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原文传递金属带式无级变速传动匹配特性的研究

论文题名：	金属带式无级变速传动匹配特性的研究
关键词：	汽车变速器;金属带式无级变速传动;夹紧力;速比控制;优化匹配
摘要：	汽车是人类文明发展的标志之一，它的发展必须符合人类社会的发展要求。节约能源，保护环境已经成为人类发展的主题，全球数以千万计的汽车已经成为能源消耗和环境污染的一个主要的因素。因此采取措施，应用新技术，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。其中最行之有效、最有潜力方法是采用无级变速。　　金属带式无级变速传动(CVT)具有结构简单紧凑、操纵方便、传动效率高、成本低、节能和环保等优点。它作为轿车发展的一项先进技术适合我国轿车变速器发展的要求，越来越受到普遍关注。金属带式无级变速传动机理是该传动及其控制的理论基础，而控制是开发该传动系统的关键技术。本文围绕金属带式无级变速传动系统的传动机理、及其控制等方面进行了研究。主要研究内容如下：　　文中首先简要介绍了CVT的发展过程并对其进行了简要的分类，分析了金属带式无级变速传动技术的功能特点。通过与其它传动装置的比较，说明在机械式无级变速传动中，金属带式无级变速传动无论是在转矩传递能力还是在传递效率方面均优于其它类型的机械式无级变速传动，是较理想的传动装置，适应当前对汽车环保、节能、舒适等方面的要求，具有广阔的发展前景。由此阐述了本文选题的学术和实际应用背景以及必要性。　　V型金属带具有独特的结构特征，因此金属带的传动机理与普通的V型橡胶带的传动机理不同，金属带式无级变速传动机理是其传动与控制的理论基础，因此为建立可以用于实时控制的V型金属带传动的动力学模型，即建立转矩、速比、转速以及运行工况与带轮轴向夹紧力的关系，本文从金属带式无级变速传动的运动学关系入手，在一定条件下，详细分析了金属片推力与金属环的张力在金属带传动过程中的分布与变化规律，以及如何采取措施进一步提高金属带传递转矩的能力。　　夹紧力控制与速比控制是CVT控制问题中最为重要的两个方面。但由于金属带特殊的结构，使实现速比和夹紧力的精确控制变得十分复杂。本文通过滑转率研究说明了理想夹紧力概念，在金属带受力分析的基础上，确定了在稳定状念下金属带的夹紧力比、转矩比和速比之间的关系，提出确定目标夹紧力的方法。并通过对会属带瞬念运动学和受力分析，建立了速比变化率与夹紧力变化之间的关系，分析了速比变化率的影响因素，从而给出可以用于实时控制的金属带传动的动力学模型，为进一步实现CVT控制建立了理论基础。　　装有无级变速传动系统的汽车具有面工况，对应汽车一定的行驶条件，当汽车速度和负荷一定时，通过速比的连续变化，可以使汽车的发动机处于最佳的工作状态。文中首次建立了包括CVT液压控制系统的装有CVT的动力传动系统模型，说明装有CVT的动力传动系统是复杂的多输入、非线性系统。文中以燃油经济性为例，研究了无级变速传动系统与发动机的匹配及其综合控制策略。分析了综合控制策略的制约因素，设计了以实现汽车瞬态过程的动力性和稳态过程的经济性为依据的综合控制策略，应用所建立的CVT动力传动系统的综合控制数学模型，在一些典型工况下（加速和循环工况）进行了仿真分析。仿真分析结果表明:无级变速传动系统与发动机达到了较好的匹配，所设计的综合控制系统及其控制策略具有良好的控制效果;提高了汽车在瞬态工况的动力性能，同时保持了稳定状态下系统的经济性;作到了对系统经济性和动力性有效的折衷，改善了系统的性能。　　通过本文对金属带式无级变速传动机理的理论研究，希望给CVT的开发和研制提供一些理论帮助。
作者：	卢伟
专业：	机械工程
导师：	陆怀民;王洪源
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东北林业大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文