汽車無級(jí)變速器技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展綜述.doc

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1、附錄I汽車無級(jí)變速器技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展綜述摘要：簡(jiǎn)述了無級(jí)變速器的發(fā)展歷程與研究現(xiàn)狀.從技術(shù)角度介紹了金屬帶式無級(jí)變速器的基木結(jié)構(gòu)，比較了金屬帶與鏈條的結(jié)構(gòu)和性能并異；給出機(jī)液控制系統(tǒng)和電液控制系統(tǒng)的原理及優(yōu)缺點(diǎn),以及新近開發(fā)出的滑移控制策略?總結(jié)了無級(jí)變速器的優(yōu)勢(shì).從應(yīng)用角度列舉了核心廠商，調(diào)硏了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的主要無級(jí)變速器車型，給出國(guó)內(nèi)外無級(jí)變速器汽車市場(chǎng)的發(fā)展預(yù)測(cè)；最后闡述了今示的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：汽車；無級(jí)變速器；控制系統(tǒng)；滑移控制21世紀(jì)能源FI益趨緊，油價(jià)在高位丄節(jié)節(jié)攀升，節(jié)能減排已經(jīng)成為制約汽車發(fā)展壯大的關(guān)鍵問題Z—，由此，各種自動(dòng)變速器不斷沖擊

2、著傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器，變速器行業(yè)的更新?lián)Q代悄然而至。CVT,真正實(shí)現(xiàn)了無級(jí)變速，使汽車具有理想的性能。2004年，屮國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)和屮國(guó)齒輪協(xié)會(huì)就國(guó)內(nèi)自動(dòng)變速箱的研發(fā)方向達(dá)成了共識(shí)：優(yōu)先發(fā)展電控機(jī)械式自動(dòng)變速器和無級(jí)變速器，適時(shí)發(fā)展雙離合器P1動(dòng)變速，適當(dāng)生產(chǎn)液力機(jī)械自動(dòng)變速器。因此，CVT在屮國(guó)市場(chǎng)將會(huì)扮演更為重要的角色。本文在充分了解CVT歷史發(fā)展脈絡(luò)的前提下，總結(jié)前人CVT綜述論文的研究成果與發(fā)展現(xiàn)狀。先是從技術(shù)角度出發(fā)，給出了CVT的基本機(jī)構(gòu)，以及帶式CVT和鏈?zhǔn)紺VT的對(duì)比情況；接著介紹了控制技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，尤其是對(duì)兩代控制系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)以及滑

3、移控制策略作了總體介紹；詳細(xì)分析論述了CVT的優(yōu)勢(shì)。再從應(yīng)用角度岀發(fā)，調(diào)研國(guó)內(nèi)市場(chǎng)CVT車型的應(yīng)用情況，預(yù)測(cè)今后國(guó)內(nèi)外CVT市場(chǎng)的發(fā)展情況；最后提出CVT的發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)國(guó)內(nèi)的CVT發(fā)展給出了建議。1無級(jí)變速器概述1.1無級(jí)變速器發(fā)展歷程早在1490年，達(dá)芬奇就草繪了無級(jí)變速器原型圖。19世紀(jì)70年代，出現(xiàn)了機(jī)械式無級(jí)變速器，但是由于當(dāng)時(shí)受材質(zhì)與工藝方面的條件限制，發(fā)展緩慢。直到20世紀(jì)70年代以后，機(jī)械式無級(jí)變速器獲得迅速和廣泛的發(fā)展，產(chǎn)品有摩擦式、鏈?zhǔn)?、帶式及脈動(dòng)式4大類，約30多種結(jié)構(gòu)形式。20世紀(jì)80年代以后，主要發(fā)展趨向是美、H等國(guó)進(jìn)行高速、高

