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汽车无级变速器设计与分析毕业论文
目 录
摘要
1.绪论
汽车变速器的类型?………………………………………………1
汽车变速器的类型和特点 ………………………………………1
采用无极变速器——CVT的汽车可以节油的原理 ……………2
实现汽车无级变速器——CVT大变速比、大转矩的关键——无偏斜金属带式无极变速传动 ………………………………………3
2.CVT的总体设计
原车的相关参数…………………………………………………5
带传动的分析……………………………………………………5
压紧装置的设计…………………………………………………8
齿轮设计计算……………………………………………………15
轴的设计计算……………………………………………………22
轴承的设计计算…………………………………………………30
锥轮处的键的设计计算…………………………………………31
3.变速器的调控分析
CVT的一般调控理论分析 ………………………………………32
CVT最佳调控逻辑 ………………………………………………34
.总结 ………………………………………………………38
.致谢 ………………………………………………………39
.参考文献 …………………………………………………401. 绪论
1.1 汽车变速器的类型
目前汽车变速器按变速特点来分,可分为两大类:一是有级变速器;二是无级变速器。按执行变速的方式来分,可以分为自动和手动两类。
1. 2 汽车变速器的类型和特点
1.2.1 液力变矩器
液力变矩器是较早用于汽车传动的无级变速器,成功地用于高档汽车的传动中。由于传动效率低,且变速比大于2时效率急剧下降,经常仅在有级(2~3档)变速器的两档中间实现无极变速,因此未能推广开来。目前经常作为起步离合器在汽车中使用。
1.2.2 宽V形胶带式无级变速器
宽V形胶带式无极变速器是荷兰DAF公司在1965年以前的产品,主要用在微型轿车上,一共生产了约80万辆。由于胶带的寿命和传动效率低,进而研究和开发了汽车金属带式无级变速器。
1.2.3 金属带式无级变速器
金属带式无级变速器是荷兰VDT公司的工程师Van Dooren 发明的,用金属带代替胶带,大幅度提高了传动效率、可靠性、功率和寿命,经过30~40年的研究,开发已经成熟,并在汽车传动领域占有重要的地位。目前金属带式无级变速器的全球总产量已经达到250万辆/年,在今后三年内将达到400万辆,发展速度很快。
金属带式无级变速器的核心元件是金属带组件。金属带组件由两组9~12层的钢环组和350~400片左右的摩擦片组成,其中钢环组的材料,尤其是制造工艺是最难的,要实现强度高(>2000MP)),而摩擦盘式离合器所要求的油压又不高,这样,液压系统就比较复杂。由此看来,如果能进一步降低和消除多边形效应,将会进一步提高此类传动的水平,简化整机设计、降低成本。
1.2.5 环盘滚轮式无级变速器
环盘滚轮式无级变速器是英国Torotrak 公司发明的无级变速器。运动和动力由输入盘靠摩擦力传给滚轮,滚轮降运动和动力靠摩擦力传给输出盘。当滚轮在垂直于纸面的轴向运动时,滚轮和两个环盘的接触点连续变化,输入盘和输出盘接触点的回转半径连续变化,实现无极传动。
1.3采用无极变速器——CVT的汽车可以节油的原理
由于汽车的发动机的进排气系统是考虑了空气流的动力学而设计的,由凸轮轮廓形块决定进气和排气气门的开闭。发动机在某一最佳转速下能够进气充分、排气充分、燃烧完全、能量利用充分、排气污染少;但离开这一转速就会有进气不充分、排气不充分、燃烧不完全、能量利用差、油耗增加和排气污染增加等问题。
汽车的车速是随机的,在20~30km/h到150~180km/h之间变化。为了很好的利用发动机的动力和减少油耗,采用有级变速(MT和AT)=5.5左右,通常用于排量在2.0L以下的汽车传动中。
1.5 抛弃液压加压系统,进一步节油
汽车金属带和摆销链式无极变速器——CVT,是当前汽车自动变速器中最具前景的传动形式。目前汽车金属带式无级变速器绝大部分采用液压加压、电子系统控制方案。
发动机的动力通过变矩器离合器和液力变矩器传给前进、倒档离合器,液力泵产生的高压油通过液压缸将力施加给锥盘变速装置,该力施加给金属带组件产生摩擦力,将主动轮的转矩传递给从动轴,然后通过减速装置,经减速器输出给车轮。
这种方案的优点在于除了金属带传动的全新技术以外,全部采用了成熟技术,可行性好。但与成熟的AT(自动变速器)技术一样,有一个重要的弱点,即是均采用耗能的液压伺服系统。AT和MT(手动变速器)均为齿轮传动,AT比MT多耗油15%左右,其原因在于液压私服系统耗能。采用CVT的汽车,由于CVT可使发动机在最佳区域工作,因而达到节
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