無級變速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理和檢修

1、圖3摩托車力圖1、無級變速系統(tǒng)技術(shù)及原理分析1.1、無級變速機構(gòu)簡介無級變速動力傳遞機構(gòu)主要由前傳動和后傳動兩大部分組成。如圖1所示，前傳動由前帶輪、后帶輪、V帶3大件組成；后傳動由后齒輪箱內(nèi)的末級齒輪軸、雙聯(lián)齒輪、動力輸入軸組成。 在前傳動與后傳動之間，由重錘式干式自動離心式離合器來聯(lián)接或切斷動力。 前傳動機構(gòu)既是動力傳遞機構(gòu)，又是無級自動變速機構(gòu)。前帶輪由主動盤、強制冷卻風扇、空心軸套、離心滾柱、定位板、移動盤組成。后帶輪由固定盤、移動盤以及離心力控制彈簧組成。 傳動帶內(nèi)側(cè)有齒牙(不屬于同步帶)，傳動帶在前、后帶輪之間，既是動力傳遞件，又是無級變 速件。 后傳動是一個二級減速傳動箱，它是將

2、前傳動輸入的轉(zhuǎn)速在此進行二級減速增矩后，把動力傳遞給后輪軸。V帶無級變速系統(tǒng)(Continuously Variable Transmission以下簡稱 CVT)目前廣泛用于踏板車的傳動系統(tǒng)中。該系統(tǒng)與我們常見的有擋變速系統(tǒng)相比主要有以下優(yōu)點：a)操作簡單、平穩(wěn)舒適。CVT系統(tǒng)傳動比的變化只需由油門控制曲軸轉(zhuǎn)速就可以達到，并可實現(xiàn)傳動比的連續(xù) 變化，沒有有擋變速系統(tǒng)所必需的離合、變擋等操作和傳動比突變造成的沖擊。b) CVT系統(tǒng)在設計范圍內(nèi)減速比可連續(xù)變化，使摩托車在使用時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持在比較理想 的范圍內(nèi)，有利于降低油耗，減少排放污染。1.2、CVT與動力系統(tǒng)的分析傳動系統(tǒng)與動力系統(tǒng)的匹

3、配是摩托車取得良好性能的重要途徑。CVT系統(tǒng)具有連續(xù)的動力輸出和無級變速的動力特性，相比有擋式變速系統(tǒng)更容易達到比較理想的綜合性能，但考慮到摩托車使用時各種工況的復雜性，CVT系統(tǒng)與動力系統(tǒng)的匹配也是一個必須考慮油耗、排放、加速性、最高車速等多種因素并折衷取舍的復雜問題。這就必須仔細設定CVT系統(tǒng)的主要規(guī)格：最大減速比(imax )、最小減速比(imin )、二次減速比(i2 )以及CVT主動輪上的離心式轉(zhuǎn)速感應 調(diào)控機構(gòu)和從動帶輪上的轉(zhuǎn)矩感應機構(gòu)。 車輛在穩(wěn)定行駛時，CVT從動輪上的轉(zhuǎn)矩感應機構(gòu)對傳動帶的軸向控制功能相當于車輛負荷轉(zhuǎn) 矩的比例放大器，其比例系數(shù)取決于轉(zhuǎn)矩感應機構(gòu)轉(zhuǎn)矩斜槽的升角

4、和工作半徑。比例系數(shù)的大小可是定量，也可隨斜槽升角的改變而改變，以更好地適應運行工況要求，提高系統(tǒng)效率。CVT主動帶輪上的離心式轉(zhuǎn)速感應調(diào)控機構(gòu)是發(fā)動機輸入轉(zhuǎn)速和輸出的主動輪軸向力的比例控制器， 其比例系數(shù)由離心滾子滑道軌跡和離心滾子運轉(zhuǎn)半徑來決定。在設計以上參數(shù)時， 必須考慮在各種不同的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩工況下主從動帶輪作用力的平衡關(guān)系，以及由此給整車油耗、排放、動力性帶來的影響。 由圖2可以看出當摩托車在加速初期CVT處于接近最大減速比狀態(tài)，到了最高車速時則處于最小減速比狀態(tài)，但二者都需要再經(jīng)過二次減速才能將發(fā)動機輸出的動力傳輸?shù)胶筝?。所?者必須互相匹配才可能得到最佳性能。下面我們來分析CVT系

5、統(tǒng)減速比的設定與整車動力性能的關(guān)系。a) 加速性摩托車行駛時受力情況如圖3所示。發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩克服行車阻力后剩余的用于加速。發(fā)動機加速之初CVT處于最大減速比狀態(tài)，而發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩被最大減速比和二次減速比之積所放大(imax i2 ),為了取得較大加速度應盡量加大imax - i2之值。 近年來由于人們對加速感的追求，各車型均盡量放大imax - i2之值，但受CVT系統(tǒng)本身尺寸限制(如傳動帶寬度、曲軸箱體積等)， imax通常不會超過 3,但i2太大又會影響到最高車速， 因此必須加以取舍。b) 最高車速當發(fā)動機的驅(qū)動力經(jīng)過傳動系統(tǒng)后，在后輪的輸出等于當時的定速行車阻力時，該車就無余力加速而

