0027-轎車用無級自動變速器速比變速器的設計【全套32張CAD圖+SW三維模型+文獻翻譯+說明書】

0027-轎車用無級自動變速器速比變速器的設計【全套32張CAD圖+SW三維模型+文獻翻譯+說明書】,全套32張CAD圖+SW三維模型+文獻翻譯+說明書,轎車,無級,自動變速器,速比,變速器,設計,全套,32,cad,sw,三維,模型,文獻,翻譯,說明書,仿單 本部分內(nèi)容以奧迪Multitronic CVT為例進行介紹，該無級變速器的內(nèi)部編號為01J。 1．奧迪01J CVT的基本組成 奧迪01J CVT主要由飛輪減振裝置、前進檔離合器/倒檔制動器及行星齒輪裝置、速比變換器、液壓控制單元和電控單元組成，如圖4-91所示。 圖4-91 奧迪01J CVT的基本組成 1-飛輪減振裝置 2-倒檔制動器 3-輔助減速齒輪 4-速比變換器 5-電子控制系統(tǒng) 6-液壓控制系統(tǒng) 7-前進檔離合器 8-行星齒輪機構(gòu) 發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩通過飛輪減振裝置或雙質(zhì)量飛輪傳遞給變速器，前進檔離合器和倒檔制動器都是濕式摩擦元件，兩者均為起動裝置。倒檔的旋轉(zhuǎn)方向是通過行星齒輪機構(gòu)改變的。發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩通過輔助減速齒輪傳到速比變換器，并由此傳到主減速器、差速器。液壓控制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)集成一體，位于變速器內(nèi)部。 2．前進檔離合器/倒檔制動器及行星齒輪機構(gòu) 1) 前進檔離合器和倒檔制動器 奧迪01J CVT的起動裝置是前進檔離合器和倒檔制動器，并與行星齒輪機構(gòu)一起實現(xiàn)前進檔和倒檔。它們只做起動裝置，并不改變傳動比，這與在自動變速器中的離合器和制動器的功用是不同的。 奧迪01J CVT的前進檔離合器和倒檔制動器均是采用濕式多片式結(jié)構(gòu)，這與前述的自動變速器中的離合器和制動器的結(jié)構(gòu)是相同的，這里不過多敘述。 2) 行星齒輪機構(gòu) 行星齒輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖4-92所示，由齒圈、兩個行星輪、行星架、太陽輪組成。當太陽輪順時針主動時，驅(qū)動行星輪1逆時針轉(zhuǎn)動，再驅(qū)動行星輪2順時針轉(zhuǎn)動，最后驅(qū)動齒圈也順時針轉(zhuǎn)動。 圖4-93 行星齒輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu) 1-行星架 2-行星輪1 3-行星輪2 4-齒圈 5-太陽輪 做為輸入元件的太陽輪與輸入軸和前進檔離合器鋼片相連接，做為輸出元件的行星架與輔助減速齒輪的主動齒輪和前進檔離合器的摩擦片相連接，齒圈和倒檔制動器摩擦片相連接，倒檔制動器鋼片和變速器殼體相連接。行星齒輪機構(gòu)的簡圖4-93如圖所示。 圖4-93 行星齒輪機構(gòu)的簡圖 a．P/N檔的動力傳動路線 選檔桿處于P或N位時，前進檔離合器和倒檔制動器都不工作。發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩通過輸入軸相連接的太陽輪傳到行星齒輪機構(gòu)并驅(qū)動行星輪1，行星輪1再驅(qū)動行星輪2，行星輪2與齒圈相嚙合。