CN100552261C - 用于无级变速器的自适应调节的摩擦片结构 - Google Patents

Abstract

用于无级变速器的自适应调节的摩擦片结构，涉及一种金属带(链)式无级变速器中使用的传动摩擦片装置。该摩擦片结构含有主连接片、与主连接片相连的鞍片以及套在鞍片上的多层金属传动钢带环；在鞍片的左右两侧分别设有转动耳片，该转动耳片通过设置在鞍片上的耳片轴与鞍片连接。由于在鞍片的左右两侧分别设有转动耳片，使得金属传动带(或链)与锥盘的接触区增大，锥母线为直线，接触压力均匀；而且，转动耳片可以自适应调节摩擦贴合角度以减少传动带(链)偏斜带来的影响，使得接触的自适应匹配性增强。

Description

用于无级变速器的自适应调节的摩擦片结构

技术领域

本发明涉及一种金属带(链)式无级变速器中使用的传动摩擦片装置，属于机械传动技术领域。

背景技术

变速器有手动变速器、自动变速器、无级变速器；对于手动变速器，由于每档的齿轮组的齿数是固定的，则各档的变速比是个定值(也就是所谓的“级”)，比如，对于轿车而言，一档变速比是3.455，二档是2.056，再到五档的0.85；这些数字再乘上主减速比就是总的传动比，总共只有5个值(即有5级)，所以说它是有级变速器。对于自动变速器，它是利用车速和负荷(油门踏板的行程)进行双参数控制，也为有级式变速器，只不过自动变速器能根据车速的快慢来自动实现档位的增减，可以消除手档车“顿挫”的变档感觉。而无级变速器与有级式的区别在于，它的变速比不是间断的点，而是一系列连续的值，譬如可以从3.455一直变化到0.85，无级变速器结构比传统变速器简单，体积更小，它既没有手动变速器的众多齿轮副，也没有自动变速器复杂的行星齿轮组，它主要靠主、从动轮和金属带(链)来实现速比的无级变化。

无级变速技术CVT(Continuously Variable Transmission)采用传动带(链)和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配。金属带由两束金属环和几百个金属片构成。主动轮组和从动轮组都由可动盘和固定盘组成，与油缸靠近的一侧带轮可以在轴上滑动，另一侧则固定。可动盘与固定盘都是锥面结构，它们的锥面形成V型槽来与V型金属传动带(链)啮合。发动机输出轴输出的动力首先传递到CVT的主动轮，然后通过V型传动带传递到从动轮；对于汽车来说，最后还经减速器、差速器传递给车轮来驱动汽车。工作时通过主动轮与从动轮的可动盘作轴向移动来改变主动轮、从动轮锥面与V型传动带啮合的工作半径，从而改变传动比。可动盘的轴向移动量是由操作者根据需要通过控制系统调节主动轮、从动轮液压泵油缸压力来实现的。由于主动轮和从动轮的工作半径可以实现连续调节，从而实现了无级变速。

在金属带(链)式无级变速器的液压系统中，从动油缸的作用是控制金属带的张紧力，以保证来自发动机的动力高效、可靠的传递。主动油缸控制主动锥盘的位置沿轴向移动，在主动轮组金属带沿V型槽移动，由于金属带的长度不变，在从动轮组上金属带沿V型槽向相反的方向变化。金属带在主动轮组和从动轮组上的回转半径发生变化，实现速比的连续变化。然而提高传动带性能和CVT传递功率极限的研究一直在进行，将液力变矩器集成到CVT系统中，主、从动轮的夹紧力实现电子化控制，在CVT中采用节能泵，传动带用金属带代替传统的橡胶带。新的技术进步克服了CVT系统原有的技术缺陷，导致了传递转矩容量更大、性能更优良的第二代CVT的面世。与四档自动变速器相比，CVT系统能够将加速性能提高10％，燃油经济性提高10％-15％。目前CVT技术发展得相当迅速，各大汽车厂家都在加强这一领域的研发，尤其是在混合动力汽车具有广泛前景的将来，CVT的地位和作用更是无可替代，它将会是未来变速器发展的大趋势。

无级变速器具有结构简单，体积小，零件少、工作速比范围宽、经济性高等特点，易与发动机形成理想的匹配，从而改善燃烧过程，进而降低油耗和排放；当然，无级变速器技术也有它的弱点，比如传动带容易损坏，传递力矩还不够大等；特别是，摩擦片与锥盘之间的刚性接触会造成锥面的划伤，严重影响锥面的性能和使用寿命。而且，传递功率也比较有限(转矩一般局限于135Nm以下)，因此，研究有较好锥面接触性能、能够传递大转矩的无级变速器使用的摩擦片装置也是目前的一个重要攻关方向。

发明内容

针对现有技术的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种用于无级变速器的自适应调节的摩擦片结构，以解决现有技术中锥面接触性能较差、传递力矩较小的难题，提高无级变速器的传递效率和使用寿命。