6、保持這個速度。當油門全開，摩托車輸出的最大后輪驅(qū)動力與行駛阻力相等時，摩托車的車速稱為最高車速。 當imax - i2改變時會改變后輪驅(qū)動力，最高車速會隨之改變。當 imax - i2大時，后輪驅(qū)動力較 大，發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過最大扭力點使驅(qū)動力下降，車速降低；當 imax - i2太小時，驅(qū)動力不夠大， 不能得到高車速；只有當imax - i2居中而匹配適當時，才可能得到較高的車速。當摩托車在平路行駛達到最高車速時，驅(qū)動力T為最高車速的 Vmax 的二次函數(shù)，故并非imax i2最大才可得到最大的 Vmax。不同排量發(fā)動機減速比的比較如表1所示。表中imax - i2之值50mL比125mL 大得

7、多，一個原因是日本法規(guī)限制50mL摩托車的最高車速為60km/h ;另一個原因則是由于轉(zhuǎn)矩不同，50mL摩托車為了取得較好的加速性而將i2放大；imax由于受CVT系統(tǒng)尺寸的限制而不能太小，故 imax - i2之值小不下來，不然 50mL的 最局車速可進一步提局。c）油耗污染 進行動力系統(tǒng)匹配的目的，除了要達到良好的加速性和最高車速性能外，最重要的就是要取得良好的油耗污染指數(shù)。包括發(fā)動機性能曲線、油耗曲軸、排放物（ CO、HC）曲線等，還有就是摩 托車實際使用時的行走曲線（包括加速和定速行駛）。由于目前油耗測試中定速行駛所占比例相當大，所以通常先考慮定速行駛工況。 圖4為某輕型摩托車定速為

8、30km/h 、40km/h 、50km/h時所需轉(zhuǎn)矩的情況。3條曲線各表示1條等轉(zhuǎn)矩雙曲線，也就意味著定速50km/h時所需功率可由4000r/min、4Nm 或6000r/min 、3Nm分別得到；或者說這條曲線上任何一點均代表可提供定速50km/h 騎乘路面阻力的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的組合。圖5、圖6、圖7分別是該摩托車發(fā)動機的油耗、HC、CO等3種曲線，從圖中可以看出最低油耗的點在4000r/min 附近，而最低 CO、HC排放分別在3500r/min 和6500r/min。圖中顯示的資料表示不同車速時最適當?shù)霓D(zhuǎn)速范圍各不相同，而要達到最低油耗和最低污染，對發(fā)動機也有不同的最佳運轉(zhuǎn)要求，所以發(fā)動

9、機定速行駛時的行走曲線是根據(jù)發(fā)動機相關(guān)資料，并參考其他類似發(fā)動機的定速行走曲線來設計（圖2中的定速行走曲線），再由各定速所受行駛阻力計算發(fā)動機所需的輸出轉(zhuǎn)矩，即可圖5、圖6、圖7上畫出此定速行走曲線，如此可判斷所設計的定速街曲線是否落在適當?shù)挠秃奈廴拘阅軈^(qū)域內(nèi)，然后在整個系統(tǒng)制作完成后的樣車測試時再進一步修正到理想性能。 要降低發(fā)動機油耗，污染的方式很多，有的方法是從根本上提升發(fā)動機設計性能，也有的是采用對廢氣進行還原，此外還有從傳動系統(tǒng)的角度出發(fā)，由傳動系統(tǒng)本身的特性去配合發(fā)動機來達到性能改善的目的。I : nea. > , < l可缶卜f . z 4靖t 14ft <G&

10、gt;II/Riy ”礦i/ CL”,1.3無級變速機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點離心式無級變速機構(gòu)的總體布局如圖8所示，前帶輪也稱為主動帶輪，裝在曲軸左端的軸頸上。后帶輪也稱從動帶輪， 它與離合器甩塊總成組合為一體，滑套在后齒輪箱輸入軸上，習慣稱該軸為帶輪軸。目前 50-250ml 踏板車型基本上使用的是這種布局結(jié)構(gòu)，所不同的也只是零件的尺 寸和具體的結(jié)構(gòu)略有差異。a）前帶輪（主動輪）前帶輪裝在曲軸上，圖9為CH125車型的前帶輪總成結(jié)構(gòu)。主動盤與曲軸為花鍵配合，在配套、 墊圈以及定位板的支撐下，由曲軸端面螺母壓緊在曲軸上，不允許有絲毫的松動或曠量，否則既容易產(chǎn)生響聲，又容易造成曲軸花鍵或主動盤花鍵損壞，同

