CVT變速器的工作原理PPT

1、1CVT技術(shù)2基本內(nèi)容n1、CVT 技術(shù)的發(fā)展概況n2、無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的分類n3、金屬傳動(dòng)帶式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)（CVT）的技術(shù)特點(diǎn)n4、CVT的控制目標(biāo)n5、CVT控制系統(tǒng)n6、CVT的控制技術(shù)3一、CVT 技術(shù)的發(fā)展概況n第一階段（1886 年1958 年）：CVT 技術(shù)的探索階段。標(biāo)志產(chǎn)品是荷蘭的 DAF 公司 H.Van Doorne 博士研制成功的名為 Variomatic 的雙 V 型橡膠帶式 CVT。 n第二階段（1958 年1987 年）：CVT 技術(shù)的發(fā)展階段。其標(biāo)志產(chǎn)品是 1987 年富士重工（Subaru）采用金屬帶式無(wú)級(jí)變速器 ECVT 用于 JUSTY 轎車。n第三階段（19

2、87 年）：CVT 技術(shù)的逐漸成熟階段。(圖)4奧迪A6無(wú)級(jí)變速器5 二、無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的分類n1）變節(jié)圓傳動(dòng) 如:帶式、鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)； n2）摩擦傳動(dòng) 如:錐、盤、環(huán)及球面?zhèn)鲃?dòng)；n3）液體傳動(dòng) 如:液體靜壓傳動(dòng)、流體動(dòng)壓傳動(dòng)；6三、金屬傳動(dòng)帶式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)（三、金屬傳動(dòng)帶式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)（CVT）的技術(shù)特點(diǎn)）的技術(shù)特點(diǎn)1基本結(jié)構(gòu)與工作原理2關(guān)鍵部件3主要技術(shù)參數(shù)4性能指標(biāo)1）金屬傳動(dòng)帶 2）工作輪 3）液壓泵4）起步離合器7工作輪 （講解）1主動(dòng)缸2主動(dòng)錐輪3從動(dòng)錐輪4金屬帶5從動(dòng)缸6傳動(dòng)鋼球8工作輪的錐輪總成工作輪的錐輪總成n主、從動(dòng)輪由可動(dòng)和不可動(dòng)兩部分組成，其工作面大多為直線錐面體。在液壓控制

3、系統(tǒng)的作用下，依靠鋼球滑道結(jié)構(gòu)作軸向移動(dòng)，可連續(xù)地改變行動(dòng)帶工作半徑，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。9液壓泵n液壓泵為CVT 傳動(dòng)系提供控制、冷卻和潤(rùn)滑的液壓油源。n常用的液壓泵有兩種形式：齒輪泵和葉片泵。 (為提高液壓泵的工作效率，常采用滾子式葉片泵) 10起步離合器n1、濕式多片離合器n2、電磁離合器n3、液力變矩器11主要技術(shù)參數(shù)為滿足汽車的使用要求1、中間齒輪傳遞副： ic=1.31.42、與其匹配的主傳動(dòng)裝置速比: i0=3.854.353、CVT的傳動(dòng)比： icvt=0.4452.64、最后的CVT的傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比：qi=2.22715.83412性能指標(biāo)n1)經(jīng)濟(jì)性 裝CVT的汽車比裝自動(dòng)

4、變速器的汽車提高約8%12%，與機(jī)械變速汽車相當(dāng)。n2)動(dòng)力性 裝CVT的汽車加速性能比裝自動(dòng)變速器的汽車提高約7.5%11.5%，在較高速時(shí)還略優(yōu)于機(jī)械變速汽車。n3 )傳動(dòng)效率 CVT傳動(dòng)裝置除機(jī)械傳動(dòng)外，因液壓控制系統(tǒng)金屬傳動(dòng)帶的摩擦等要消耗能量，它的傳動(dòng)效率一定低于機(jī)械變速器的效率，最多只能接近機(jī)械變速器的效率。n4 )排放 CVT系統(tǒng)因其有較寬的速比變化范圍，并能根據(jù)汽車行駛阻力和駕駛員選定的工作模式連續(xù)地改變速比，使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和汽車行駛阻力達(dá)到最佳匹配，保證發(fā)動(dòng)機(jī)始終平穩(wěn)地處在最佳工況下工作，從而改善汽車燃料經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動(dòng)機(jī)的排放。例如:圖135AT與CVT綜合性能比較蜘蛛圖14