車輛尚未行駛時，做為輔助減速齒輪輸入部分的行星架(行星齒輪機構(gòu)的輸出部分)的阻力很大，處于靜止狀態(tài)，齒圈以發(fā)動機轉(zhuǎn)速一半的速度怠速運轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向與發(fā)動機相同。 b．前進檔的動力傳動路線 選檔桿處于D位時，前進檔離合器工作。由于前進檔離合器鋼片與太陽輪連接，摩擦片與行星架相連接，此時，太陽輪(變速器輸入軸)與行星架(輸出部分)連接，行星齒輪機構(gòu)被鎖死成為一體，并與發(fā)動機運轉(zhuǎn)方向相同，傳動比為1：1。 c．倒檔的動力傳動路線 選檔桿處于R位時，倒檔制動器工作。由于倒檔制動器摩擦片與齒圈相連接，鋼片與變速器殼體相連接此時，齒圈被固定，太陽輪(輸入軸)主動，轉(zhuǎn)矩傳遞到行星架，由于是雙行星齒輪(其中一個為惰輪)，所以行星架就會以與發(fā)動機旋轉(zhuǎn)方向相反的方向運轉(zhuǎn)，車輛向后行駛。 由行星架輸出的動力輔助減速齒輪傳遞到速比變換器，如圖4-94所示。 圖4-94 輔助減速齒輪 1-行星齒輪機構(gòu) 2-輔助減速齒輪 3-鏈輪裝置1 3．速比變換器 速比變換器是CVT最重要的裝置，其功用是實現(xiàn)無級變速傳動。 速比變換器由2組滑動錐面鏈輪和專用鏈條組成，如圖4-95所示。主動鏈輪由發(fā)動機通過輔助減速齒輪驅(qū)動，發(fā)動機轉(zhuǎn)矩由傳動鏈傳遞到從動鏈輪裝置，并由此傳給主減速器。每組鏈輪裝置中的其中一個鏈輪可沿軸向移動，來調(diào)整傳動鏈的跨度尺寸，從而連續(xù)地改變傳動比。2組鏈輪裝置必須同步進行，這樣才能保證傳動鏈始終處于張緊狀態(tài)，并且具有足夠的傳動鏈和鏈輪之間的接觸壓力。 圖4-95 速比變換器的基本組成和原理 (a) 低速（傳動比大） (b) 高速（傳動比?。? 1-主動鏈輪裝置 2-從動鏈輪裝置 3-動力輸出 4-動力輸入 5-傳動鏈條 速比變換器的組成如圖4-96所示。該速比變換器的工作模式是基于雙活塞工作原理。其特點是利用少量的壓力油就可以很快地進行換擋，這可以保證在相對低壓時，錐面鏈輪與傳動鏈之間有足夠的接觸壓力。在鏈輪裝置1和鏈輪裝置2上各有一個保證傳動鏈輪和傳動鏈之間正常接觸壓力的壓力缸和用于調(diào)整變速比的分離缸。為了有效地傳遞發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，錐面鏈輪和傳動鏈之間需要很高的接觸壓力，接觸壓力通過調(diào)節(jié)壓力缸內(nèi)的油壓產(chǎn)生。壓力缸表面積很大，能夠在低壓時提供所需的接觸壓力。液壓系統(tǒng)泄壓時，主動鏈輪膜片彈簧和從動鏈輪的螺旋彈簧產(chǎn)生一個額定的傳動鏈條基礎張緊力(接觸壓力)。在卸壓狀態(tài)下，速比變換器起動傳動比由從動鏈輪的螺旋彈簧彈力調(diào)整。 圖4-96 速比變換器的組成 1-轉(zhuǎn)矩傳感器 2、8-壓力缸 3-膜片彈簧 4-錐面鏈輪1 5-鏈輪裝置1 6、11-分離缸 7-螺旋彈簧 9-錐面鏈輪2 10-鏈輪裝置2 1) 換檔控制 a．電子控制部分 奧迪01J CVT的電子控制單元有一動態(tài)控制程序(DRP)，用于計算額定的變速器輸入轉(zhuǎn)速。為了在每個駕駛狀態(tài)下獲得最佳傳動比，駕駛員輸入信息和車輛實際工作狀態(tài)要被計算在內(nèi)。根據(jù)邊界條件動態(tài)控制程序(DRP)計算出變速器額定輸入轉(zhuǎn)速。變速器輸入轉(zhuǎn)速傳感器G182監(jiān)測主動鏈輪1處的實際轉(zhuǎn)速。