大功率牵引传动CVT的设计原理

摘要

人们不断要求汽车传动系具有最佳的操纵性和油耗,可满足这个要求的方法之一是CVT(无级变速器).已经有报告表明V型钢带推块CVT改善燃油消耗大于15%[1],已经生产了700,000台以上的CVT在实际应用中取得了很好的成果,近10年来CVT已经缓慢地走向世界.但到目前为止,市场上所有的这种汽车都是小型的,排量低于1300cc.最近有报告表明大功率的V型钢带已在3.3L带篷货车和赛车上进行试验,但对于大功率发动机的CVT仍未投放市场. 所几年来,汽车已经对大功率CVT提出需要,满足这种要求的牵引传动CVT已有可能.在牵引传动中,动力是由两滚动体间存在的弹性流体润滑油膜(EHL)的剪切力来传递的.牵引传动的性能在很大程度上取决于弹流接触液体的流变特性.1960年[3]已经形成了该理论.大家知道,Hewko[4]在1960年制成的复曲面变速器是用于汽车的牵引传动CVT的一个实例,Kraus[5]进行了车辆试验.Lowenthal[6]和Coy[7]完成了基础研究.由Monsanto开发了牵引油,但CVT仍未进入商业性的实际使用.其原因如下:1.因为在牵引接触区的高压和高温,目前牵引传动对滚零件的材料的可靠性不够.2.牵引油不能满足汽车的所有工况.3.不具有能支承高速和大的轴向负荷的轴承.1978年开始作者们研究和开发一种半环面牵引传动CVT.从1982年到1978年已经制造了8台样机完成了寿命试验.有的样机装于汽车完成的路试,其研究结果已于1990年[8]报导.速比控制机物的开发和双腔CVT的开发已由Nakano[9]报导.Lohr和Dawe[10]报导了用于重型货的新的设计.在美国已经真正开发了全环面CVT.4年前我们开发滚动件采用最好材料和热处理的大功率牵引传动CVT.一种最佳的汽车牵引油的开发将对进行这项研究具有极大的帮助.现在一种排量5000cc的CVT汽车的梦想将成为现实.本文将阐述大功率牵引传动CVT的设计原理如下.