無(wú)級(jí)變速器的基本結(jié)構(gòu)和變速原理資料

1、無(wú)級(jí)變速器的基本結(jié)構(gòu)和變速原理沈林江，胥家政摘要： 無(wú)級(jí)變速技術(shù)是目前汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中的前沿技術(shù)，無(wú)級(jí)變速器（CVT）與手動(dòng)變速器（ MT）、自動(dòng)變速器（ AT）相比，綜合動(dòng)力性能更佳，能與發(fā)動(dòng)機(jī)形成理想的動(dòng)力匹配，因此，無(wú)級(jí)變速汽車是當(dāng)今 發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。無(wú)級(jí)變速器中最為重要的一項(xiàng)是電液控制技術(shù)，直接影響到汽車變速品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)性 以及動(dòng)力性。速比控制、夾緊力控制和起步離合器的控制是無(wú)級(jí)變速控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。關(guān)鍵詞： 無(wú)級(jí)變速；結(jié)構(gòu)；原理；特點(diǎn)Basic structure and Variable speed principle of the CVTShen lin-jiang , Xu ji

2、a-zhengAbstract: Continuously variable transmission technology is currently in the forefront of automotive technology,continuously variable transmission （CVT） with manual transmission（MT）,automatic transmission（AT）,an integrated vechicle is the development of the car one of the main trend. CVT is th

3、e most important one is the electro-hydraulic control technology.Car speed directly affects the quality and economy, and dynamic.However ratio control, clamping force control and control is the key to starting clutch CVT control system.Key word: I nfinitely variable speeds; structure; principle; cha

4、racteristic引言汽車無(wú)級(jí)變速器能實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比連續(xù)變化， 在更大范圍內(nèi)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)， 真正實(shí)現(xiàn) 發(fā)動(dòng)機(jī)變速器道路載荷的最佳匹配， 所以一直以來(lái)是汽車制造商和用戶追求的理想變速 器。無(wú)級(jí)變速器按作用方式的不同和傳動(dòng)形式的差異，可分為機(jī)械式、 電氣式、液壓式三大 類。其中機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器恒功率特性較好， 有較高的傳動(dòng)效率， 應(yīng)用比較廣泛， 金屬帶式 無(wú)級(jí)變速器就是典型的一種機(jī)械式摩擦無(wú)級(jí)變速器。 由于金屬帶式無(wú)極變速器最為普遍， 所 以本文主要研究金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的基本結(jié)構(gòu)和變速原理。1 汽車無(wú)級(jí)變速器的類型和特點(diǎn)無(wú)級(jí)變速器可分為： 液力變矩器，擺銷鏈?zhǔn)綗o(wú)級(jí)變速器 CVT ，金屬帶式

5、無(wú)級(jí)變速器 CVT ， 環(huán)盤滾輪式無(wú)級(jí)變速器 IVT 這 4 大類。與有級(jí)變速器相比，它的優(yōu)點(diǎn)明顯： （ 1）提高燃油 經(jīng)濟(jì)性和排放性能。 無(wú)級(jí)變速器在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速， 可以獲得傳動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng) 機(jī)工況的最佳匹配狀態(tài)，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性，降低排放。（ 2）提高動(dòng)力性能。無(wú)級(jí)變速器能夠獲得較大的傳動(dòng)比， 其動(dòng)力性能明顯優(yōu)于機(jī)械變速器和自動(dòng)變速器。 （ 3）改善駕駛舒 適性能。 因速比連續(xù)變化， 可使換擋平滑， 實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)變速器的快速反應(yīng)和自動(dòng)變速器舒適 的雙優(yōu)點(diǎn)。采用金屬鏈條傳遞動(dòng)力，解決了老式無(wú)級(jí)變速器“橡膠效應(yīng)”和“離合器打滑” 等問(wèn)題。1.1 液力變矩器液力變矩器是較早用于汽車