11、時又影響無級變速機構(gòu)動作時的靈敏度。不同的車型，主動盤與曲軸的連接方法也不同，圖9中右上角為1E50FM 發(fā)動機主動盤結(jié)構(gòu)，主動盤通過花鍵板與曲軸花鍵配合，主動盤的前端還裝有起動齒輪。空心軸套的內(nèi)徑與曲軸頸為間隙配合，這個間隙只是為拆裝方便而設置的間隙，軸套在前帶輪裝配后，與曲軸之間沒有任何曠量和松動。軸套的外徑上滑套著移動盤，工作時移動盤可以沿軸套作軸向移動。軸套的外徑與移動盤的內(nèi)徑之間的間隙一般保持在0.03mm 。間隔過小，受熱后移動盤移動阻力增大，嚴重時出現(xiàn)冷機變速正常，熱機后車速和動力提不起來；間隙過大，工作時移動盤在軸套上產(chǎn)生傾斜擺動而形成支點，造成移動阻力過大，車輛行駛時有發(fā)沖現(xiàn)

12、象及響聲。移動盤在發(fā)動機工作時定位板卡爪槽的帶動下旋轉(zhuǎn)，在離心滾柱的推力作用下，在旋轉(zhuǎn)的同時沿軸套軸向移動，而軸套本身與曲軸沒有動力傳遞關(guān)系。主動盤與移動盤多使用鋁合金材料加工成型，在主動盤與移動盤夾角之間裝配有V形異步傳動帶。在移動盤內(nèi)設置有 6個軌道槽，如圖10所示，6個軌道槽互成60°夾角，在軌道槽內(nèi)分別 裝有滾柱。軌道槽沿移動盤中心位置處深，外圓處淺。定位板利用鋼塊沖壓成型，圓周上每120。有1個缺口，并在缺口上套裝耐磨橡膠滑塊，用來防止定位板直接與移動盤上互成120°的卡爪結(jié)合，延長移動盤卡爪的使用壽命。 離心滾柱在絕大部分車型中為6個，滾柱的外圓上套裝有硬質(zhì)耐磨

13、、耐溫復合塑料，防止?jié)L柱直接與移動盤軌道槽接觸，使軌道槽產(chǎn)生過早的磨損。滾柱大都為銅材空心結(jié)構(gòu)，各車型對滾柱的尺寸和質(zhì)量都有嚴格要求。我國目前的踏板車大都模仿日本車型或引進日本的技術(shù)，主要為鈴木、本田、雅馬哈三大系列。以 50ml發(fā)動機為例，圖10中給出了這3個生產(chǎn)廠家的離心滾柱 的標準尺寸和質(zhì)量要求。其它車型只要與圖中A、B尺寸相同，可以互換。滾柱的尺寸和質(zhì)量與變速機構(gòu)的布置、總軸向力等因素有關(guān)， 并且要保證在最大轉(zhuǎn)矩附近應有良好的變速狀態(tài)。b）后帶輪（從動輪）和傳動帶后帶輪也稱從動帶輪，它與離合器組裝為一體。圖11為后帶輪與離合器的實物和結(jié)構(gòu)示意圖，后帶輪由主動盤和移動盤，彈簧、轉(zhuǎn)矩凸輪銷

14、和螺旋槽組成。移動盤可以在傳動帶的壓力下，克服彈簧的彈力沿主動盤軸頸作軸向運動（移動）的同時，又在凸輪銷和螺旋槽的作用下做一定量的旋轉(zhuǎn)。 從動帶輪的左右、右半部利用鋼板沖壓焊接而成，工作表面進行氮化處理以延長使用壽命。無級變速器所用傳動帶是由氯丁橡膠和聚脂線繩制成的，斷面結(jié)構(gòu)材料如圖12 （b）所示，是無級變速器上非常重要的零部件。由于無級變速使用V帶包角變化范圍大，線速度高，可達30m/s ，傳遞功率大，散熱條件差。所以， V帶材料的要求也很嚴格，其硬度、抗拉強度定負 荷下的伸長量、尺寸精度要求都很高，以保證傳動帶的工作可靠和使用壽命。在傳動帶上都標注有尺寸和裝配方向。以某品牌100型摩托車

15、使用的 V帶為例。其外圓周長 792mm ，外圓寬度為16.5mm ,內(nèi)圈 上有75個齒。需注意的是，齒兩面的斜角是不相同的，朝向運動方向的齒前面為12° ,齒后面為20°，斷面楔角為30°，如圖12 (a)、(b)所示，比帶輪楔角大2°。這是由于 V帶在經(jīng)過帶輪處彎曲時，外部拉伸層產(chǎn)生橫向壓縮，內(nèi)部壓縮層產(chǎn)生橫向伸長，從而使V帶的楔角減少2 ° -4 °,為保證V帶在工作時側(cè)面與帶輪槽緊密接觸，在自由狀態(tài)下，應使其楔角比帶輪大 2 °,事實上，V帶在不同直徑的帶輪上工作時，楔角是變化的。一般，V帶彎曲越嚴重(即曲率越小)，

