汽车无级变速器液压控制系统设计(附件)
CVT即金属带式无级自动变速器，是一种能够按照汽车行驶工况连续自动调节传动比，并使汽车的运行情况与发动机的最佳燃油经济性--动力性曲线近似重合的汽车变速器。CVT与非无级变速传动变速器相比，自重小，系统构造紧凑，有更高的性价比，且速比可以连续变化，有更好的燃油经济性与动力性，更为操纵友好与乘坐舒适。且随着新技术的进步如材料控制等领域的突破，CVT系统原有的技术缺陷正在被不断刻度，汽车领域对CVT新技术的探索不断加深。而CVT无级变速传动技术的重中之重则为其液压控制系统，本文对金属带式无级变速器进行了动力学分析，剖析了其夹紧力控制系统与速比控制系统，分析了液压系统所需具备的功能，针对这些功能提出了所需要的液压元件，并在此基础上进行了无级变速器液压控制系统的设计。关键词 金属带式无级变速器 ，液压控制系统，夹紧力控制，速比控制目 录
1 绪论 1
1．1 金属带式无级变速器（CVT） 1
1.1.1 金属带式无级变速器的基本组成及工作原理 1
1.1.2 金属带式无级变速器的基本组成及工作原理 3
1．2 主要涉及技术指标 3
1．3 本章小结 3
2 液压系统概述 4
2．1 CVT液压控制系统的组成和形式 4
2．2 CVT液压控制系统的任务及功能 4
2．3 CVT液压控制系统的设计 5
2.3.1 夹紧力控制系统设计 6
2.3.2 速比控制系统设计 7
2．4 本章小结 7
3 金属带式无级变速器液压控制系统的动力学分析 8
3．1 金属带式无极变速传动特性分析 8
3．2 金属带式无极变速传动的几何关系和基本参数 9
3.2.1 变速比与变速比范围的确定 10
3.2.2 金属带带轮几何参数的确定 11
3．3 金属带的受力分析 14
3．4 本章小结 15
4 液压缸的设计与计算 15
4．1 油缸选型确定 16
4．2 液压缸主要参数的确定 17
4.2.1 液
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系和基本参数 9
3.2.1 变速比与变速比范围的确定 10
3.2.2 金属带带轮几何参数的确定 11
3．3 金属带的受力分析 14
3．4 本章小结 15
4 液压缸的设计与计算 15
4．1 油缸选型确定 16
4．2 液压缸主要参数的确定 17
4.2.1 液压缸工作压力的确定 18
4.2.2 液压缸内径的确定 19
4.2.3 液压缸壁厚和外径的计算 19
4.2.4 液压缸工作行程的确定 20
4．3 本章小结 21
5 CVT液压控制系统液压元件的设计 21
5．1 液压泵的选择 21
5.1.1 液压泵的最大压力 21
5.1.2 液压泵的最大流量 21
5.1.3 液压泵驱动功率的确定 22
5.1.4 液压泵的选择 23
5．2 液压阀的选择 24
5.2.1 方向控制阀的选择 25
5.2.2 压力控制阀的选择 26
5．3 液压辅助元件的选择 28
5.3.1?? 油箱 28
5.3.2?? 滤油器 29
5.3.3?? 管件及接头 30
5．4 本章小结 31
结 论 32
致 谢 33
参考文献 34
1 绪论
自汽车发明至今一百多年，它对人类世界的进步与发展做出了无可估量的贡献。但是，汽车保有量逐年上升，而油气能源日渐贫乏，空气治理迫在眉睫，各国为此对汽车排放制定了各项严厉的法案法规，中国也随之颁发了关于控制汽车排放的标准，目前实行欧Ⅳ标准，与此同时新的排放标准起草在紧张地进行中。在全球严控污染大势所趋下，各国政府及相关机构所做出的应对迫使各车辆制造商不断更新现有技术以使车辆达到标准。
汽车变速器是其传动系统的重要构成，对汽车的经济动力性、驾驶舒适性和排放均有影响。科技日新月异，消费者需求也随之不断变化，变速器由手动变速器发展出自动变速器，且挡位也越来越多，直到出现当今的无级自动变速器。
常见车用无级变速器主要有纯机械式、液压式、电传动式以及复合无级传动变速器，其中以金属带式（CVT）机械无级传动技术最为成熟。
1．1 金属带式无级变速器（CVT）
