环型锥盘滚轮牵引式无级变速器

    目前生产的无级变速器CVT(Continuously Variable Transmission)大多数采用金属带形式。例如奥迪A6的multitronic无级/手动一体式变速器,核心组件是两组带轮,通过改变驱动轮与从动轮金属带的接触半径进行变速。无级变速器的传动效率高且稳定,传动效率可高达95%,变速范围可达5~6。

    还有一种已经投入使用的无级变速器IVT(Infinitely Variable Transmission),核心部分由输入传动盘、输出传动盘和Variator传动盘组成。两个输入传动盘分别位于两端,输出传动盘只有1个位于中间位置,Variato传动盘则夹于输入传动盘和输出传动盘中间,它们之间的接触点以润滑油做介质,金属之间不接触,通过改变Variato装置的角度变化而实现传动比的连续而无限的变化。

    环型锥盘滚轮牵引式无级变速器与金属带式无级变速器相比可以传递更大的功率,适合较大排量的车辆。由变速传动机构、调速机构及加压装置三个主要部分组成,核心部分是变速传动机构。

    如示意图所示,变速传动机构包含三个主要零件(已经拆开):输入锥盘、输出锥盘和动力滚子。输入输出锥盘与动力滚子接触的工作面是回转曲面,母线是一段圆弧。动力滚子是一个截球台,可以绕自身轴线转动。

    变速传动机构的工作原理如右下图(只画出上半部分),动力滚子球台(黑色)两侧球面部分分别与输入、输出锥盘的环面接触,运动和动力通过锥盘和滚子间润滑油膜中的牵引力进行传递。输入输出锥盘的轴线在同一直线上,从左往右看,如果输入锥盘顺时针转动(如图箭头所示),动力滚子受驱动绕自身轴线逆时针转动(从上往下看),动力滚子带动输出锥盘逆时针转动。所以两锥盘工作时的旋转方向相反。

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    变速传动机构是通过改变接触半径进行变速的。在图示位置上,输入锥盘与动力滚子接触处的回转半径为R1,输出锥盘与动力滚子接触处的回转半径为R2,而动力滚子的速度在两处相同。如果动力滚子与主、从动锥盘之间的滑动率没有太大的差异,接触半径小的锥盘转动角速度就大,反之就小。因此,图示位置正处于减速运行状态。通过调速机构可以使动力滚子的轴线摆动,通过改变图中夹角B改变主、从动锥盘的接触半径,从而改变传动比。

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    要可靠地传递运动和动力,需要设置一个加压装置,给输入输出锥盘施加轴线方向的力,使两锥盘与动力滚子间保持所需要的压力,从而产生足够的牵引力。

车汇通
2005年10月6日