6、傳動(dòng)的無(wú)級(jí)變速器， 成功地用于高檔汽車的傳動(dòng)中。 由于傳 動(dòng)效率低，且變速比大于 2 時(shí)效率急劇下降，經(jīng)常僅在有級(jí)（ 23 檔）變速器的兩檔中間實(shí) 現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，因此未能推廣開來(lái)，目前經(jīng)常作為起步離合器在汽車傳動(dòng)中使用。1.2 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器金屬帶式無(wú)級(jí)變速器是荷蘭 VDT 公司的工程師 Van Doorne 發(fā)明的，用金屬帶代替了 膠帶，大幅度提高了傳動(dòng)的效率、可靠性、功率和壽命，經(jīng)過(guò) 3040 年的研究，開發(fā)已經(jīng)成 熟，并在汽車傳動(dòng)領(lǐng)域占有重要的地位。目前金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的全球總產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到 250萬(wàn)輛 /年，三年內(nèi)將達(dá)到 400 萬(wàn)輛/年，發(fā)展速度很快。金屬帶式無(wú)級(jí)變速器主要是由起步

7、離合器、 行星齒輪機(jī)構(gòu)、 無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)、 控制系統(tǒng)和 中間減速機(jī)構(gòu)構(gòu)成。 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的核心元件是金屬帶組件， 金屬帶組件由兩組 912 層的鋼環(huán)組合 350400 片左右的摩擦片組成。 在傳動(dòng)時(shí)， 主、 從動(dòng)兩對(duì)錐盤夾持金屬帶， 靠 摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。 主、從動(dòng)邊的動(dòng)錐盤的軸向移動(dòng)， 使金屬帶徑向工作半徑發(fā)生無(wú)級(jí) 變化，從而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的無(wú)級(jí)變化，即無(wú)級(jí)變速。 91.3 擺銷鏈?zhǔn)綗o(wú)級(jí)變速器擺銷鏈?zhǔn)綗o(wú)級(jí)變速器是由德國(guó) LUK 公司將擺銷鏈用于 Audi 汽車傳動(dòng)的成功范例。與 金屬帶式 CVT 不同的是，它將無(wú)級(jí)變速部分放到低速級(jí)，即最后一級(jí)。其原因是鏈傳動(dòng)的 多邊形效應(yīng)在高速級(jí)時(shí)會(huì)產(chǎn)

8、生更大的振動(dòng)、 噪聲和動(dòng)態(tài)應(yīng)力。 所以在其最新的結(jié)構(gòu)中， 加裝 了導(dǎo)鏈板以減少振動(dòng)和噪聲。 但是由于在低速級(jí)傳動(dòng)中， 要求傳遞的轉(zhuǎn)矩大， 軸向的夾持壓 力就大，液壓系統(tǒng)的油壓也大， 而摩擦盤式離合器所要求的油壓又不高，這樣，液壓系統(tǒng)的 油壓就比較復(fù)雜。 由此看來(lái)， 如果能進(jìn)一步降低或者消除多邊形效應(yīng)， 將會(huì)進(jìn)一步提高此類 傳動(dòng)的水平，簡(jiǎn)化整機(jī)設(shè)計(jì)，降低成本。在實(shí)現(xiàn)前進(jìn)用兩組摩擦盤式離合器和行星轉(zhuǎn)換裝置組成前進(jìn)和倒檔離合器， 同時(shí)又滿足起步離合器 的功能要求， 是很成功地設(shè)計(jì)。 目前許多公司用液力變矩器作為起步離合器， 簡(jiǎn)化了液壓電 控系統(tǒng)， 但增加了液力變矩器。 而這樣的兩組摩擦盤式離合器加行

