新型复合分汇流式无级变速器的研究及样机设计

摘要

在车辆等机电设备中,变速器是传动系中最关键的一环,其功能是适当调节传动比,使招待机构按预期的速度和作用力变化规律输出运动和功率、达到动力源与负载的工作特性动态地实现匹配,以保证车辆的正常运行,乃至获得较佳或最佳的整体性能.机械式、电传动式、液压及液力传动式等类型的手动或自动变速传动在现代车辆中均有应用,尤其机械式的因成本、比体积、比重量较小,传动效率较高等优点而应用最广,但难以获得无级变速的完美传动特性.即使目前存在着某些基于摩擦的纯机械式无级变速传动(CVT),然而由于其功率容量和可用的变速比范围相当有限等缺点,仅适合于所需功率和变速比范围不大的低排量轿车和摩托车等场合.而电、液等传动的特点则几乎正好相反,但其成本、比体积、比重要较高、传动效率稍低等缺点是其广泛应用的瓶颈.随着人们对汽车性能要求的不断提高,传动系统的功能和结构由简单渐趋复杂,并有从单功率流传动向双及多功率流复合传动、从有级向无级变速方向发展的趋势,已成为车辆等机电系统中最复杂、技术含量最高的机电一体化总成之一.故复合、高效的新型传动元件或系统成了国内外本领域研究的热点,重点集中在高效率地实现无级自动变速及减少能耗,扩大变速比范围和传递功率的能力,提高可靠性、耐久性,实现紧凑化、轻量化、智能化和环保化等方面.该论文在分析了现有各种复合CVT所存在的固有问题的基础上,对一种首创性提出的新型复合分汇流式无级变速系统进行研究.该文的主要内容包括四个方面:首先对新型复合分汇流式无级变速系统的基本原理进行了详尽的阐述,在此基础上系统地总结归纳出正反双模式分汇流无级变速系统的各种可能复合模式、拓扑结构及布置形式.通过分析比较从中筛选出传动效率高、实用性强、应用前景最优的

目录

文摘

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第一章绪论

1.1变速器的类别

1.1.1手动变速器

1.1.2自动变速器

1.1.3半自动操纵式变速器

1.2课题背景

1.3课题来源及其预期目的

第二章新型复合无级变速器的基本原理分析

2.1行星排分析基本理论

2.1.1行星式变速箱的运动学分析

2.1.2行星式变速箱的动力学分析

2.2现有分汇流式复合无级变速器的问题

2.3新型复合无级变速器的基本原理

2.3.1最大传动比的选择方法

2.3.3最高段齿轮传动比的确定方法

2.4新型复合无级变速器的工作逻辑

2.5关于双行星排组合方案的分析对比

2.6三行星排组合的样例

小结

第三章机-机复合CVT的分析与设计

3.1机-机组合结构阐述

3.2各种工作参数的选择

3.2.1 CVT速比范围的确定

3.2.2齿轮传动比的选择

3.2.3系统效率的计算

3.2.4整体的变速比和变矩比

3.3整个工作逻辑

3.4循环功率

3.5参数优化

小结

第四章机-电复合CVT在HEV上的应用及设计

4.1HEV简介

4.1.1HEV的研究背景

4.1.2开发HEV的必要性

4.2目前混联式混合车动力系统存在的问题

4.3新型无级变速器在混合动力车上的应用实例

4.3.1系统整体部件及其功用介绍

4.3.2行星排特性参数k的确定

4.3.3换段数目和各段速比的确定

4.3.4电机分流功率的比例的变化关系的确定

4.3.5整体转矩的变化规律

4.4系统的工作过程及其逻辑

4.5效率计算

4.6可能工作模式分析

4.6.1常规电动起步模式

4.6.2纯电动驱动模式

4.6.3纯发动机驱动模式

4.6.4混联式混合动力驱动模式

4.6.5能量回馈制动模式

小结

第五章试制样机的设计

小结

结论与建议

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