電子控制單元會根據(jù)實際值與設定值進行比較，并計算出壓力調(diào)節(jié)電磁閥N216的控制電流，這樣N216就會產(chǎn)生液壓換擋閥的控制壓力，該壓力與控制電流幾乎是成正比的。控制單元通過檢查來自變速器輸入轉(zhuǎn)速傳感器G182和變速器輸出轉(zhuǎn)速傳感器G195及發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號來實現(xiàn)對換擋的監(jiān)控。 b．液力換擋控制(增速與降速) 液壓控制單元中的輸導控制閥(VSTV)向換擋壓力調(diào)節(jié)電磁閥N216提供一個約0．5MPa的常壓。N216根據(jù)電子控制單元計算的控制電流產(chǎn)生控制壓力，該壓力的大小會影響減壓閥UV的位置。 根據(jù)控制壓力，減壓閥UV將調(diào)節(jié)出來的壓力傳遞到主動鏈輪和從動鏈輪的分離缸。當調(diào)節(jié)壓力在0.18~0.2MPa之間時，減壓閥UV處于關閉狀態(tài)。當控制壓力低于0.18MPa時，調(diào)節(jié)壓力通過減壓閥UV傳遞到主動鏈輪1的分離缸，同時從動鏈輪的分離缸與油底殼接通，速比變換器朝增速的方向進行變速，如圖4-97所示。 圖4-97 速比變換器增速的控制 當調(diào)節(jié)壓力高于0.22MPa時，調(diào)節(jié)壓力通過減壓閥傳遞到從動鏈輪2的分離缸，同時主動鏈輪1的分離缸與油底殼相通，速比變換器朝減速的方向變速，如圖4-98所示。 圖4-98 速比變換器減速的控制 2) 接觸壓力控制 壓力缸中合適的油壓最終產(chǎn)生錐面鏈輪與鏈條之間的接觸壓力，若接觸壓力過高會降低傳動效率；相反，若接觸壓力過低，傳動鏈會打滑，這將損壞傳動鏈和鏈輪。轉(zhuǎn)矩傳感器的目的就是根據(jù)要求建立起盡可能精確、安全的接觸壓力。 轉(zhuǎn)矩傳感器集成于主動鏈輪1內(nèi)，靜態(tài)和動態(tài)高精確度地監(jiān)控傳遞到壓力缸的實際轉(zhuǎn)矩，并建立壓力缸的正確油壓。轉(zhuǎn)矩傳感器主要部件為2個滑軌架，每個支架有7個滑軌，滑軌中裝有7個滾子，如圖4-99所示。 圖4-99 轉(zhuǎn)矩傳感器的組成 滑軌架1裝在主動鏈輪1的輸出齒輪中(輔助減速輸出齒輪)，滑軌架2通過內(nèi)花鍵與主動鏈輪1連接，并可以軸向移動且由轉(zhuǎn)矩傳感器活塞支撐。轉(zhuǎn)矩傳感器活塞調(diào)整接觸壓力，并形成2個壓力腔：轉(zhuǎn)矩傳感器腔1和腔2。轉(zhuǎn)矩傳感器產(chǎn)生的軸向力作為控制力，與發(fā)動機轉(zhuǎn)矩成正比，壓力缸中建立起來的壓力與控制力成正比。轉(zhuǎn)矩傳感器支架彼此間可徑向旋轉(zhuǎn)，將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為軸向力(因滾子和滑軌的幾何關系)，此軸向力施加于滑軌支架2，并移動轉(zhuǎn)矩傳感器控制凸緣關閉或打開轉(zhuǎn)矩傳感器腔輸出端，如圖4-100所示。 圖4-100 轉(zhuǎn)矩傳感器的工作原理 a．輸入轉(zhuǎn)矩低時 轉(zhuǎn)矩傳感器腔1直接與壓力缸相通。發(fā)動機轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的軸向力與壓力缸內(nèi)的壓力達到平衡。