16、楔角變得越小。為使傳動帶與帶輪在不同直徑處均有良好的切合，帶輪盤制成圓弧曲線， 使帶輪楔角變化適應 V帶工作時的楔角變化規(guī)律，即帶輪大直徑處的楔角大，小直徑處的楔角小。 V帶制成齒形，當在帶輪上小直徑工作時更易彎曲，還可使 V帶的楔角變化不大，保證與帶輪 具有足夠的接觸面積，形成良好的接觸，防止打滑；同時，因為皮帶輪制成齒形，高速運動的V帶由于質(zhì)量減小，其運動慣性力變小，伸長變形小，有利于提高傳動效率。 V帶長度與主從動輪之間的中心距有關(guān)。中心距的確定主要依據(jù)摩托車的總體布置而定。中心距應盡量小，一般最小中心距為： L= (1.5 1.5 ) (D1 + D2 ) 式中：L最小中心距，mm D

17、1 主動輪外徑，mm D2 從動輪外徑，mm圖14 離心塊式離合器鑄矩特性曲線1.4蹄塊式自動離合器的結(jié)構(gòu)、原理蹄塊式自動離合器又稱重錘自動離合器，離合器的結(jié)合與分離由發(fā)動機轉(zhuǎn)速自動控制。且轉(zhuǎn)速越高，蹄塊的離心力越大，離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩越大。在無級自動變速機構(gòu)中，離合器裝在前無級變 速和后齒輪箱之間，能有效發(fā)揮發(fā)動機轉(zhuǎn)速對離合器的控制能力。離合器的工作性能與蹄塊（甩塊）數(shù)目、質(zhì)量、摩擦系數(shù)及拉簧拉力（剛度）有直接關(guān)系。 蹄塊式離合器具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、性能優(yōu)越、操縱方便、制造成本低等優(yōu)點，目前絕大多數(shù)踏 板車均使用這種離合器。a）結(jié)構(gòu)離合器與后帶輪（從動輪）組裝在一起。離合器蹄塊穿在底盤上的定位

18、銷軸上，一般在這種離合器上有3個蹄塊，由3根彈簧（拉簧）控制。底盤（離合器主動板）用專用螺母固定在后帶輪 （前傳動的從動輪）的固定輪空心軸徑上。發(fā)動機工作時在離心力的作用下，蹄塊克服彈簧（拉簧）拉力向外甩開，加大了其自身的外徑，由蹄塊上的摩擦片抓緊離合器盤，將動力傳給后帶輪軸。b）技術(shù)要求（見圖 13 ）根據(jù)離合器的安裝條件，盡量加大離合器直徑合理選擇蹄塊的數(shù)目，保證蹄塊上摩擦片的包角和寬度，以獲得足夠大的摩擦面積。蹄塊摩擦片與離合器殼體內(nèi)鼓的接觸面積一般占摩擦鼓面的 50 %80%,接觸狀況要良好，離合器盤旋轉(zhuǎn)時中心跳動不大于0.05mm 。自動離心塊式離合器的蹄塊一般為 3塊，也有的為 2

19、塊。同一離合器上的蹄塊質(zhì)量要相同，保證蹄塊的離心力相 等；蹄塊的表面要進行組合加工，其加工直徑與摩擦鼓內(nèi)徑相同。離合器分離時，蹄塊摩擦面距摩擦鼓面的間隙一般為0.51.0mm ,否則會影響離合器的靈敏度。離合器中每根拉簧的彈力要相同，以控制離合器的自動接合轉(zhuǎn)速及傳遞轉(zhuǎn)矩的特性。 離合器的性能主要是用離合器轉(zhuǎn)矩特性曲線表示，它反映了離合器在不同轉(zhuǎn)速下傳遞發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的特性，該特性曲線應該與發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩特性曲線匹配。 如圖14所示，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于n2時，離合器處于不工作狀態(tài)，達到 n2時，離合器開始傳遞一部分轉(zhuǎn)矩，當轉(zhuǎn)速在n2n3之間，設轉(zhuǎn)速為 na時，發(fā)動機所能輸出的轉(zhuǎn)矩為a2na ,離合器能傳

20、遞的轉(zhuǎn)矩為 alna ,且alna < a2na ,離合器不能傳遞發(fā)動機的全部轉(zhuǎn)矩。若此時阻力矩大于alna ,離合器就打滑，其陰影區(qū)域為打滑區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)離合器不能保證發(fā)動機功率 得到充分利用。為使打滑區(qū)域盡可能小，在選擇參數(shù)時要使離合器的轉(zhuǎn)矩曲線陡一些。轉(zhuǎn)速高于n3時，離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩值應大于發(fā)動機發(fā)出的轉(zhuǎn)矩值。n3值應低于發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速n4，更應低于發(fā)動機最大功率轉(zhuǎn)矩n5 （ n3 v n4 v n5）,否則就不相匹配，且其間的差距大一些為好，離合器在 n3、n4時就具備足夠的儲備因數(shù)，即圖14中Pe曲線以上的 Mc曲線部分。當然在負荷突然增大時，發(fā)動機超載后轉(zhuǎn)速下降到n