9、星轉(zhuǎn)換裝置， 和倒檔離合器的功能時(shí)又顯得累贅。其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 1 所示圖 1 Multitronic 的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖1.4 環(huán)盤滾輪式無(wú)級(jí)變速器 環(huán)盤滾輪式無(wú)級(jí)變速器是英國(guó) Torotrak 公司發(fā)明的車用無(wú)級(jí)變速器， 其原理如圖 2 所示。 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力由輸入盤靠摩擦力傳給滾輪， 滾輪將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力靠摩擦力傳給輸出盤。 當(dāng)滾輪在 垂直于紙面的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 滾輪和兩個(gè)環(huán)盤的接觸點(diǎn)連續(xù)變化， 輸入盤和輸出盤接觸點(diǎn) （工 作點(diǎn)）的回轉(zhuǎn)半徑連續(xù)變化，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。 13圖 2 環(huán)盤滾輪式無(wú)級(jí)變速器原理圖2 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的基本結(jié)構(gòu)圖 3 金屬帶式 CVT 的主要結(jié)構(gòu)跟工作原理簡(jiǎn)圖1-發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪； 2

10、-離合器及行星齒輪； 3-主動(dòng)輪油缸； 4-主動(dòng)輪可動(dòng)部分； 4a-主動(dòng)輪固定部 分； 5-油缸； 6-從動(dòng)輪油缸； 7-從動(dòng)輪可動(dòng)部分； 7a-從動(dòng)輪固定部分； 8-中間減速器； 9-主 減速器和差速器； 10-金屬帶CVT的主要結(jié)構(gòu)如上圖所示， CVT的主要結(jié)構(gòu)和工作原理如圖所示，該系統(tǒng)主要包括主動(dòng)輪組、 從動(dòng)輪組、 金屬帶和液壓泵等基本部件。金屬帶由兩束金屬環(huán)和幾百個(gè)金屬片構(gòu)成。主動(dòng)輪組和從動(dòng)輪組都由可動(dòng)盤和固定盤組成，與油缸靠近的一側(cè)帶輪可以在軸上滑動(dòng)， 另一側(cè)則固定。 可動(dòng)盤與固定盤都是錐面結(jié)構(gòu)，它們的錐面形成 V 型槽來(lái)與 V型金屬傳動(dòng)帶嚙合。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸輸出的動(dòng)力首先傳遞到CVT

11、的主動(dòng)輪，然后通過(guò) V 型傳動(dòng)帶傳遞到從動(dòng)輪，最后經(jīng)減速器、 差速器傳遞給車輪來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車。 工作時(shí)通過(guò)主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的可動(dòng)盤作軸向移動(dòng)來(lái)改變主動(dòng)輪、 從動(dòng)輪錐面與 V型傳動(dòng)帶嚙合的工作半徑， 從而改變傳動(dòng)比。 可動(dòng)盤的 軸向移動(dòng)量是由駕駛者根據(jù)需要通過(guò)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)主動(dòng)輪、 從動(dòng)輪液壓泵油缸壓力來(lái)實(shí) 現(xiàn)的。由于主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的工作半徑可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)自動(dòng)變速。 12 金屬帶是一種非常精密的組件， 金屬片和每一層鋼環(huán)的加工制造都有嚴(yán)格的精度和性能 要求。 鋼環(huán)組由一種高強(qiáng)度的馬氏體時(shí)效鋼制成， 相鄰兩圈配合要求很高， 否者將產(chǎn)生大的 載荷不均， 影響帶的壽命。因此，金屬帶組件的

12、制造有很高的技術(shù)含量。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖4 所示：圖 4 金屬帶組件圖及局部放大圖1金屬片； 2鋼環(huán)3 金屬帶式無(wú)級(jí)變速的工作原理如圖 5 所示，汽車開始起步時(shí)， 主動(dòng)輪的工作半徑較小， 變速器可以獲得較大的傳動(dòng)比，從而保證驅(qū)動(dòng)橋能夠有足夠的扭矩使汽車獲得較高的加速度。 隨著車速的增加， 主動(dòng)輪的工作半徑逐漸減小，從動(dòng)輪的工作半徑相應(yīng)增大，CVT的傳動(dòng)比下降，汽車能夠以更高的速度行駛。 6圖 5 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器傳動(dòng)變速原理（a）傳動(dòng)原理圖； （b）變速原理圖在主動(dòng)輪在金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的液壓系統(tǒng)中， 從動(dòng)油缸的作用是控制金屬帶的張緊力， 以保證 來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力高效、 可靠的傳遞。 主動(dòng)油缸