CVT由荷兰人发明，与非无级变速器即有级式变速器相比，其变速比为一系列连续值，由金属带式无级变速传动机构带来实现速度的无级变化。它可以根据汽车的行驶状况时刻自动地改变变速比。汽车运动时，CVT使发动机按最佳燃油经济性--动力性曲线连续自动变换速比，能够显著地改善车辆燃油经济性，提高汽车动力性和乘坐舒适性，减少汽车污染物的排放。从汽车发明到现在，无极变速器的诞生与发展已超过百年。尤其近年来在无级变速传动领域有了很多新的突破，无数前辈呕心沥血，不断创新，CVT产量逐年增加，无级变速已经成为汽车变速传动发展的潮流。
1.1.1 金属带式无级变速器的基本组成及工作原理
CVT 的基本结构如图1-1所示，组成 CVT 的关键组成部分包括：主动轮固定（可动）部分、从动轮固定（可动）部分、传动带、中间减速器、液压油泵、液力变矩器、主减速器与差速器、液压控制单元和电控单元等部分。其中，液压模块和电控单元未在图中示出。车辆在正常行驶时，离合器接合，动力输入，从动轮在金属带的作用下由主动轮驱动, 车辆前进; 通过换向机构可以使汽车倒退;要想切断动力，只要使离合器分离即可。
图1-1 CVT的基本结构
金属带式无极变速器（CVT）的传动方式是摩擦传动，发动机输出的动力经过主动带轮与金属带V型摩擦片侧边接触所产生的摩擦力使摩擦片前移，从而挤压前面的摩擦片，推压力由此在接触弧上产生，当摩擦片自接触弧入口向出口运动时，推压力变大，并经金属带传递至从动带轮上。同理，从动带轮经由摩擦片与从动带轮接触所产生的摩擦力转动，动力由从动轴输出。
图1-2 CVT变速原理
金属带式无级变速器的变速原理如图 1-2所示。主、从动带轮与金属带构成了其变速部分，各带轮都由一个固定半锥轮和一个通过液压驱动的可动半锥轮组成。变速器的控制部分可以按照驾驶员意图与车辆行驶条件自动改变半锥轮间的轴向相对位移。
因为两个带轮轴之间的距离是定值，所以金属带长度也为定值，车辆变速比可通过表示。汽车以抵挡行驶时，主动轮的半径 r1位于较小半径，从动轮的半径r2则处于较大半径，该状况下传动比较大。相反，高档行驶时传动比较小。若要使汽车无极变速，只要使r1和r2连续变化。也就是说可以经由主从动轮的可动部分的轴向位移使金属带回转半径持续改变，然后获得连续变化的速比。
1.1.2 金属带式无级变速器的基本组成及工作原理
常见汽车无级变速器在变速过程中金属带会产生偏斜，从而导致带轮锥盘半径受到限制，影响了速比范围。因此无偏斜金属带式无级变速传动技术是变速器的关键技术之一。CVT液压系统可以确保发动机有效稳定地传递扭矩， 同时使其速比按照理想的运动规律持续改变。因此,CVT液压控制系统是无级变速传动系统各关键技术中特别重要的一种。
汽车产业不断发展，消费者对车辆各方面期望随之提高，
1 绪论 1
1．1 金属带式无级变速器（CVT） 1
1.1.1 金属带式无级变速器的基本组成及工作原理 1
1.1.2 金属带式无级变速器的基本组成及工作原理 3
1．2 主要涉及技术指标 3
1．3 本章小结 3
2 液压系统概述 4
2．1 CVT液压控制系统的组成和形式 4
2．2 CVT液压控制系统的任务及功能 4
2．3 CVT液压控制系统的设计 5
2.3.1 夹紧力控制系统设计 6
2.3.2 速比控制系统设计 7
2．4 本章小结 7
3 金属带式无级变速器液压控制系统的动力学分析 8
3．1 金属带式无极变速传动特性分析 8
3．2 金属带式无极变速传动的几何关系和基本参数 9
3.2.1 变速比与变速比范围的确定 10
3.2.2 金属带带轮几何参数的确定 11
3．3 金属带的受力分析 14
3．4 本章小结 15
4 液压缸的设计与计算 15
4．1 油缸选型确定 16
4．2 液压缸主要参数的确定 17
4.2.1 液
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系和基本参数 9
3.2.1 变速比与变速比范围的确定 10
3.2.2 金属带带轮几何参数的确定 11
3．3 金属带的受力分析 14
3．4 本章小结 15
4 液压缸的设计与计算 15
4．1 油缸选型确定 16
4．2 液压缸主要参数的确定 17
4.2.1 液压缸工作压力的确定 18
4.2.2 液压缸内径的确定 19
4.2.3 液压缸壁厚和外径的计算 19
4.2.4 液压缸工作行程的确定 20
4．3 本章小结 21
5 CVT液压控制系统液压元件的设计 21
5．1 液压泵的选择 21