21、 v n3離合器打滑，保證了發(fā)動機不熄火，起到了過載保護作用。但是，此時應關(guān)小油門，使轉(zhuǎn)速下降到n3 v n2 ,使離合器分離，否則離合器摩擦面磨損較大，發(fā)熱量也多。 綜上所述，發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于接合轉(zhuǎn)速n3時，離心力大到使離合器能將發(fā)動機輸出的轉(zhuǎn)矩全部輸出。接合轉(zhuǎn)速 n3應小于發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速n4和最大功率時的轉(zhuǎn)速n5。另一方面，離合器的儲備系數(shù)不應過大，以保證摩托車負荷突然增大時，離合器能打滑，起過載保護作用。 對離合器進行設計時，首先要選定離合器接合時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速n2及離合器完全接合時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速n3 ,由此才能確定離心塊式離合器所特有的結(jié)構(gòu)參數(shù)一一離心蹄塊的質(zhì)量。摩擦材料的摩擦系統(tǒng)一

22、般為卬=0.150.30，主要取決于摩擦副的材料及其表面狀態(tài)，卬越大，離心蹄塊質(zhì)量可取小些，離合器的轉(zhuǎn)矩曲線就陡，打滑區(qū)就小，離合器儲備系數(shù)相應也較大。 彈簧預拉力T影響離合器的結(jié)合轉(zhuǎn)速，一般彈簧的剛度要小些，取K=710N/mm ，其硬度要 適當，以免導致彈簧容易發(fā)生斷裂。c）四速原理脫開轉(zhuǎn)速，即蹄塊與離合器盤完全脫開的轉(zhuǎn)速，應略高于發(fā)動機的怠速轉(zhuǎn)速，即要離合器分離徹底。關(guān)小油門使發(fā)動機處于怠速時，離合器不得產(chǎn)生摩擦和熱量。結(jié)合轉(zhuǎn)速，就是蹄塊剛與離合器盤結(jié)合時曲軸的轉(zhuǎn)速，這時離心力等于彈簧拉力沿蹄塊質(zhì)心的徑向分力。結(jié)合轉(zhuǎn)速應高于脫開轉(zhuǎn)速，當然也應高于發(fā)動機的怠速，其目的是保證怠速狀態(tài)下離合器

23、能徹底分離。在結(jié)合轉(zhuǎn)速時，蹄塊所受離心力應等于彈簧拉力沿蹄塊質(zhì)心的徑向分力。單個蹄塊所受離心力為：式中：m蹄塊質(zhì)量，kg r 蹄塊質(zhì)心位置半徑，mw 2底盤角速度，rad/s式中：n2結(jié)合轉(zhuǎn)速，r/min彈簧拉力沿蹄塊質(zhì)心的徑向分力為：F' = F2由此得結(jié)合轉(zhuǎn)速為：起步轉(zhuǎn)速，就是蹄塊張開與離合盤結(jié)合，并能使車輛順利起步的轉(zhuǎn)速。摩托車的行駛是借發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，并通過傳動系統(tǒng)將它傳遞到驅(qū)動輪上來實現(xiàn)。這時驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩為：Mk = Mei 門式中：Mk 驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩， NmMe發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩， Nmi傳動系統(tǒng)總傳動比（初級傳動比x變速器傳動比x次級傳動比）Y傳動系統(tǒng)傳動效率摩托車的驅(qū)動力為

24、：式中：rk 驅(qū)動輪的滾動半徑， m摩托車在平路上的起步條件為：Fk= Ff=G 卬 f式中：G整車總重力，N卬f一書動阻力因素單個蹄塊產(chǎn)生的離心力：式中：n3起步轉(zhuǎn)速，r/min在條件相同的情況下，領蹄式離合器的起步轉(zhuǎn)速小于從蹄式離合器的起步轉(zhuǎn)速。失速轉(zhuǎn)速，離合器轉(zhuǎn)矩曲線與發(fā)動機轉(zhuǎn)矩曲線的交點稱為失速點，此時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速稱為失速轉(zhuǎn)速。失速點以下是打滑傳動過程，增大傳動系統(tǒng)固定的傳動比，有利于起步和爬坡。失速點以上為不打滑傳動過程，保證傳動系統(tǒng)的固定傳動比為正常工作狀態(tài)。失速點過高則磨損大， 溫度高，壽命短；反之則起步加速、爬坡困難。一般失速轉(zhuǎn)速的選擇應根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)矩曲線確定。必 須在最大轉(zhuǎn)矩

25、轉(zhuǎn)速點和起步轉(zhuǎn)速點之間，并低于經(jīng)濟轉(zhuǎn)速。一般公路車前置式離合器失速為32003700r/min。帶傳動后置式離合器失速轉(zhuǎn)速選在45006000r/min 范圍內(nèi)。賽車可靠近最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速點，使發(fā)動機迅速提高轉(zhuǎn)速以改善起步 加速性。d）傳遞轉(zhuǎn)矩 傳遞轉(zhuǎn)矩是指發(fā)動機在最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速點時離合器能傳遞轉(zhuǎn)矩的能力。離合器應能保證完全傳遞發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩，并有適當?shù)牡膬湟驍?shù)。 一般在最大轉(zhuǎn)矩點和最大功率轉(zhuǎn)速點時儲備因數(shù)3= 1.22.0。綜上所述，離合器的轉(zhuǎn)矩特性與蹄塊數(shù)量有關(guān)，而蹄塊數(shù)量又與離合器結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。 在結(jié)構(gòu)允許的條件下應盡量增大離合器內(nèi)鼓半徑R值，合理選擇蹄塊數(shù)目 Z,保證蹄塊上摩擦片的包角和寬度