13、控制主動(dòng)錐輪的位置沿軸向移動(dòng)， 組金屬帶沿 V 型槽移動(dòng)，由于金屬帶的長(zhǎng)度不變，在從動(dòng)輪組上金屬帶沿 V 型槽向相反的 方向變化。金屬帶在主動(dòng)輪組和從動(dòng)輪組上的回轉(zhuǎn)半徑發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)速比的連續(xù)變化。前進(jìn)時(shí)，前進(jìn)擋離合器接合，倒檔離合器松開。動(dòng)力從輸入軸傳到行星架，再傳到與其 相連的右支架，經(jīng)前進(jìn)擋離合器傳至太陽(yáng)輪，通過(guò)太陽(yáng)輪帶動(dòng)主動(dòng)帶輪，再由 V 形金屬傳 動(dòng)帶將動(dòng)力傳遞到從動(dòng)工作帶輪，帶輪的可動(dòng)部分和固定部分形成的 V 形槽與 V 形金屬帶 嚙合。 在工作中，當(dāng)主、從動(dòng)工作帶輪的可動(dòng)部分在油缸內(nèi)液壓力作用下做軸向移動(dòng)時(shí)， 連 續(xù)改變了金屬傳動(dòng)帶的工作半徑， 從而改變了傳動(dòng)比。 最后動(dòng)力經(jīng)中間

14、減速器、 主減速器與 差速器傳遞到車輪。倒檔時(shí)，前進(jìn)擋離合器松開，倒檔制動(dòng)器接合。行星輪機(jī)構(gòu)的內(nèi)齒圈被固定，內(nèi)行星輪 與太陽(yáng)輪嚙合， 外行星輪與內(nèi)齒圈嚙合， 經(jīng)這一雙行星輪機(jī)構(gòu)， 傳遞到太陽(yáng)輪的力矩方向發(fā) 生改變，后面的力矩傳遞路線與前進(jìn)時(shí)相同。金屬帶式無(wú)級(jí)變速器主要是通過(guò)改變兩個(gè)工作帶輪和金屬帶之間的接觸半徑來(lái)實(shí)現(xiàn)速 比的連續(xù)變化。其變速過(guò)程如圖 6 所示 ：圖 6 無(wú)極變速器的工作原理1輸入軸； 2主動(dòng)輪固定部分； 3主動(dòng)輪可動(dòng)部分； 4主動(dòng)輪液壓工作缸； 5被 動(dòng)輪固定部分； 6被動(dòng)輪可動(dòng)部分； 7輸出軸； 8被動(dòng)輪液壓工作缸如上圖所示，兩個(gè) V 形輪（主、被動(dòng)輪）都分為兩部分：一部分（

15、如2、 5）為固定，另一部分（如 3、 6）可在軸上沿軸向移動(dòng)，兩部分形成的V 形槽與 V 形金屬帶相嚙合。工作時(shí)，假設(shè)主動(dòng)輪工作半徑為 Rp , 被動(dòng)輪工作半徑為 Rs，則傳動(dòng)比為： i=Rp/Rs ，其中， Rp 為從動(dòng)輪半徑， Rs 為主動(dòng)輪半徑。主、被動(dòng)輪的可動(dòng)部分 3、 6 在液壓缸內(nèi)液壓力作用下，軸向移動(dòng)，從而主動(dòng)輪工作半 徑 Rp 和被動(dòng)輪工作半徑 Rs 隨之改變，傳動(dòng)比改變，達(dá)到了變速的目的?？蓜?dòng)帶輪的軸向 移動(dòng)量可以通過(guò)液壓控制系統(tǒng)分別調(diào)整，其中，i=f （ Fp， Fs）其中： i傳動(dòng)比Fp主動(dòng)輪液壓缸壓力Fs被動(dòng)輪液壓缸壓力Fs決定金屬傳動(dòng)帶的張緊力，當(dāng) i不變時(shí)， Fp

