滚轮平盘牵引式无级变速器自适应变速机构动力学分析
2021-03-29李超,姚进,李华,胡波
李 超,姚 进,李 华,胡 波
(1.成都理工大学核技术与自动化学院,四川成都610059;2.四川大学机械工程学院,四川成都610065)
无级变速器(continuously variable transmission,CVT)是一种理想的机械传动方案,因为无级变速器可以提供一系列的连续传动比使得车辆发动机始终处于高效点工作,这就极大地提高了整车的效率,减小了车辆排放,达到节能减排的作用[1-4]。CVT具有动力高、油耗低、排放少的特点,据统计,采用CVT的汽车比采用自动变速器(AT)的汽车油耗减少7%~15%,废气排放降低约10%,生产成本降低20%~30%;而采用CVT传动系的混合动力车的油耗可能减少30%,排放可减少45%[5-6]。牵引式CVT具有功率密度高、效率高、传递功率大等特点,将会成为未来无级变速器技术的发展方向,也有望在其他领域推广[7]。因此,牵引式CVT技术在日本、英国、美国等发达国家已经被广泛研究。
牵引式CVT主要由变速机构、加载机构与传动机构3部分组成,实现变速的关键是变速机构。现代工业技术的发展,希望CVT的变速机构对于负载改变能够实现自动/自适应变速;而目前自适应变速还多采用电控方式实现,其工作原理是通过监测负载力/力矩、整车运动速度/加速度等信号,将其反馈给控制器,控制变速机构动作实现变速控制。然而,电控方式需要复杂的控制电路和检测传感器,成本较高。因此,设计出可根据负载而自动变速的自适应变速机构,对于提高牵引式CVT的结构紧凑性,降低控制复杂度等具有较大推动作用。在此背景下,作者将针对最典型的同轴移动类牵引式CVT—滚轮平盘牵引式CVT,提出了一种基于螺纹-弹簧力封闭的自适应变速机构,并对此CVT进行了运动学计算和动力学分析建模,以给牵引式CVT自适应变速研究提供新的思路。……