26、，以滿足足夠大的摩擦面積要求。彈簧拉力及蹄塊質(zhì)量的設計不僅決定了離合器的結(jié)合轉(zhuǎn)速和起步轉(zhuǎn)速，還會影響傳遞轉(zhuǎn)矩的大小。另一個對性能影響較大的因素是工作狀態(tài)彈簧長度， 它與彈簧本身無關(guān)，只與安裝彈簧的相關(guān)零件尺寸及位置精度有關(guān)。軸距不變傳動帶長度不變前帶輪后帶輪離合器圖15低速工作時前,后帶輪的狀況上動僻帶輪 從動側(cè)帶拾nr怎速時BB16從低速羿速村WL后帝輪的狀況£EW«HWRY1圖19發(fā)動機空栽時主.從幼輪速比待性3圖18幾腫孌速狀況最大tW.i 6.6 Nm(6 000r/min)E£ 8 0()0墨 6 000肉合器結(jié)合、/I1.5無級變速機構(gòu)的基本工作原理如

27、圖15所示，傳動齒形V帶（非同步傳動帶）是依靠后帶輪中彈簧作用在移動盤上的推力作用,給傳動帶一個預緊力，在傳動帶的作用下又將前帶輪中的移動盤支撐在圖示位置。此時前帶輪的直徑最小，后帶輪的直徑最大。 發(fā)動機起動后，曲軸帶動前帶輪中的主動盤和定位板旋轉(zhuǎn)，由定位板帶動前帶輪中的移動盤旋轉(zhuǎn)。移動盤轉(zhuǎn)動時帶動其軌道槽內(nèi)各滾柱在旋轉(zhuǎn)的過程中產(chǎn)生離心力。滾柱產(chǎn)生離心力的大小，在滾柱質(zhì)量已定的前提下，取決于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。只要曲軸旋轉(zhuǎn)，就有一定的離心力作用在定位板和 移動盤上。但是，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速比較低時，滾柱產(chǎn)生的慣性離心力作用在移動盤上的推力小于后 帶輪離心力控制彈簧的彈力，后帶輪直徑不產(chǎn)生變化，所以前帶輪也

28、就無法移動（傳動帶的長度是一個定值）。此時，前帶輪直徑小，后帶輪直徑大。小輪帶大輪完成大減速比，車輛行駛時， 車速低但牽引力增大，如圖16所示。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的逐漸上升， 慣性力增大，離心滾柱在慣性力的作用下， 作用在移動盤上的推力 增大。此時，移動盤依靠其工作斜面作用在傳動帶斜面上的推力增大，在傳動帶和前帶輪兩者之間的夾角打滑作用下，推動傳動帶沿前帶輪外徑方向移動，使傳動帶上承受的拉力逐漸增大。前帶輪作用在傳動帶上的力是給傳動帶一個向外擴張的支撐力，轉(zhuǎn)換到整根傳動帶上的便是傳動帶的拉力。而傳動帶上的這個拉力轉(zhuǎn)換到后帶輪上時，又轉(zhuǎn)換成對后帶輪的壓力。當這個壓力大于后帶輪上移動盤側(cè)面離心力控制彈

29、簧的彈力時，彈簧被壓縮。移動盤向外移動的瞬間，由于后帶輪的直徑變小，整根傳動帶上的拉力突然變得小于前帶輪中移動盤的推力，前移動盤迅速移動，加大了前帶的直徑，完成了增速減矩的變速任務。其整個動作變化的過程中順序為：前帶輪移動盤給傳動帶一個支撐力-傳動帶上的拉力增大-傳動帶作用在后帶輪上的壓力增大到大于彈簧 彈力-彈簧壓縮后移動盤移動-后帶輪直徑變小-傳動帶上的拉力下降-前移動盤迅速跟進外 移-前帶輪直徑變大-完成變速任務-發(fā)動機轉(zhuǎn)速不斷上升-進入另一變速循環(huán)，直到高速時如圖17中所示，前帶輪最大，后帶輪最小。圖17給出了變速時前、后帶輪的動作順序，圖中的數(shù)字是前、后帶輪的動作順序。圖18所示為無