16、保持不變。只要根據(jù)汽車行駛工況及發(fā) 動(dòng)機(jī)工況要求實(shí)時(shí)控制 Fp 和 Fs，即可實(shí)現(xiàn)變速器與發(fā)動(dòng)機(jī)相匹配的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。34 金屬帶式 CVT控制技術(shù)的分類及發(fā)展單壓力回路控制，早期的 CVT 單壓力回路系統(tǒng)控制原理如圖 7 所示。該系統(tǒng)差不多全 部保留了機(jī) -液控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。雙壓力回路控制，如圖 8。雙壓力回路電子液壓控制系統(tǒng)能夠很好地解決單壓力回路電 子液壓控制系統(tǒng)存在的諸多缺點(diǎn)。 8圖 7 單壓力回路原理圖1、2-比例閥3-速比控制閥4-主動(dòng)輪液壓缸圖 8 雙壓力回路原理圖5 金屬帶式 CVT傳動(dòng)的控制技術(shù)金屬帶式 CVT 的控制主要分為三種：速比控制、夾緊力控制、起步離合器控制。三者

17、之間的控制過(guò)程是相互耦合的。在金屬帶式 CVT 的實(shí)時(shí)控制過(guò)程中，對(duì)速比控制時(shí)，需要 考慮夾緊力控制的影響， 而設(shè)計(jì)夾緊力控制時(shí)， 則可以不考慮速比控制。 由于起步離合器的 控制相對(duì)獨(dú)立，故不考慮其對(duì)速比和夾緊力控制的影響。下圖9 為 CVT 傳動(dòng)控制系統(tǒng)示意 圖。 4圖 9 CVT 傳動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖2.1 速比控制CVT 的速比控制是實(shí)現(xiàn)實(shí)際速比精確跟隨目標(biāo)速比， 即按照 CVT 傳動(dòng)系統(tǒng)的匹配策略， 控制速比根據(jù)汽車行駛工礦的改變而實(shí)時(shí)變化， 使汽車在任何工礦下行駛時(shí)， 均能維持發(fā)動(dòng) 機(jī)工作在動(dòng)力性模式或經(jīng)濟(jì)性模式下。 汽車行駛時(shí)， 駕駛員改變加速踏板位移大小會(huì)直接改 變發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速大小

18、，同時(shí)使工作在動(dòng)力性模式或經(jīng)濟(jì)性模式下的目標(biāo)速比也隨之發(fā)生變 化。這時(shí)， 目標(biāo)速比與實(shí)際速比便產(chǎn)生了一定的偏差，根據(jù)這個(gè)偏差值以及其變化率， 速比 控制其便通過(guò)產(chǎn)生控制量來(lái)執(zhí)行控制任務(wù)， 使實(shí)際速比盡快的跟蹤到目標(biāo)速比上。 另外， 在 汽車行駛過(guò)程中突遇路面阻力， 汽車加速度很快下降， 目標(biāo)速比須發(fā)生改變以保證發(fā)動(dòng)機(jī)提 供給汽車的牽引力與外界阻力相平衡，使發(fā)動(dòng)機(jī)仍然維持工作在經(jīng)濟(jì)性模式或動(dòng)力性模式 下，這時(shí)， 實(shí)際速比與目標(biāo)速比產(chǎn)生了一定的偏差，根據(jù)這個(gè)偏差值以及其變化率，速比控 制器通過(guò)產(chǎn)生控制量來(lái)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使實(shí)際速比盡快的逼近目標(biāo)速比。如圖 10 所示：圖 10 速比控制系統(tǒng)框圖2.2

