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1、無級變速傳動,,主 要 內(nèi) 容,無級變速傳動技術(shù)的工作原理 無級變速的發(fā)展歷史 無級變速傳動的特點 無級變速的關(guān)鍵技術(shù) 無級變速的控制技術(shù) 未來發(fā)展趨勢,無級變速傳動的工作原理,Continuously Variable Transmission,,類型,帶式,、鏈式,,、錐盤滾輪式、,,、環(huán)形與半環(huán)形,,工作原理,無級變速的歷史與未來,1886年 德國奔馳公司 V型橡膠帶式CVT 1930 年在 Austin Sixteen 車上 裝用了牽引式CVT 1958年，荷蘭雙V型橡膠帶式CVT DAF 66(VOLVO 340),Variomatic,1997年日產(chǎn)公司開發(fā)了使用在2.0L汽車上的
2、CVT ，手動換檔模式的CVT 富士重工在1987年，首次裝在SUBARU JUSTY 車上； 富士重工在1997 ，Vistro微型車全裝配了全計算機控制式E-CVT,,燃料消耗, MVEG cycle, on Audi A6 previous V6 2.8L,manual,tiptronic,,,,,,,9,9,5,10,10,5,,9,9 l/100km,,10,6 l/100km,,9,7 l/100km,,,manual,,,,,,,9,9,5,10,10,5,,9,6 l/100km,,10,2 l/100km,,9,5 l/100km,,,,New Audi A4 V6 3,0L
3、,燃料消耗, MVEG cycle, on Audi A4 V6 3.0L,,multitronic,,multitronic,tiptronic,無級變速傳動的特點,優(yōu)點 改善燃油經(jīng)濟性,操作方便性 乘員舒適性 排放 結(jié)構(gòu)簡單，體積小、零件少,動力性,缺點,成本較高,VT1F 2760,300,效率較低 傳遞功率有限,,金屬帶,關(guān)鍵技術(shù),Metal Pushing V Belt 荷蘭VDT公司的專利產(chǎn)品,金屬傳動帶,金屬傳動帶由多個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力，金屬環(huán)在動力傳遞過程中主要用來將金屬片約束在一起，并正確地引導金屬片運動。,帶輪,,CVT控制目標
4、,CVT傳動系的主要任務(wù) 1）把發(fā)動機輸出功率可靠地傳遞到驅(qū)動輪，并盡可能減小功率損失。 2）根據(jù)汽車的運行條件，按駕駛員選定的工作模式自動改變速比，使發(fā)動機維持在理想的工作點。,CVT控制問題的目標 1）金屬帶夾緊力控制 2）速比控制,無級變速的控制技術(shù),CVT控制系統(tǒng),1、機液控制系統(tǒng) 2、電液控制系統(tǒng) 3、控制液壓缸的動壓補償 4、雙壓力液壓控制系統(tǒng),機液控制系統(tǒng),缺陷 1、不能對主從動缸的壓力進行獨立控制 2、皮托管不能準確監(jiān)測發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化 3、不能適用別的車型 4、金屬帶停留的位置不確定，影響下次起動的平穩(wěn)性,,電液控制系統(tǒng),可以使傳動裝置按駕駛員的操作意圖達到最佳匹配。利用精確測
5、定的發(fā)動機與從動輪的轉(zhuǎn)速信號，可實現(xiàn)對CVT傳動裝置速比和夾緊力的精確控制。另外，增加了制動開關(guān)信號，可使汽車在制動過程中，傳動裝置速比自動回到最大速比狀態(tài)，為下一次平順起步作準備。,,,,,,缺點：不便于液壓缸的對稱布置，動壓，影響速比的精確控制,控制液壓缸的動態(tài)補償,當主、從動缸高速旋轉(zhuǎn)時，主、從動缸的液體由于離心力的作用產(chǎn)生動壓力。該動壓將影響對夾緊力和速比的精確控制，因此，為了解決高速時流體產(chǎn)生的動壓對控制精度的影響、CVT主、從動缸通常采用右圖的動壓補償來抵消離心力的作用。,,主從動缸動壓油室補償,主動缸無油室動態(tài)補償,主動缸無油室動壓補償,雙壓力液壓控制系統(tǒng),右圖所示的CVT液壓控
6、制系統(tǒng)包括夾緊力控制、速比控制、前進倒退控制、起步離合器、總回路工作壓力調(diào)節(jié)、潤滑壓力調(diào)節(jié)及電路故障備用系統(tǒng)等部分。,,CVT的關(guān)鍵控制技術(shù),1、夾緊力控制 2、速比控制 3、起步離合器控制,夾緊力控制,比例壓力控制閥為連續(xù)的模擬量控制；對開關(guān)閥可采用調(diào)制脈寬方式或調(diào)制脈沖方式。 開關(guān)閥采用脈寬調(diào)制方式 ，實現(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,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)動信號的區(qū)別,,,,系統(tǒng)引入了對測量信號的前置濾波處理，以抑制測量噪聲的影響；另外，由于壓力控制閥的非線性特性，在方案
7、中加入了控制閥特性補償環(huán)節(jié)。,,Subaru E2CVT夾緊力控制,,Honda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,Honda Civic夾緊力控制,,速比控制,當駕駛員猛踩油門時,會導致目標速比突然變化，為了滿足汽車行駛平順性的要求，必須對實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，該系統(tǒng)還測量控制閥芯的位置，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)閥芯的位移對它的非線性特性進行補償，保證對主動缸動態(tài)壓力變化率的精確控制。,,起步離合器控制,起步離合器的功能 1、接合動力平順，分離動力徹底。 2、接合時發(fā)動機不停
8、車、不空轉(zhuǎn)。 3、接合速度能隨駕駛員意圖變化，并給乘員的感覺保持不變。 4上坡起步不溜坡，發(fā)動機不熄火。 5具有可靠的低速爬行功能，幫助汽車平穩(wěn)越障。 6、限制傳遞最大的轉(zhuǎn)矩。 控制策略 1、比例控制策略 2、模糊控制,,比例控制策略,當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，CVT的ECU判斷出汽車起步動作，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。在接合的過程中，為使汽車平順起步，壓緊缸的壓力與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速按比例增加。待離合器主從動部分滑轉(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)動機的轉(zhuǎn)矩。,PS,PMAX,0
9、,PMAX,,模糊控制,階段1、模糊控制器根據(jù)節(jié)氣門開度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及離合器輸出軸轉(zhuǎn)速，即根據(jù)駕駛員的意圖和汽車的起步條件估計初始起步壓力。 階段2、離合器接合壓力變化率根據(jù)加速踏板位移（小、中、大三種情況）和發(fā)動機轉(zhuǎn)速估算。,,主要性能參數(shù) 發(fā)動機功率和轉(zhuǎn)矩 <150KW，<350Nm 速比變化范圍5.46.4 生產(chǎn)與應(yīng)用廠家：,金屬帶式CVT,,鏈式CVT,主要性能參數(shù) 發(fā)動機功率和轉(zhuǎn)矩 <162Kw，<310Nm 速比變化范圍6.05 生產(chǎn)與應(yīng)用廠家：,,P.I.V.金屬鏈,主動帶輪,從動帶輪,Audi Multitronic 無級變速器,錐盤滾輪式無級變速器,,環(huán)形CVT,,未來發(fā)展趨勢,IVT Infinitely Variable Transmission,,謝謝,
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