30、級變速機構(gòu)中的前、后帶輪動作示意。發(fā)動機怠速工作時，前帶輪動作用在傳動 帶上的推力已將傳動帶夾緊，由傳動帶帶動后帶輪轉(zhuǎn)動。但由于轉(zhuǎn)速低，離合器處于分離狀態(tài)， 所以動力被離合器切斷。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升到2000r/min 時，離合器開始甩開，車輛在離合器似結(jié)合的打滑過程中起步。發(fā)動機轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，當離合器結(jié)合產(chǎn)生的離心力進一步增大后，打滑現(xiàn)象消失，離合器進入正常傳遞動力狀態(tài)。同時，由于此時車輛處于低速行駛，發(fā)動機轉(zhuǎn)速比較低。前帶輪中移動盤作用在傳動帶夾角上的向外支撐力小于后帶輪上離心力控制彈簧的彈力， 所以無級變速機構(gòu)處于未變速時的低速狀態(tài)，即前帶輪小，后帶輪大，減速比大，使后輪上產(chǎn)生的牽引力增大

31、。在無級變速機構(gòu)中，這一減速比大都在2.53.0之間。車輛從低速過渡到中速區(qū)域時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速不斷上升，前皮帶輪內(nèi)滾柱的離心力隨轉(zhuǎn)速的上升而離心力不斷增大，使移動盤作用在皮帶上的向外支撐力逐漸大于后皮帶輪上離心力控制彈簧的彈 力，后帶輪中的移動盤在傳動帶斜角壓力作用下壓縮彈簧，使后帶輪中的移動盤向外移動（向離合器方向），無級變速機構(gòu)開始變速。后帶輪中移動盤每繼續(xù)移動一個行程，就必須使發(fā)動機轉(zhuǎn) 速繼續(xù)上升。其原因是彈簧的預壓力隨著后移動盤的不斷移動而不斷增大。直到車輛處于中速行駛時，前、后帶輪的直徑相等，此時前、后帶輪的減速比為1:1。在前后帶輪的減速比從低速2.53.0變換到中速的1:1之間，是

32、依靠發(fā)動機轉(zhuǎn)速來促使前、后帶輪改變直徑的大小完成的，無法用某一數(shù)值來表達，所以稱為無明顯級別的無級變速。當車速從中速過渡到高速狀態(tài)時，前帶輪的直徑最小，后帶輪的直徑最大，這一增速比一般為0.8 1.0。前面談到了最大減速比為2.53.0，而最大增速比卻為 0.81.0。這是由于前帶輪的直徑小，后帶輪的直徑大所致。如果將前、后帶輪直徑設計成相同的，會因增速比過大而造成車速過高，安全性能降低。一般 100mL以下（含100mL ）發(fā)動機，前帶輪直徑為 90100mm ,后帶輪 外徑為 110 120mm 。不同車型前、后帶輪的直徑不同，最大減速比和最小減速比也不同。同時，最大減速比和最小減 速比還

33、受V帶精度（長度和寬度）、前后帶輪上的空心軸套（后帶輪為固定盤軸頸）精度（長度）、前移動輪內(nèi)軌道的精度和滾輪等因素的較大影響。圖19給出的是發(fā)動機空載時的速比特性，圖 20為無級變速車輛行駛曲線圖。它根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn) 速、離心式離合器的結(jié)合轉(zhuǎn)速以及摩托車的行駛性能要求等決定無級變速機構(gòu)的2個極限傳動比。 影響離合器結(jié)合轉(zhuǎn)速的因素有最小減速比、離合器拉簧（彈簧）的特性、蹄塊的質(zhì)量和質(zhì)心（形 狀）等。影響離合器全失速的因素有拉簧特性、最小減速比、蹄塊的質(zhì)量和質(zhì)心、 發(fā)動機的特性、摩擦片的接觸面以及摩擦因素。圖21為發(fā)動機性能曲線圖， 而圖22中發(fā)動機在6000r/min 時，最大轉(zhuǎn)矩已經(jīng)輸入到離合器。

34、 后帶輪在變換直徑的同時，利用固定盤與移動盤之間的螺旋槽和轉(zhuǎn)矩凸輪將動力傳遞給離合器， 同時有效的防止了固定盤與移動盤之間打滑，提高了動力傳遞的同步性和可靠性。轉(zhuǎn)矩凸輪的另一個作用就是在固定盤與移動盤之間產(chǎn)生速度差時，可增大后帶輪的直徑，增大轉(zhuǎn)矩力。如圖23 （a）所示為轉(zhuǎn)矩凸輪與螺旋槽的結(jié)構(gòu)，在移動盤上120°角度上設置有3個螺旋槽，在固定盤120。角度內(nèi)裝有3個轉(zhuǎn)矩凸輪。如圖 23 （c）、（d）所示，當車輛行駛中突然急 加速或者外界阻力突然增大時，牽引力小于阻力。這個阻力通過車輪、后齒輪箱、離合器盤、蹄 塊傳遞到后帶輪固定盤上，而移動盤卻繼續(xù)在傳動帶的傳動下仍然保持著一個較高的