19、 夾緊力控制夾緊力控制和速比控制是相互耦合的， 夾緊力的變化必然要引起速比的變化。 而在實(shí)際 控制中， 控制價(jià)盡力并不考慮對(duì)其速比的影響。 也就是說(shuō)控制被動(dòng)缸的壓力時(shí) （夾緊力與被 動(dòng)缸壓力有關(guān)） ，并不考慮它對(duì)主動(dòng)缸的影響夾緊力控制是以 CVT 傳遞的轉(zhuǎn)矩和它當(dāng)前的速比為依據(jù)的，由于金屬帶的長(zhǎng)度為一定 值，金屬帶式 CVT 所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩 Tin 與金屬帶目標(biāo)夾緊力 QDN 和主動(dòng)帶輪節(jié)圓半徑 RDR 之間的關(guān)系為：Tin=2uQ DNRDR /cos a式中， RDR 為主動(dòng)帶輪節(jié)圓半徑（ m），該值可由主動(dòng)軸間距、傳動(dòng)帶周長(zhǎng)、即時(shí)傳動(dòng)比計(jì)算 出；u 為金屬塊與帶輪間的最大摩擦因數(shù)；

20、a 為帶輪錐形角，一般為 11 度。設(shè) Te 為發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，一般， CVT 所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩 Tin 稍大于 Te，以保證CVT 能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。因此，用儲(chǔ)備系數(shù)kI 表示有:Tin - k*Te ，于是金屬帶的目 標(biāo)夾緊力 QDN 為：QDN=kT e cos a /（ 2uR DR）圖 11 夾緊力控制系統(tǒng)框圖2.3 起步離合器控制無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)中的起步離合器采用的是濕式多片離合器， 目的是使汽車能以足夠大 的牽引力平順的起步， 提高駕駛舒適性， 必要時(shí)切斷動(dòng)力傳動(dòng)。 通過(guò)手動(dòng)操縱閥來(lái)選擇起步 離合器或制動(dòng)器?？刂崎y組控制離合器液壓缸或制動(dòng)器液壓缸內(nèi)的壓力。與常規(guī)液力機(jī)械

21、自動(dòng)變速傳動(dòng)汽車起步控制策略不同， 對(duì)于無(wú)級(jí)自動(dòng)變速汽車， 車輛起 步時(shí)不僅液力變矩器發(fā)揮自動(dòng)變扭調(diào)速的作用，金屬帶式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置也將發(fā)揮作用。 當(dāng)車輛處于起步爬坡階段時(shí)， 充分利用液力變矩器低速增扭、 通過(guò)性好的優(yōu)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛的 快速平穩(wěn)起步， 此時(shí)帶傳動(dòng)速比維持在最低檔： 當(dāng)車輛處于低速行駛且液力變矩器速比大于 聯(lián)合工作輸出最大功率所對(duì)應(yīng)的速比時(shí)， 通過(guò)改變帶傳動(dòng)速比來(lái)調(diào)節(jié)液力變矩器速比， 從而 保證發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器聯(lián)合工作輸出功率維持在最大值， 使車輛獲得最大的啟動(dòng)性能。 不 同油門開度下， 維持發(fā)動(dòng)機(jī)與液力變矩器聯(lián)合工作輸出功率最大時(shí)對(duì)應(yīng)不同的液力變矩器速 比。 142.4 其它