5、四、CVT控制目標(biāo)CVT傳動(dòng)系的主要任務(wù)1）把發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率可靠地傳遞到驅(qū)動(dòng)輪，并盡可能減小功率損失。2）根據(jù)汽車的運(yùn)行條件，按駕駛員選定的工作模式自動(dòng)改變速比，使發(fā)動(dòng)機(jī)維持在理想的工作點(diǎn)。CVT控制問(wèn)題的目標(biāo)1）金屬帶夾緊力控制2）速比控制15 目標(biāo)金屬帶夾緊力主從動(dòng)輪的推力比主從動(dòng)輪的推力比Tin*=2FDNuDNRDNCOSr =TinT*in最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩比轉(zhuǎn)矩比16目標(biāo)速比n1、主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速與從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速之比n2 、主從動(dòng)輪的節(jié)圓半徑之比n3、目標(biāo)速比17金屬傳動(dòng)帶n金屬傳動(dòng)帶由多個(gè)金屬片和兩組金屬環(huán)組成，金屬片在兩側(cè)工作輪的擠壓作用下傳遞動(dòng)力，金屬環(huán)在動(dòng)力傳遞過(guò)程中主要用來(lái)將

6、金屬片約束在一起，并正確地引導(dǎo)金屬片運(yùn)動(dòng)。18基本工作原理圖基本工作原理圖 （講解）19n圖為發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)動(dòng)汽車金屬傳動(dòng)帶式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)與工作原理。形式上與V形橡膠帶式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)相類似。傳動(dòng)裝置的主、從動(dòng)工作輪由固定和可動(dòng)的兩部分組成，形成V形槽與金屬傳動(dòng)帶嚙合。當(dāng)主、從動(dòng)工作輪可動(dòng)部分作軸向移動(dòng)時(shí)，改變了傳動(dòng)帶的回轉(zhuǎn)半徑，從而改變了傳動(dòng)比?？蓜?dòng)輪的軸向移動(dòng)是根據(jù)汽車使用要求，通過(guò)液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。基本工作原理基本工作原理20五、CVT控制系統(tǒng)n1、機(jī)液控制系統(tǒng)n2、電液控制系統(tǒng)n3、控制液壓缸的動(dòng)壓補(bǔ)償n4、雙壓力液壓控制系統(tǒng)21機(jī)液控制系統(tǒng) 缺陷

7、n1、不能對(duì)主從動(dòng)缸的壓力進(jìn)行獨(dú)立控制n2、皮托管不能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化n3、不能適用別的車型n4、金屬帶停留的位置不確定，影響下次起動(dòng)的平穩(wěn)性22電液控制系統(tǒng)n采用電液控制系統(tǒng)可以克服機(jī)液控制的固有缺陷，如主、從動(dòng)缸的壓力可以獨(dú)立控制，因而可以使傳動(dòng)裝置按駕駛員的操作意圖達(dá)到最佳匹配。利用精確測(cè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)與從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)CVT傳動(dòng)裝置速比和夾緊力的精確控制。另外，增加了制動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)，可使汽車在制動(dòng)過(guò)程中，傳動(dòng)裝置速比自動(dòng)回到最大速比狀態(tài)，為下一次平順起步作準(zhǔn)備。23控制液壓缸的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償 當(dāng)主、從動(dòng)缸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，主、從動(dòng)缸的液體由于離心力的作用產(chǎn)生動(dòng)壓力。該動(dòng)壓將影響對(duì)夾緊力和

