專利名稱：金屬帶式無級變速器速比控制及限位方法
技術領域：
本發明涉及車輛傳動技術領域，具體涉及一種金屬帶式無級變速器速比控制 及限位方法。
技術背景車輛傳動系統的功能是把動力源的功率傳至驅動輪，并按車輛行駛的要求改 變牽引力和車速。無級變速傳動是車輛傳動的發展趨勢，被認為是最理想的傳動 方式，無級傳動系統可以根據車輛路面行駛情況和發動機工作狀態連續無級的改 變速比(輸入轉速與輸出轉速之比)，從而使發動機始終工作在最高效的區域，實 現外界條件與車輛的最佳匹配，使車輛獲得最佳的行駛性能。但在對金屬帶式無 級變速器進行臺架試驗的過程當中，發現金屬帶有松動的現象，而且金屬帶會超 出其允許的工作范圍。在發動機停止轉動，油泵隨之停止供油的情況下，金屬帶 會隨機的停在某一速比狀態下，影響再次啟動時的動力性，增加了起步時間，并 且導致金屬帶存在打滑的現象，基于這兩種存在的缺陷，亟待研制出一種有效解 決金屬帶式無級變速器速比控制及限位方法。 發明內容本發明所要解決的技術問題是解決上述現有技術存在的問題，提供一種簡 單而有效的金屬帶式無級變速器速比控制及限位方法，能保證金屬帶式無級變速 器在起步狀態下，無需進行速比調節，能在最大速比狀態下停車起步，且結構原 理簡單，不會增加加工制造的難度和成本，同時避免金屬帶松動，控制金屬帶工 作在允許的范圍內。本發明采用的技術方案是這種金屬帶式無級變速器速比控制及限位方法， 由主動軸總成、被動軸總成、金屬帶組成，金屬帶跨接于主動軸總成和被動軸總 成，主動軸總成由主動帶輪軸、主動帶輪、主動油缸和主動活塞組成，被動軸總 成由被動帶輪軸、被動帶輪、被動油缸和被動活塞組成，主動帶輪軸上的錐盤和 主動帶輪上的錐盤形成V型槽，與固定寬度的金屬帶嚙合；被動帶輪軸上的錐盤 和被動帶輪上的錐盤也形成V型槽，與固定寬度的同一金屬帶嚙合，當主動帶輪 和/或被動帶輪軸向移動時，V型rf的寬度發生變化，改變金屬帶的回轉半徑，改 變速比，實現速比控制；同時，在主動帶輪軸上加工有主動帶輪軸最小半徑限位軸肩和主動帶輪軸最大半徑限位軸肩，與此相對應，在主動帶輪上加工有主動帶輪限位軸肩；被動帶輪軸上加工有被動帶輪軸最小半徑限位軸肩和被動帶輪軸最大半徑限位軸肩，與此同時，被動帶輪上加工有被動帶輪限位軸肩，以此實現金 屬帶式無級變速器速比限位。上述技術方案中，在被動帶輪油缸中增加一個彈簧裝置，能在最大速比狀態 下車輛順利起步停車。本發明通過主、被動帶輪的軸向移動，改變金屬帶的回轉半徑，達到改變速比的目的；本發明又通過主、被動帶輪軸上加工的最小半徑限位軸肩和最大半徑 限位軸肩以及對應的主、被動帶輪上加工的主、被動帶輪限位軸肩，能夠保證金 屬帶在任何狀態下都是張緊的，能夠在任何時候準確地傳遞轉矩，避免金屬帶松 動及金屬帶在錐輪錐盤上打滑；本發明還在被動帶輪油缸中增加一個彈簧裝置， 能保證在發動機停止轉動、油缸處于零壓狀態下的時候，錐輪錐盤的位置處于金 屬帶最大工作速比的位置，保證車輛能夠順利起步停車，充分發揮其動力性。因 此，本發明技術先進，設計合理，工作可靠，性能優良，使發動機始終工作在最高效的區域，實現外界條件與車輛的最佳匹配，使車輛獲得最佳的行駛性能。


圖1為本發明結構剖面圖 附圖標注說明1——主動帶輪軸錐盤2"主動帶輪3——主動油缸4——主動活塞 5——鋼球6——主動帶輪軸擋圈7——主動帶輪軸最小半徑限位軸肩 8—一聯接螺栓9——主動帶輪限位軸肩10—一主動帶輪最大半徑限位 軸肩11——被動活塞12——被動油缸 13—~"被動帶輪14——被動帶輪軸錐盤15——聯接螺栓16——被動帶輪軸最大半徑限位 軸肩17——被動帶輪限位軸肩18~~IH球 19——彈簧20——被動帶輪軸擋圈 21——被動帶輪軸最小半徑限位軸肩22——主動帶輪軸 23——被動帶輪軸 24——金屬帶具體實施方式