35、轉(zhuǎn)速，故而在帶輪中的固定盤和移動盤之間產(chǎn)生一個速度差。而這個速度差將集中反映在轉(zhuǎn)矩凸輪和螺旋槽上，將這個扭力分解為軸向推力，迫使移動盤向固定盤方向移動一個距離，增大了后帶輪的直徑。在后帶輪直徑變大時作用在傳動帶上的支撐力增大，使傳動帶反映在前帶輪上的壓力大于前移動盤內(nèi)滾柱產(chǎn)生的離心力，前移動盤被傳動帶擠向發(fā)動機一側(cè)，前帶輪的直徑變小。小輪帶大輪， 減速比增大，牽引力大于阻力時，保證了車輛急加速或爬坡時可立即得到低的減速比，提高行駛時的動力性。直到轉(zhuǎn)矩與阻力力矩平衡時，車輛進入正常變速狀態(tài)。圖23 （b）所示為急加速與高速行駛時的動力曲線圖。換句話來講，轉(zhuǎn)矩（扭力）凸輪就是在 急加速、高速以及車

36、輛行駛阻力增大時，在不失速的情況下，瞬間增大后輪的驅(qū)動動力。無級變速機構(gòu)密封在發(fā)動機側(cè)蓋內(nèi)，為干式變速機構(gòu)，工作時產(chǎn)生的摩擦阻力大，使傳動帶、前后帶輪、離合器產(chǎn)生的熱量大、溫度高。為了保證傳動帶的使用壽命，一般要求無級變速室內(nèi)的溫度不能超過98C。對傳遞扭力較大的車型中，大都裝有強制冷卻風扇，在發(fā)動機側(cè) 蓋上設有通風口。強制冷卻風扇大都設置在前帶輪中的主動盤上，所以只要曲軸轉(zhuǎn)動， 風扇便將外部的冷氣導入無級變速室內(nèi)，以此來保證無級變速正常工作。圖24通風管與左側(cè)蓋分解方法圖25 GY6.CH系列前帶輪堅固螺母分解方法2無級變速傳動機構(gòu)的檢修方法 2.1前帶輪的檢修與故障分析a）左側(cè)蓋的分解與裝

37、配無級變速多使用在踏板二、四沖程車型上， 其變速機構(gòu)基本上都設置在發(fā)動機左側(cè)。大部分車型必須先分解車體護罩后，才能拆掉左側(cè)蓋。如圖24所示，首先拆掉空氣濾清器安裝螺栓，取掉空氣濾清器總成。拆掉左側(cè)蓋進氣管的通風管后，拆掉左側(cè)蓋上所有螺栓，取掉左側(cè)蓋、墊子和定位銷，裝配時順序相反。b）前帶輪的分解如圖25所示，GY6、CH125系列車型中，前帶輪主動盤風扇葉片中有兩片有定位孔，用專用 工具卡在定位孔內(nèi)，用套筒拆掉曲軸端面螺母。 如圖26所示，在部分50100mL車型中，前帶輪的主動盤上沒有風扇葉片，有的雖然有葉片，但是沒有專用工具定位孔。應先用專用工具卡住發(fā)動機右側(cè)發(fā)電機轉(zhuǎn)子，再用套筒工具拆掉前

38、帶輪端面螺母。也可以按圖 27所示，用手捏緊傳動帶，將套筒工具套在曲軸螺母上，并且用捏傳 動帶的手穩(wěn)住工具，用手錘敲擊工具桿，便可在沖擊力的作用下拆掉螺母。螺母拆掉后，取掉主 動盤、空心軸套，便可將移動盤取出。c）前帶輪檢查前帶輪總成的主要檢查部位如圖27所示，凡是圖中所指示的零件部位，均可以導致無級變速機構(gòu)出現(xiàn)不同的故障。首先按圖28所示，檢查防塵蓋上的螺釘有無松動現(xiàn)象。如果有松動現(xiàn)象，發(fā)動機在轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)速的 瞬間有敲擊雜聲。檢查O形密封圈有無破損，否則將造成軌道槽內(nèi)黃油漏出，又加劇了滾柱與軌道槽之間的磨損，同時黃油粘在傳動帶和帶輪上后，傳動帶產(chǎn)生打滑，造成發(fā)動機轉(zhuǎn)速高而車速低的現(xiàn)象。檢查離心滾

39、柱在軌道槽內(nèi)有無移動阻力和卡滯現(xiàn)象，否則會影響滾柱動作的靈敏度。如圖29所示，檢查定位板上緩沖橡膠塊，不應出現(xiàn)破裂和磨損，并且要在移動盤卡爪上無阻力 的移動。用手將定位板和移動盤壓板搖動時，移動盤軌道內(nèi)的離心滾柱不應出現(xiàn)響聲，否則不是滾柱磨損，便是軌道磨損。如圖30所示，移動盤內(nèi)孔過盈裝配有1空心銅套，在此起到耐磨作用，并且要求銅套要高出移動盤軸頸處0.5mm 左右，防止移動盤直接與定位板端接觸而出現(xiàn)磨損過快現(xiàn)象。一旦銅套的 高度磨損，將加大移動盤與主動盤之間的距離，從而將無級變速機構(gòu)的最高車速降低。 移動盤卡爪是移動盤接收定位板旋轉(zhuǎn)動力的部位，卡爪為鋁合金， 定位板為鋼件，所以在兩者之間裝配有耐磨橡膠