在汽車穩(wěn)定運行的情況下，出油孔只部分關閉，打開排油孔(轉(zhuǎn)矩傳感器)后壓力下降，出油孔進油壓力降低，直至恢復壓力平衡，如圖4-101所示。 圖4-101 低轉(zhuǎn)矩時的控制 b．輸入轉(zhuǎn)矩高時 轉(zhuǎn)矩達到峰值時，控制凸緣完全關閉出油孔。若轉(zhuǎn)矩傳感器進一步移動，將會起到油泵作用，此時被排出的油使壓力缸內(nèi)的壓力迅速上升，這樣就會毫無延遲地調(diào)整接觸壓力。錐面鏈輪產(chǎn)生的接觸壓力不僅取決于輸入扭矩，還取決于傳動鏈跨度半徑，此二者確定了速比變換器的實際傳動比，如圖4-102所示。 圖4-102 高轉(zhuǎn)矩時的控制 4．液壓控制系統(tǒng) CVT的液壓控制系統(tǒng)也像自動變速器的液壓控制系統(tǒng)一樣，擔負著系統(tǒng)油壓的控制、油路的轉(zhuǎn)換控制、用油元件的供油以及冷卻控制等。 1) 供油裝置 奧迪01J CVT的供油裝置采用的是帶月牙形密封的內(nèi)嚙合齒輪泵，直接裝在液壓控制單元上，形成一個整體，減少了壓力損失。 2) 液壓控制單元 液壓控制單元由手動換檔閥、9個液壓閥和3個電磁控制閥組成。液壓控制單元和電子控制單元直接插接在一起，液壓控制單元應完成下述功能： a．前進檔離合器/倒檔制動器； b．調(diào)節(jié)離合器壓力； c．冷卻離合器； d．為接觸壓力控制提供壓力油； e．傳動控制； f．為飛濺潤滑油罩蓋供油。 液壓控制系統(tǒng)的油路圖如圖4-103所示。為防止系統(tǒng)工作壓力過高，限壓閥將油泵產(chǎn)生的最高壓力限制在0.82MPa，并通過輸導控制閥向三個壓力調(diào)節(jié)電磁閥提供一個恒定的0.5MPa的輸導控制壓力。壓力閥防止起動時油泵吸入空氣，當油泵輸出功率高時，壓力閥打開，允許ATF油從回油管流到油泵吸入廁，提高油泵效率。施壓閥控制系統(tǒng)壓力，在各種工況下都始終能夠提供足夠的油壓。電磁閥N88、N215和N216在設計上稱為壓力控制閥，它們將控制電流轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳囊簤嚎刂茐毫Α? 圖4-103 液壓控制系統(tǒng)的油路圖 5．電子控制系統(tǒng) 奧迪01J CVT的電子控制系統(tǒng)由電子控制單元、輸入裝置（傳感器、開關）和輸出裝置（電磁閥）三部分組成。其特點是電子控制單元集成在速比變換器內(nèi)，控制單元直接用螺栓緊固在液壓控制單元上。3個壓力調(diào)節(jié)閥與控制單元間直接通過堅固的插頭連接(S形接頭)，沒有連接線。控制單元用一個25針腳的小型插頭與汽車相連。電控系統(tǒng)更具特點的是集成在控制單元內(nèi)的傳感器技術(shù)：電器部件的底座為一個堅硬的鋁板，殼體材料為塑料，并用鉚釘緊固到底座上。殼體容納全部的傳感器，因此不再需要線束和插頭。這種結(jié)構(gòu)大大提高了工作效率和可靠性。另外將發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器和多功能開關設計成霍爾傳感器，霍爾傳感器沒有機械磨損，信號不受電磁干擾，這使其可靠性進一步提高。傳感器為控制單元的集成部件，若某個傳感器損壞，必須更換電子控制單元。如圖4-104所示為電子控制系統(tǒng)的組成。 圖4-104 電子控制系統(tǒng)的組成 題 目 轎車用無級自動變速器速比 變換器的設計 任務書 學生姓名 學 號 教師姓名 職 稱 題目 轎車用無級自動變速器速比變換器的設計 主要研 究內(nèi)容 1. 主要設計參數(shù)的計算； 2. 總體方案設計； 3. 