、统，可以分为机械液压控制系统和电子液压控制系统两种形式。金属带式无级变速器的发展主要集中于其控制系统的革新与进步，到目前为止，VDT-CVT已经发展到第二代，其发展趋势便是由机械液压控制式转向电子液压控制式。3.1 机械液压控制系统图3.1所示为机械液压控制系统工作原理图。当驾驶员踩下加速踏板，通过柔性钢索带动换挡凸轮转动，控制速比控制阀。图3.1机械液压控制系统工作原理图由发动机驱动的液压泵将压力油输送给主压力控制阀。控制阀根据工作轮位置传感器的液压信号，控制速比控制阀中的油液的压力，从而控制主、从动工作轮可动部分的液压缸中的油液压力，以调节金属带与工作轮间的工作半径，从而实现无级自动变速。主动工作轮可动端的轴向移动通过反馈杆反馈到速比控制阀和主调压阀上，并通过弹簧转变为力信号作用在速比控制阀和主调压阀阀芯上，实现力伺服控制。由图3.1可以看