5.1.1 液压泵的最大压力 21
5.1.2 液压泵的最大流量 21
5.1.3 液压泵驱动功率的确定 22
5.1.4 液压泵的选择 23
5．2 液压阀的选择 24
5.2.1 方向控制阀的选择 25
5.2.2 压力控制阀的选择 26
5．3 液压辅助元件的选择 28
5.3.1?? 油箱 28
5.3.2?? 滤油器 29
5.3.3?? 管件及接头 30
5．4 本章小结 31
结 论 32
致 谢 33
参考文献 34
1 绪论
自汽车发明至今一百多年，它对人类世界的进步与发展做出了无可估量的贡献。但是，汽车保有量逐年上升，而油气能源日渐贫乏，空气治理迫在眉睫，各国为此对汽车排放制定了各项严厉的法案法规，中国也随之颁发了关于控制汽车排放的标准，目前实行欧Ⅳ标准，与此同时新的排放标准起草在紧张地进行中。在全球严控污染大势所趋下，各国政府及相关机构所做出的应对迫使各车辆制造商不断更新现有技术以使车辆达到标准。
汽车变速器是其传动系统的重要构成，对汽车的经济动力性、驾驶舒适性和排放均有影响。科技日新月异，消费者需求也随之不断变化，变速器由手动变速器发展出自动变速器，且挡位也越来越多，直到出现当今的无级自动变速器。
常见车用无级变速器主要有纯机械式、液压式、电传动式以及复合无级传动变速器，其中以金属带式（CVT）机械无级传动技术最为成熟。
1．1 金属带式无级变速器（CVT）
CVT由荷兰人发明，与非无级变速器即有级式变速器相比，其变速比为一系列连续值，由金属带式无级变速传动机构带来实现速度的无级变化。它可以根据汽车的行驶状况时刻自动地改变变速比。汽车运动时，CVT使发动机按最佳燃油经济性--动力性曲线连续自动变换速比，能够显著地改善车辆燃油经济性，提高汽车动力性和乘坐舒适性，减少汽车污染物的排放。从汽车发明到现在，无极变速器的诞生与发展已超过百年。尤其近年来在无级变速传动领域有了很多新的突破，无数前辈呕心沥血，不断创新，CVT产量逐年增加，无级变速已经成为汽车变速传动发展的潮流。
1.1.1 金属带式无级变速器的基本组成及工作原理
CVT 的基本结构如图1-1所示，组成 CVT 的关键组成部分包括：主动轮固定（可动）部分、从动轮固定（可动）部分、传动带、中间减速器、液压油泵、液力变矩器、主减速器与差速器、液压控制单元和电控单元等部分。其中，液压模块和电控单元未在图中示出。车辆在正常行驶时，离合器接合，动力输入，从动轮在金属带的作用下由主动轮驱动, 车辆前进; 通过换向机构可以使汽车倒退;要想切断动力，只要使离合器分离即可。
图1-1 CVT的基本结构
金属带式无极变速器（CVT）的传动方式是摩擦传动，发动机输出的动力经过主动带轮与金属带V型摩擦片侧边接触所产生的摩擦力使摩擦片前移，从而挤压前面的摩擦片，推压力由此在接触弧上产生，当摩擦片自接触弧入口向出口运动时，推压力变大，并经金属带传递至从动带轮上。同理，从动带轮经由摩擦片与从动带轮接触所产生的摩擦力转动，动力由从动轴输出。
图1-2 CVT变速原理
金属带式无级变速器的变速原理如图 1-2所示。主、从动带轮与金属带构成了其变速部分，各带轮都由一个固定半锥轮和一个通过液压驱动的可动半锥轮组成。变速器的控制部分可以按照驾驶员意图与车辆行驶条件自动改变半锥轮间的轴向相对位移。
因为两个带轮轴之间的距离是定值，所以金属带长度也为定值，车辆变速比可通过表示。汽车以抵挡行驶时，主动轮的半径 r1位于较小半径，从动轮的半径r2则处于较大半径，该状况下传动比较大。相反，高档行驶时传动比较小。若要使汽车无极变速，只要使r1和r2连续变化。也就是说可以经由主从动轮的可动部分的轴向位移使金属带回转半径持续改变，然后获得连续变化的速比。
1.1.2 金属带式无级变速器的基本组成及工作原理
常见汽车无级变速器在变速过程中金属带会产生偏斜，从而导致带轮锥盘半径受到限制，影响了速比范围。因此无偏斜金属带式无级变速传动技术是变速器的关键技术之一。CVT液压系统可以确保发动机有效稳定地传递扭矩， 同时使其速比按照理想的运动规律持续改变。因此,CVT液压控制系统是无级变速传动系统各关键技术中特别重要的一种。
汽车产业不断发展，消费者对车辆各方面期望随之提高，
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