22、先進(jìn)控制理論的應(yīng)用為了追求更好的控制效果，得到更好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)，一些新興的、 先進(jìn) 的控制理論被應(yīng)用于汽車動(dòng)力傳動(dòng)系的控制中， 其中的代表就是模糊控制。 其控制結(jié)構(gòu)如下 圖 12 所示：圖 12 模糊控制結(jié)構(gòu)示意圖在汽車動(dòng)力傳動(dòng)系中應(yīng)用模糊控制主要有3 個(gè)原因：1）模糊控制能夠很好地辨別汽車的運(yùn)行工況和駕駛員的駕駛意圖。2）模糊控制是基于語(yǔ)義和規(guī)則的控制理論，應(yīng)用與汽車動(dòng)力傳動(dòng)系這樣的強(qiáng)非線性系統(tǒng) 具有很好的抗干擾效果。（3）模糊控制具有很好的連接作用，可以將不同的控制算法結(jié)合起來(lái)，從而達(dá)到最優(yōu)的控 制效果 16 金屬帶式 CVT電液控制技術(shù)金屬帶式 CVT早期的控制系統(tǒng)多采用機(jī)

23、液控制方式， 但機(jī)液控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 對(duì)傳動(dòng) 系統(tǒng)多種性能的匹配要求缺乏靈活性。 隨著技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)汽車性能要求的不斷提高， 當(dāng)前 無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的控制均采用電液控制方式。 電液控制方式可以使動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)理想 的工作狀態(tài)， 達(dá)到動(dòng)力性、 經(jīng)濟(jì)性和排放之間的最佳平衡。 不同匹配策略的實(shí)現(xiàn)都是對(duì)無(wú)級(jí) 變速器的主壓力和速比控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 同時(shí)， 采用電液控制方式還可以提高無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系 統(tǒng)的效率，降低不必要的損失。 2下圖 13 為金屬帶式 CVT的電液控制系統(tǒng)原理圖。系統(tǒng)的油泵直接由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，為整 個(gè)系統(tǒng)提供液壓油。 系統(tǒng)的主壓力由壓力控制閥（比例溢流閥）調(diào)節(jié)， 它直接作用在從動(dòng)輪 油缸

24、內(nèi)。 在速比一定的條件下， 主壓力的大小決定了系統(tǒng)傳遞轉(zhuǎn)矩的能力。 變速器的速比由 速比控制閥 （位置伺服閥）調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)主動(dòng)輪油缸內(nèi)的壓力， 是通過(guò)金屬帶的約束與從動(dòng)輪 油缸內(nèi)的壓力達(dá)到新的平衡狀態(tài)，從而改變主動(dòng)輪的軸向位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在控制系統(tǒng)中，主、從動(dòng)輪油缸壓力 PP ,P S由壓力傳感器測(cè)量 , 主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速 nP， nS 由轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量， 測(cè)量得到的信號(hào)通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)放大， 變成可以驅(qū)動(dòng)比例閥的控 制電流，控制主、從動(dòng)輪油缸的壓力變化。 A/D,D/A 和控制器構(gòu)成了數(shù)據(jù)采集和反饋控制的 閉環(huán)控制回路，從而提高了系統(tǒng)的控制精度，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速nC和油門開度 a 的信號(hào)通過(guò)

25、傳感器輸入給控制器，通過(guò)相應(yīng)的控制策略來(lái)保證CVT無(wú)滑移地運(yùn)轉(zhuǎn)。 57 結(jié)論在最近的十幾年中， CVT 技術(shù)已經(jīng)上千邁進(jìn)了一大步，使得 CVT 比有著超過(guò) 100 年歷 史的機(jī)械變速器 MT 和有著超過(guò) 50 年歷史的自動(dòng)變速器 AT 更有競(jìng)爭(zhēng)力。 CVT 技術(shù)正處于 壽命周期的開始， CVT 的特性將進(jìn)一步提高，而我們中國(guó)也緊跟世界步伐，發(fā)展我們自主 創(chuàng)新的無(wú)級(jí)變速器。 金屬帶式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)器作為新興的車用變速器， 具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 和開發(fā)潛力。 金屬帶式 CVT傳動(dòng)技術(shù)正處在壽命周期的開始， 所以更應(yīng)充分發(fā)展無(wú)級(jí)變速綜 合控制系統(tǒng)中的電液控制技術(shù)，只有這樣才能滿足現(xiàn)代汽車發(fā)展的要求。 參