4、效、大轉(zhuǎn)矩機(jī)械無級(jí)變速器的研制開發(fā)。進(jìn)入21世紀(jì)后，CVT發(fā)展更為迅猛。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外綜述文章很多。在國(guó)外，文獻(xiàn)［1］對(duì)CVT與AT和DCT進(jìn)行全方位對(duì)比，預(yù)測(cè)了今后CVT的發(fā)展。在國(guó)內(nèi)，文獻(xiàn)［2—4］闡述了CVT發(fā)展歷程與研究現(xiàn)狀，分析了其發(fā)展趨勢(shì)；通過一系列試驗(yàn)結(jié)果，詳述了CVT與其他類型變速器之間的優(yōu)缺點(diǎn)。不同類型CVT屮，帶式CVT開發(fā)最早，應(yīng)用最廣。1955年，荷蘭VDT公司的橡膠帶式CVT樣車試驗(yàn)，由于該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)體積過大，傳動(dòng)比太小，橡膠帶壽命短，最終未能普及。1956年，德國(guó)PIV公司開始研究鏈?zhǔn)紺VT。20世紀(jì)80年代，橡膠帶

5、式CVT被推力帶式CVT代替，投入市場(chǎng)使用。1989年，德國(guó)Luk公司開始研發(fā)300Nom級(jí)的轎車CVT,并選擇PIV鏈條。1999年，Luk公司CVT鏈條的第一代產(chǎn)品在奧迪Multitronic上誕生;2004年，應(yīng)用于美國(guó)市場(chǎng)福特CFT30o2007年5月，生產(chǎn)120萬條Luk鏈條。CVT控制系統(tǒng)，包括離合器控制、速比控制及夾緊力控制。國(guó)外對(duì)此展開了深入而廣泛的研究；國(guó)內(nèi)起步較晚，但是也有不少研究成果。在國(guó)外，文獻(xiàn)［7］結(jié)合魯棒模型匹配方法，建立了CVT伺服速比系統(tǒng)，增強(qiáng)其抗干擾性能。文獻(xiàn)［8］設(shè)計(jì)了模糊增益調(diào)度系統(tǒng)，應(yīng)用于CVT液壓伺服系統(tǒng)的PI（

6、比例積分）控制器屮，并設(shè)計(jì)了一個(gè)非線性補(bǔ)償系統(tǒng)。文獻(xiàn)［9］提出了瞬態(tài)情況下燃油最優(yōu)化控制問題的解決方案；基于此，提出了一個(gè)簡(jiǎn)化控制策略。在國(guó)內(nèi)，文獻(xiàn)［10］設(shè)計(jì)了帶有前饋抗回繞的PI控制器，用于CVT夾緊力控制，進(jìn)行了仿真和裝車試驗(yàn)。文獻(xiàn)［11］驗(yàn)證一TPID（比例積分微分）控制方法可以實(shí)現(xiàn)CVT速比的合理變化控制。文獻(xiàn)［12—13］建立了汽車傳動(dòng)系統(tǒng)模型，設(shè)計(jì)了模糊控制器和PID控制器，通過仿真對(duì)2種方法進(jìn)行對(duì)比；開發(fā)的CVT汽車自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)具有良好的魯棒性。采取各種控制理論的H的在于使CVT系統(tǒng)各方而性能最優(yōu)化。從裝車效果來看，將這些控制理論應(yīng)

7、用于CVT控制系統(tǒng)屮，獲得了良好的效果。2無級(jí)變速器基本結(jié)構(gòu)H前實(shí)際應(yīng)用的CVT主要有：帶式CVT、鏈?zhǔn)紺VT及錐盤滾輪式CVT等。以金屬帶式CVT為例，分析CVT的基本結(jié)構(gòu)。金屬帶式CVT主要是由行星齒輪機(jī)構(gòu)、起步裝置、V形帶輪與金屈帶、減速機(jī)構(gòu)構(gòu)成。行星齒輪機(jī)構(gòu)與倒擋離合器配合，實(shí)現(xiàn)CVT的倒擋行駛。起步裝置主要有3種：多片濕式離合器，電磁離合器，液力變矩器。其屮，多片濕式離合器結(jié)構(gòu)尺寸小，響應(yīng)快,能量損失小，H前應(yīng)用較為廣泛；電磁離合器重量及尺寸大，熱負(fù)荷能力低，僅用于微型車輛上；液力變矩器，起步扭矩大，坡道起步性能好，駕駛?cè)菀追奖?，微?dòng)性能好，能

8、阻隔發(fā)動(dòng)機(jī)弓｝起的部分振動(dòng)和沖擊，但是價(jià)格昂貴。V型帶輪由主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪組成