本发明的技术方案如下：

一种用于无级变速器的自适应调节的摩擦片结构，含有主连接片、与主连接片相连的鞍片以及套在鞍片上的多层金属传动钢带环；其特征在于：在鞍片的两端分别设有“凸”形转动耳片，该转动耳片通过设置在鞍片上的耳片轴与鞍片连接。

上述技术方案中，所述的转动耳片呈“凸”形，由耳片支撑和耳片端头两部分组成；鞍片采用前后对称布置的两个鞍片，所述的耳片支撑设置在两个鞍片之间，通过耳片轴与两个鞍片连接。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：由于在鞍片的左右两侧分别设有转动耳片，使得传动带(链)与锥盘的接触区增大，锥母线为直线，接触压力均匀；而且，“凸”形转动耳片可以自适应调节摩擦贴合角度以减少传动带(链)偏斜带来的影响，使得接触的自适应匹配性增强。

附图说明

图1为基于自适应调节的摩擦片结构的无级变速器的传动机构示意图。

图2为本发明提供的自适应调节的摩擦片结构的主视图。

图3为图2的侧视图。

图4为“凸”形转动耳片的立体结构图。

图中：1-主连接片；2-鞍片；3-转动耳片；4-耳片轴；5-多层金属传动钢带环；6-定锥盘；7-动锥盘；8-传动轴；9-球键；10-自适应调节的摩擦片结构；11-耳片支撑；12-耳片端头；13-耳片摩擦面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理、结构、工作过程及具体实施方式作进一步的说明：

图2和图3为本发明提供的自适应调节的摩擦片结构的示意图，该摩擦片结构含有主连接片1、与主连接片1相连的鞍片2以及套在鞍片上的多层金属传动钢带环5；在鞍片的左右两侧分别设有转动耳片3，该转动耳片通过设置在鞍片上的耳片轴4与鞍片连接。

为了便于安装和加工，鞍片可采用前后对称布置的两个鞍片，转动耳片3制成“凸”形，由耳片支撑11和耳片端头12两部分组成，耳片支撑11设置在两个鞍片之间，耳片支撑11通过耳片轴4与两个鞍片连接(如图3和图4所示)。

工作时，转动耳片3根据耳片摩擦面13与锥盘的接触状态进行自适应的旋转，合理设计耳片端头12的凸出部分与鞍片端头的间隙可以对摩擦耳片起到限位的作用，见图4。

图1为基于自适应调节的摩擦片结构的无级变速器的传动机构示意图，它含有输出或输入力矩的传动轴8，固定在传动轴上的定锥盘6、通过球键9可以在传动轴8上进行滑动的动锥盘7、多层金属传动钢带环5以及安装在定锥盘和动锥盘之间的自适应调节的摩擦片结构10。传动轴上的定锥盘和动锥盘的锥母线为直线，轴上的动锥盘可以轴向滑动，并保持一定的压力；在采用基于本发明的摩擦片结构的无级变速器中，需要两个如图1所示的传动机构，一个将作为主动传动轴(也称为主动轮组)，一个作为被动传动轴(也称为被动轮组)，由于传动金属带(或链)的长度是固定的，传动比将由主动轮组和从动轮组上金属带(或链)的转动半径之比来确定，两个传动轴上动锥盘的轴向移动量可根据减速传动比来确定，可以采用液压系统来控制动锥盘的轴向移动，即利用目前在带式(或链式)无级变速器广泛使用的液压控制系统，但需要对每一个传动轴上的动锥盘进行同步控制，也可以采用纯机械电子式的控制方式，所有的移动应保持同步，并使传动带(或链)上摩擦片结构的转动耳片3与定锥盘6和动锥盘7保持一个合适的压力。

若要实现增速传动，则主动转动轴上的动锥盘向着所在传动轴的定锥盘的方向滑动，而此时被动转动轴上的动锥盘向背离所在轴的定锥盘的方向滑动；可根据增速传动比来确定两个传动轴上动锥盘的移动量，所有的移动应保持同步，传动带(或链)上摩擦片的转动耳片与锥盘保持一个合适的压力。

若要实现减速传动，则主动转动轴上的动锥盘向背离所在轴的定锥盘的方向滑动，而此时被动转动轴上的动锥盘向着所在轴的定锥盘的方向滑动；可根据减速传动比来确定两个传动轴上动锥盘的移动量，所有的移动应保持同步，传动带(或链)上摩擦片的可转动耳片与锥盘保持一个合适的压力。

Claims (2)

1、一种用于无级变速器的自适应调节的摩擦片结构，含有主连接片(1)、与主连接片相连的鞍片(2)以及套在鞍片上的多层金属传动钢带环(5)；其特征在于：在鞍片的左右两侧分别设有转动耳片(3)，该转动耳片通过设置在鞍片上的耳片轴与鞍片连接。

2、权利要求1所述的用于无级变速器的自适应调节的摩擦片结构，其特征在于：所述的转动耳片呈“凸”形，由耳片支撑(11)和耳片端头(12)两部分组成；鞍片采用前后对称布置；所述的耳片支撑设置在两个鞍片之间，通过耳片轴与两个鞍片连接。

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