參見圖1，本發明的金屬帶式無級變速器速比控制及限位方法，由主動軸總 成、被動軸總成、金屬帶24組成，金屬帶24跨接于主動軸總成和被動軸總成， 主動軸總成由主動帶輪軸22、主動帶輪2、主動油缸3和主動活塞4組成，被動 軸總成由被動帶輪軸23、被動帶輪13、被動油缸12和被動活塞11組成，主動 帶輪軸上的錐盤1和主動帶輪2上的錐盤形成V型槽，與固定寬度的金屬帶24 嚙合；被動帶輪軸上的錐盤14和被動帶輪13上的錐盤也形成V型槽，與固定寬 度的同一金屬帶24嚙合，當主動帶輪2和/或被動帶輪13軸向移動時，V型槽的 寬度發生變化，改變金屬帶的回轉半徑，改變速比，實現速比控制。上述技術中，在主動帶輪軸22上加工有主動帶輪軸最小半徑限位軸肩7和主動帶輪軸最大半徑限位軸肩10，與此相對應，在主動帶輪上加工有主動帶輪限位軸肩9;被動帶輪軸23上加工有被動帶輪軸最小半徑限位軸肩21和被動帶輪軸 最大半徑限位軸肩16，與此相對應，在被動帶輪上加工有被動帶輪限位軸肩17，實現金屬帶式無級變速器速比限位。上述技術中，在被動帶輪油缸12中增加一個彈簧裝置19，能在最大速比保 證車輛順利起步停車。上述主動帶輪軸上的錐盤和主動帶輪軸鍛造為一體，被動帶輪軸和被動帶輪 軸上的錐盤鍛造為一體。主動帶輪和主動油缸通過四個螺栓固連在一起做軸向移 動，并且隨著主動帶輪軸做旋轉運動。被動帶輪和被動油缸同樣由四個螺栓固聯 在一起做軸向移動，并隨被動帶輪軸一起做旋轉運動。本發明在車輛停車狀態下，變速裝置的速比會自動被被動帶輪上的彈簧推向 最大速比狀態，以便于在車輛起步的狀態下能夠保證車輛以最大的速比啟動，充 分發揮其動力性。與錐輪帶輪相配合的軸通過左右軸肩的限位能夠保證金屬帶在 任何狀態下都是張緊的，能夠在任何時候準確地傳遞轉矩，避免金屬帶松動，導 致金屬帶在錐輪錐盤打滑。在最大速比狀態下，主動帶輪的軸肩壓緊主動帶輪軸 最小半徑限位軸肩，而被動帶輪的軸肩在被動帶輪軸最大半徑限位軸肩的附近， 但是不會壓緊該軸肩。在最小速比狀態下，被動帶輪的軸肩靠緊被動帶輪最小半 徑限位軸肩，而主動帶輪的軸肩接近主動帶輪軸的最大半徑限位軸肩，但是并不 壓緊該軸肩。主被動帶輪的最大半徑限位軸肩在正常的工況下不能發揮其作用， 只有在極限工況，金屬帶遭到破壞的情況下，才能對整個無級變速器起到整體的 保護作用。由上面的敘述我們可以看出，主動帶輪和被動帶輪的軸向位置對無級自動變速器的速比影響很大，尤其是兩者的左右極限位置，直接決定著CVT的速比變動范圍，影響著無級自動變速器的整體性能。帶輪的左右極限位置要保證以下幾點 能夠滿足CVT需要的變速范圍 能夠保證金屬帶不會超出帶輪的最大外緣； 能夠保證金屬帶不會擦刮主、被動軸； 能夠保證金屬帶順利安裝；為了達到上面的幾點要求，必須要對主、被動帶輪的軸向移動距離，以及軸 向極限位置進行精確的計算。 其計算過程是這樣的首先根據車型以及發動機參數確定所需的最大和最小的無級自動變速器速比；再根據安裝條件來確定主動軸和被動軸之間的中心距離為d: 根據公式(金屬帶為進口件，長度寬度等已經由供應商提供)(兀+2 a ) Rp+ (7c 一2 a ) Rs+2dcos a =L sina 二(Rp-Rs) / d計算出金屬帶工作所需的主、被動帶輪的最大回轉直徑。 由上面計算得到的數據進行圓整，結合安裝尺寸條件，確定主、被動帶輪的最大外緣半徑Rp,應用已經確定的RP,，在保證金屬帶不會超出主動輪最大外緣的前提下，計算出被動輪上能夠達到的最小半徑Rsrain，根據計算得到的最小被動帶輪回轉半徑Rwn，計算出，在該工作半徑下被動帶輪的軸向位置，并設置一定的安全系數， 從而確定被動帶輪上的最小半徑限位軸肩的位置。