8、速比的精確控制，因此，為了解決高速時(shí)流體產(chǎn)生的動(dòng)壓對(duì)控制精度的影響、CVT主、從動(dòng)缸通常采用右圖的動(dòng)壓補(bǔ)償來(lái)抵消離心力的作用。主從動(dòng)缸動(dòng)壓油室補(bǔ)償主動(dòng)缸無(wú)油室動(dòng)態(tài)補(bǔ)償主動(dòng)缸無(wú)油室動(dòng)壓補(bǔ)償24雙壓力液壓控制系統(tǒng)雙壓力液壓控制系統(tǒng)n右圖所示的CVT液壓控制系統(tǒng)包括夾緊力控制、速比控制、前進(jìn)倒退控制、起步離合器、總回路工作壓力調(diào)節(jié)、潤(rùn)滑壓力調(diào)節(jié)及電路故障備用系統(tǒng)等部分。25六、CVT的控制技術(shù) CVT控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 1、夾緊力控制 2、速比控制 3、起步離合器控制26夾緊力控制 在實(shí)際應(yīng)用中，由于所采用的控制閥的不同，其實(shí)現(xiàn)也有所不同。如比例壓力控制閥為連續(xù)的模擬量控制；對(duì)開(kāi)關(guān)閥可采用調(diào)制脈寬方

9、式或調(diào)制脈沖方式。 用調(diào)制脈寬方式 ，采用開(kāi)關(guān)閥實(shí)現(xiàn)比例控制的原理是改變液壓閥參與工作的比例：脈寬調(diào)方式制脈沖調(diào)制方式D=Ttx100%2.Honda Civic夾緊力控制1.Subaru E2CVT夾緊力控制脈沖調(diào)制與脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的區(qū)別27n系統(tǒng)引入了對(duì)測(cè)量信號(hào)的前置濾波處理，以抑制測(cè)量噪聲的影響；另外，由于壓力控制閥的非線性特性，在方案中加入了控制閥特性補(bǔ)償環(huán)節(jié)。Subaru E2CVT夾緊力控制28nHonda液壓控制系統(tǒng)和夾緊力控制方案采用了與Subaru不同的雙壓力回路，夾緊力控制、速比控制都與Subaru有所不同。Honda Civic夾緊力控制29速比控制n當(dāng)駕駛員猛踩油門時(shí)

10、,會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)速比突然變化，為了滿足汽車行駛平順性的要求，必須對(duì)實(shí)際最大變化率加以限制，確保最大變化率在給定的范圍內(nèi)。同時(shí)，該系統(tǒng)還測(cè)量控制閥芯的位置，一方面可限制控制閥芯的工作區(qū)間，保證控制閥在穩(wěn)定的區(qū)間工作；另一方面可根據(jù)閥芯的位移對(duì)它的非線性特性進(jìn)行補(bǔ)償，保證對(duì)主動(dòng)缸動(dòng)態(tài)壓力變化率的精確控制。30起步離合器控制起步離合器控制n 起步離合器的功能起步離合器的功能n1、接合動(dòng)力平順，分離動(dòng)力徹底。n2、接合時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)不停車、不空轉(zhuǎn)。n3、接合速度能隨駕駛員意圖變化，并給乘員的感覺(jué)保持不變。n4上坡起步不溜坡，發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火。n5具有可靠的低速爬行功能，幫助汽車平穩(wěn)越障。n6、限制傳遞最大的轉(zhuǎn)矩。n 控制策略控制策略n1、比例控制策略n2、模糊控制31比例控制策略比例控制策略n當(dāng)駕駛員踩下加速踏板，根據(jù)加速踏板的位移與位移變化率信號(hào)，CVT的ECU判斷出汽車起步動(dòng)作，于是使離合器壓緊缸的壓力立即升高到初始起步壓力（固定值），以改善起步的快速性。在接合的過(guò)程中，為使汽車平順起步，壓緊缸的壓力與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速按比例增加。待離合器主從動(dòng)部分滑轉(zhuǎn)消失后，把離合器的壓力迅速升高到額定工作壓力，保證離合器可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