金属带无级变速器功率损失机理及其跑偏控制策略研究

摘要

无级变速传动(Continuously Variable Transmission)是当下汽车最理想的动力传动方式，它以独特的变速方式实现了发动机-变速器-道路环境的最佳匹配。避免了传统的齿轮传动比不连续和零件数量过多的缺点，其具有传动比连续、动力传递平稳、操纵方便等特点，真正实现了汽车的无级变速。在各种无级变速器中，金属带式无级变速器是汽车比较理想的的变速传动装置，与其他自动变速器相比，具有性能优良，结构简单，造价低廉等优点。但是金属带式无级变速传动中金属钢带的轴向偏斜是金属带式无级变速传动特定变速方式的必然结果。金属带的轴向偏斜会导致金属带与带轮的相互滑移和附加磨损，减小轴向夹紧力，消耗额外能量，造成额外的功率损失，这将直接影响其传动的性能和传动效率，在偏移量较大时，将使金属传动带、带轮严重磨损，导致金属带式CVT不能正常工作，因此必须予以减小或消除。
　　本文首先介绍了金属带式无级变速器的基本结构及其工作原理。并以VDT公司的P811型金属带为研究对象，分析了金属带式CVT在运动过程中的轴向偏斜，揭示了其偏斜的基本原理。针对金属带带长和偏斜量的确定方法，文中使用了两种方法对其进行数值计算，并对所得的结果进行对比分析。文中还对金属带式无级变速器的功率损失原因进行了分析，并主要分析金属带式无级变速器由于轴向偏斜产生的功率损失，推导出由于轴向偏斜产生的功率损失计算公式。其次对减小轴向偏斜的两种方法进行分析及比较，从提高传递效率的角度出发，提出通过弥补夹紧力来减小轴向偏斜对传递效率的影响。由于增大了夹紧力，所以论文还对无级变速传动系统中相对薄弱的环节-金属片进行了模型建立及应力分析。最后，在充分考虑轴向偏斜的基础上，运用模糊控制的方法来控制金属带式无级变速器的最佳加紧力，并进行仿真比对，从而提高其传递效率。
　　通过上述研究全面分析了金属带式CVT的工作原理，以及各个部分的工作状况，对其运动中所产生的轴向偏斜问题进行了深入的探讨，并提出了解决方法。本文的研究为金属带式CVT系统的研究和开发起到了一定的积极作用。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

选题的依据与意义

国内外文献资料综述

1 绪论

1.1 金属带式无级变速器的传动机理

1.2本论文研究的主要内容与技术路线

1.3本章小结

2 CVT金属带轴向偏斜对功率损失影响的研究

2.1 直母线锥盘变速过程中的金属带轴向偏斜的分析

2.2 功率损失的分析

2.3 算例分析与讨论

2.4 本章小结

3 轴向偏斜的减小及最佳夹紧力的确定

3.1 曲母线带轮法减小偏斜

3.2速比法减小轴向偏斜

3.3 基于CVT轴向偏斜最佳加紧力的确定

3.4 本章小结

4 基于Solidworks的金属片的建模及应力分析

4.1 金属片模型建立

4.2 金属片受力分析及计算

4.3 金属片的静力仿真

4.4 本章小结

5 夹紧力模糊控制系统的研究与设计

5.1 模糊控制基本理论

5.2 夹紧力控制系统的研究方法

5.3 夹紧力模糊控制系统的设计及仿真

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 本文总结

6.2 展望

参考文献

附录：攻读工程硕士学位期间发表的部分科研成果

致谢