驗證根據被動帶輪軸上最小半徑限位軸肩的位置計算得到在達到該極限位 置的情況下，主動帶輪上能夠達到的最大半徑，由此來確定主動帶輪的軸向極限 位置。根據該極限位置來確定主動帶輪最大工作半徑限位軸肩的位置，但是一定 要保證在金屬帶正常工作的狀況下，主動帶輪不會達到最大半徑限位軸肩的位 置。為了保證金屬帶的加緊力，即保證在被動輪帶輪處于最小半徑軸肩限位狀態 下的時候，主動帶輪沒有壓緊到主動帶輪最大半徑限位軸肩上。根據己經確定的被動帶輪的最大外緣半徑R，x,計算出在金屬帶不超出被動 帶輪最大外緣的前提下，計算出主動帶輪上能夠達到的最小半徑R^n，根據得到 的最小工作半徑R.^，計算得到在該工作半徑下主動帶輪的軸向位置，并設置一 定的安全系數，從而確定主動帶輪上最小半徑限位軸肩的位置。驗證根據主動帶輪軸上的最小半徑限位軸肩的位置來計算的到在該極限位 置的情況下，被動帶輪上能夠達到的最大半徑，并由此來確定被動帶輪上的軸向 極限位置。根據該極限位置來確定被動帶輪最大工作半徑限位軸肩的位置，但是 一定要保證在金屬帶正常工作的條件下，被動帶輪不會達到最大半徑限位軸肩的 位置。為了保證金屬帶的加緊力，即保證在主動輪帶輪處于最小半徑軸肩限位狀 態下的時候，被動帶輪沒有壓緊到被動帶輪最大半徑限位軸肩上。在各個限位已經確定的情況下，還要綜合考慮公差的影響。公差帶的設定如 果太小會增加加工成本，但是公差帶設置太大的話又會影響無級自動變速器的性 能。因此要綜合考慮以上兩種因素設置公差帶。在被動錐輪液壓油缸中增加一個彈簧裝置，這樣就能保證在發動機停止轉 動，油缸處于零壓力狀態下的時候，錐輪錐盤的位置處于金屬帶最大工作速比的 位置，保證車輛能夠順利的起步停車。
權利要求
1、這種金屬帶式無級變速器速比控制及限位方法，其特征在于由主動軸總成、被動軸總成、金屬帶組成，金屬帶跨接于主動軸總成和被動軸總成，主動軸總成由主動帶輪軸、主動帶輪、主動油缸和主動活塞組成，被動軸總成由被動帶輪軸、被動帶輪、被動油缸和被動活塞組成，主動帶輪軸上的錐盤和主動帶輪上的錐盤形成V型槽，與固定寬度的金屬帶嚙合；被動帶輪軸上的錐盤和被動帶輪上的錐盤也形成V型槽，與固定寬度的同一金屬帶嚙合，當主動帶輪和/或被動帶輪軸向移動時，V型槽的寬度發生變化，改變金屬帶的回轉半徑，改變速比，實現速比控制；同時，在主動帶輪軸上加工有主動帶輪軸最小半徑限位軸肩和主動帶輪軸最大半徑限位軸肩，與此相對應，被動帶輪軸上加工有被動帶輪軸最小半徑限位軸肩和被動帶輪軸最大半徑限位軸肩，與此同時，被動帶輪上加工有被動帶輪限位軸肩，以此實現金屬帶式無級變速器速比限位。
2、 根據權利要求1所述的金屬帶式無級變速器速比控制及限位方法，其特 征在于，在被動帶輪油缸中增加一個彈簧裝置。
全文摘要
一種金屬帶式無級變速器速比控制及限位方法，主動軸總成由主動帶輪軸、主動帶輪、主動油缸和主動活塞組成，被動軸總成由被動帶輪軸、被動帶輪、被動油缸和被動活塞組成，主動帶輪軸上的錐盤和主動帶輪上的錐盤形成V型槽；被動帶輪軸上的錐盤和被動帶輪上的錐盤也形成V型槽，V型槽與金屬帶嚙合，主動帶輪軸、被動帶輪軸上都加工有最小和最大半徑限位軸肩，主動帶輪、被動帶輪上加工有限位軸肩；在被動帶輪油缸中還增加一個彈簧裝置。本發明技術先進，設計合理，工作可靠，性能優良，使發動機始終工作在最高效的區域，實現外界條件與車輛的最佳匹配，使車輛獲得最佳的行駛性能。
文檔編號F16H9/02GK101245835SQ200710035698
公開日2008年8月20日 申請日期2007年9月7日 優先權日2007年9月7日
發明者周云山, 朱正才, 帥 高, 高衛紅 申請人:湖南江麓容大車輛傳動有限責任公司