轿车钢带无级变速器设计+传动方案的设计+传动比设计+整车动力性计算 第3页

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1.2.2 动力性                                                                                                 我的汽车的后备功率决定了汽车的爬坡能力和加速能力。汽车的后备功率越大,汽车的动力性越好。由于CVT的无级变速特性,使其能够获得后备功率最大的传动比,所以CVT 的动力性明显优于机械变速器(MT)和自动变速器(AT)。试验显示,CVT汽车加速性(0-100Km/h)比AT汽车的加速性能提高7.5～11.5%,速度较高时加速性优于MT汽车。
1.2.3 排放
由于CVT 系统具有较宽的速比变化范围,可使发动机工作在最佳状态,从而改善了燃烧过程,减少了废气排放。汽车行驶时所排出的有害物质含量常与发动机工作状态有关,当发动机在非稳态工况时,它所排出废气中的有害物质含量高。而有级式机械传动,速比变化量由人工操作完成,导致发动机转速变化较大,使发动机处于非稳态工况。所以,汽车排放废气中有害物含量高,污染环境严重。对于自动变速,可控制发动机在排放污染较小的工况下工作。据德国ZF公司测定,装备CVT后比安装4-AT的汽车减少排放约10%左右。由于汽车传动自动变速有如此众多的优点,因此,汽车特别是轿车,采用自动变速传动已成为趋势。
1.2.4 制造成本
CVT系统结构简单，零部件数目比AT(约500个)少(约300个)，一旦汽车制造商开始大规模生产，CVT的成本将会比AT小。勿庸置疑，CVT变速器的技术含量和制造难度都要比MT变速器高，与AT变速器相仿，由于金属带式CVT的结构简单，所含的零件数量比AT变速器少40％左右，整车的质量因而也有所减轻。随着大规模生产以及系统、材料的革新,CVT零部件(如传动带、主动轮、从动轮等)的生产成本,将降低20%～30%L在1996年的美国汽车市场,装备CVT的Honda Civic 轿车比装备4-AT的轿车便宜200多美元。
1.2.5 驾驶平顺性
由于CVT的速比变化是连续不断的，所以汽车的加速或减速过程非常平缓，而且驾驶非常简单、安全。从而使用户获得全方位的“行驶乐趣”。当然，CVT技术也有它的弱点，比如传动带容易损坏，无法承受较大的载荷等等，这些技术上的难关使得它一直以来多应用在小排量、低功率的汽车上。
1.3 无级变速器的分类
无级变速器按结构和传动方式可分为电力式、液力式和机械式三种。其中，电力式和液力无级变速器因为成本高、效率低、结构复杂等原因没有得到广泛应用；而机械式与前两种比较，具有结构简单紧凑、成本低、操纵方便等优点而成为目前主流的选择。因此，下面所提到的CVT都是指金属带传动的机械式无级变速器。
1.4 金属带式无级变速器
1.4.1 金属带式无级变速器的基本结构
金属带式无级变速器主要由主动带轮、从动带轮、金属带、加压和调速装置组成，其核心部件是金属带和从动带轮组成的传动系统。
下图为一种金属带式无级变速器的基本组成,主要包括：油泵、离合器、前进和倒档切换机构、输入轴和主动轮(锥盘)、金属带、从动轮(锥盘)和输出轴、主减速器、差速器和驱动桥等。 图1-5  金属带式无级变速器的基本结构图
1—金属传动带；2—从动工作轮液压控制缸；3—从动工作轮可动部分；4—油泵；5—主动工作轮不动部分；6—主动工作轮可动部分；7—主动工作轮液压控制缸；8—离合器；9—发动机飞轮；10—从动工作轮不动部分；11—中间减速器；12—主减速器和差速器
1.4.2金属带式无级变速器的工作原理
金属带式无级变速器的主要结构主要由主动轮组、从动轮组和金属带构成。金属带由两束金属环和几百个金属片构成。主动轮组和从动轮组都由可动盘和固定盘组成，与油缸靠近一侧的侧带轮可以在轴上滑动，另一侧则固定。可动盘与固定盘都是锥面结构，它们的锥面形成V型槽与V型金属传动带啮合。发动机输出轴输出的动力首先传递到CVT的主动轮，然后通过V型传动带传递到从动轮，最后经减速器和差速器传递给车轮来驱动汽车。工作时通过主动轮与从动轮的可动盘作轴向移动来改变主动轮、从动轮锥面与V型传动带啮合的工作半径，从而改变传动比。可动盘的轴向移动量是由驾驶者根据需要通过控制系统调节主动轮、从动轮液压泵油缸压力来实现的。由于主动轮和从动轮的工作半径可以实现连续调节，从而实现了无级变速。其变化的传动比定义为两工作轮的半径之比：
其中，、—主、从动带轮角速度（）       、—主、从动带轮节圆半径（mm）
 图1-6  金属带CVT工作原理图辣~文^论,文.网http://www.751com.cn
汽车开始起步时，主动轮的工作半径较小，变速器可以获得较大的传动比，从而保证驱动桥有足够的扭矩来保证汽车有较高的加速度。随着车速的增加，主动轮的工作半径逐渐减小，从动轮的工作半径相应增大，CVT的传动比下降，使得汽车能够以更高的速度行驶。
1.4.3金属带式无级变速器的关键技术
迄今为止，CVT的主攻方向为：可靠性、耐久性和效率。前两个均与金属带有关，故CVT的关键技术首先是传动带，其次是效率。传动带中最常用的是VDT钢带，它的内部由多层钢带和很多金属块组成。带斜面的VDT传动带挂在型槽的传动轮上，钢带只起支撑作用，由V型槽侧面和V型金属块侧面传递动力。

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