摘 要
液压控制系统是通过控制金属带轮的夹紧力来实现无级自动变速器速比调节的,其设计方法是开发无级变速传动系统的关键技术之一.在分析了金属带式无级变速器的结构特征和力学关系的基础上,通过对汽车典型行驶工况的仿真分析,提出了无级自动变速液压控制系统关键参数—速比变化率的设计方法,完成了液压系统的结构参数设计,并进行了仿真验证,从而为无级自动变速汽车的研制开发奠定了基础.
针对无级变速器电液控制系统的工作要求，应用数字比例控制技术设计了可用作无级变速器中夹紧力控制阀的数字调压阀。介绍了该数字调压阀的结构以及驱动器的设计方法，并对其进行了静态特性、动态特性试验。试验结果表明，该数字调压阀的控制精度及可靠性高，能满足金属带式无级变速器电液控制系统的要求。
关键词:无级变速传动；液压系统；无级变速器；电液控制系统；数字调压阀
ABSTRACT
The design method on the hydraulic control system is one of the key technologies of a metal V-belt continuously variable transmission(CVT).It can change the ratio of the transmission system by adjusting thepu-Shing force of the pulley.By analyzing the structure characteristics andForce relationgs,the design method of an important parameter of the CVTHydranlic system and the rate of transmission ratio are put forward by Simulation to the emblematical driving models. The structure parametersOf hydraulic system is gotten and validated by simulation on specific Driving model. An effective design method is provided to develop the co-ntinuously variable transmission system.
In terms of working requirements of the electric-hydraulic controlSystem of continuous variable transmissions,the ditital pressure regulator valve,which can be used as the clamping force valve of CVT,is designed with the digital proportional control technology .The st-Ructure of the digital pressure regulator valve and design method forDrivers is introduced. Tests of static characteristics and dynamic cha-racteristics of digital pressure regulator valve is high, it can meetrequirements of the electric-hydraulic control system of system of metalv-belt type continuous variable transmission.
Key words:Continuously variable transmission；Hydraulic system；Electric-hydraulic control system；Digital pressure regulator valve
目 录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 课题背景研究目的及意义 1
1.2 乘用车无级变速器液压系统的发展历史和发展趋势 2
1.3 设计的主要工作 2
1.3.1主要设计内容 2
1.3.2主要技术指标、要求 3
第2章 乘用车无级变速器液压系统方案设计 4
2.1 液压系统概述 4
2.1.1 液压系统的组成和型式 4
2.1.2 液压系统的类型和特点 4
2.1.3 液压传动与控制的优缺点 4
2.2 液压系统设计 5
2.2.1 明确设计要求 5
2.2.2 总体规划、确定液压执行元件 5
2.2.3 确定系统的工作压力 5
2.2.4 方案选择 6
2.3 本章小结 6
第3章 无级变速器液压系统传动部分设计 7
3.1 金属带式无级变速器带传动部分的设计 7
3.2 轴的设计计算 12
3.2.1 主动轴的设计 12
3.2.2 从动轴的设计 13
3.3 轴和轴承的校核 14
3.2.1 轴的校核 14
3.3.2 轴承的校核 17
3.4 箱体的结构设计 20
3.5 本章小结 20
第4章 液压缸的设计与计算 21
4.1 油缸选型确定 21
4.2 液压缸主要尺寸的确定 21
4.2.1液压缸工作压力的确定 21
4.2.2液压缸内径D 22
4.2.3液压缸壁厚和外径的计算 22
4.2.4液压缸工作行程的确定 23
4.3 液压缸的强度和刚度校核 24
4.3.1钢筒壁厚的校核 24
4.4 液压缸的结构设计 25
4.4.1缸体与缸盖的连接形式 25
4.4.2密封装置 25
4.4.3液压缸的缓冲装置 25
4.4.4液压缸的排气装置 26
4.5 本章小结 27
第5章 数字调压阀的设计 28
5.1 数字调压阀的理论基础 28
5.1.1液阻网络系统概述 28
5.1.2 π桥液阻网络 28
5.2 数字调压阀的结构和工作原理 29
5.3 数字调压阀的结构设计 32
5.3.1 几何尺寸确定： 33
5.4 数字调压阀驱动装置的选择 35
5.5 数字调压阀的试验系统设计 36
5.6 本章小结 36
第6章 液压系统控制元件及辅助元件的选择 37
6.1 液压泵的选用 37
6.2 方向控制阀的选择 37
6.3 压力控制阀 37
6.4 流量控制阀的选择 38
6.5 液压辅助元件的选用 38
6.5.1油箱 38
6.5.2滤油器 38
6.5.3管件及接头 39
6.6 本章小结 39
结论 40
参考文献 41
致谢 42
附录 43
第1章 绪 论
1.1 课题背景研究目的及意义
随着工业技术的进步，人类生活节奏的加快，活动空间的迅速增加，汽车已经深入到人类社会的各个方面，成为现代化文明社会不可缺少的东西。汽车工业 历经百余年取得了巨大的发展，究其原因，主要有两点：首先是科学技术的不断 进步，给汽车工业的发展提供了必要的物质条件；其次是汽车工业本身为了不断 适应各个时期的社会背景（能源危机和环境污染等），满足人们对汽车使用性能的更高要求，在技术上不断改革、创新。因此汽车的发展历史，间接的记录了科学技术的发展，社会背景的改变和人类不断实现完美追求的历史。汽车是人类文 明发展的标志，它的发展必须符合人类社会的发展要求。
节约能源，保护环境已经成为人类发展的主题。而全球数以千万计的汽车已经成为能源消耗和环境污染的一个主要的因素。迫于能源危机和环境污染的压力，世界许多国家或地区都制定了严格的法规，力图降低汽车的排放和提高燃油经济性。因此采取措施，应用新技术，降低汽车能源消耗和减少废气排放已成为汽车
的发展方向之一。汽车传动系设计性能的好坏直接关系到整车主要的性能指标，
所以,为了达到节能与降低排放的目的，研究与改进汽车传动系统，大力发展和应用速比能够连续变化且具有等功率供应特性的无级变速液压系统（CVT）将不失为一种理想的选择。
无级变速器(CVT)液压系统由液压泵供油、系统的压力由压力控制阀(比例溢流阀)调节，它直接作用在从动轮液压缸内，变速器的速比由速比控制阀(位置伺服阀)调节，调节主动轮液压缸内的压力。在控制系统中，主、从动轮液压缸内的压力由压力传感器测量，测量信号经过A／D转换输入给单片机，单片机输出的控制信号经D／A、驱动放大去控制比例溢流阀，从而控制主、从动轮液压缸内的压力变化，该控制系统的输入信号为发动机节气门开度、发动机转速，输出信号为两个液压缸的位移，控制规律由单片机产生，液压系统的比例溢流阀、减压阀、位置伺服阀、液压缸、安全阀等液压元件全部集成在阀体上，输入信号经过信号处理、模数转换、传至单片机，单片机产生控制规律控制主、从动轮液压执行缸的位移，以便改变带轮的传动比。位移及压力传感器将信号反馈到输入端与输入信号进行比较形成负反馈控制，该系统为多输人多输出系统。其结构见图1.1[1]。
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