總裝配圖的設計； 4. 部件圖的設計； 5. 零件圖的設計。 研究與 設計方法 1.通過對市場和用戶的調(diào)查研究(實地調(diào)查、電話查詢),科學預測國內(nèi)外產(chǎn)品的發(fā) 展動態(tài)并進行水平對比,尋求新的開發(fā)方向和目標，寫出調(diào)研報告。 2.技術(shù)調(diào)查。首先查閱資料,包括在圖書館查閱資料、購書中心查閱資料、上網(wǎng)查 閱資料、借閱類似設備的設計資料。在獲得一定的資料后，通過分析、對比，寫 出開題報告。 3.設計方案的論證。首先提出兩到三種設計方案，通過分析、比較確定一種設計 方案，該方案要結(jié)合實際生產(chǎn)情況盡量采用新技術(shù)，新措施。 4.運用所學到的知識對主要設計參數(shù)進行計算,依據(jù)計算結(jié)果進行具體設計,再對 設計進行理論驗算。 5.繪制相關圖紙,并完成畢業(yè)設計的其它工作。 主要技術(shù)指標（或究目標） 1. 能滿足配套轎車用。 2.能夠符合國家節(jié)能環(huán)保的的要求，符合國情的發(fā)展需求。 3.轎車最大轉(zhuǎn)矩170 N·m ,轉(zhuǎn)速為最大6000r/min. 主要參 考文獻 [1] 劉惟信.汽車設計.北京：清華大學出版社，2001：158～200 [2] 張洪欣.汽車設計.北京：機械工業(yè)出版社，1981：106～126 [3] 陳家瑞.汽車構(gòu)造.第二版.北京：機械工業(yè)出版社，2005：40～61 [4] 張文春.汽車理論.北京：機械工業(yè)出版社，2005：70～83 [5] 彭文生，張志明，黃華梁.機械設計.北京：高等教育出版社，2002：96～138 [6] 董寶承.汽車底盤.北京：機械工業(yè)出版社，2004：32～81 [7] 陳煥江，徐雙應.交通運輸專業(yè)英語.北京：機械工業(yè)出版社，2002：20～30 [8] 劉鴻文.簡明材料力學.北京：高等教育出版社，1997：254～259 [9] Hrovat Davor,Cunningham Ralph,Lazarevski Pe- ter,et al. Temperature dependent trigger control for a traction control system .US,7266437[P]. 2007-09-04 [10] Koibuchi Ken. Traction control system of vehicles combining feedback control with feedforward con- trol .US,6584399[P]. 2003-06-24 開題報告 題目名稱 轎車用無級自動變速器速比變換器的設計 學生姓名 專業(yè) 班級 一、選題的目的意義 眾所周知，汽車最重要的三個組成部分為發(fā)動機、變速器以及底盤。變速器的功能為完善汽車的傳動系統(tǒng)，在人們追求速度感、舒適性、節(jié)能環(huán)保方面時變速器起著至關重要的作用。隨著社會的進步．人們追求生活的水平在不斷提高，汽車消費者不再只是男性，女性對汽車的需求在消費者中所占的比例正逐漸攀升，女性與男性對汽車的要求卻有著許多不同之處，因而汽車的特點也正逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槟軡M足一定動力性的前提條件下，汽車的操作更加簡便、乘坐舒適性更好，同時環(huán)保性也將更好。 無級變速器的優(yōu)點有：1）無級變速器沒有傳統(tǒng)變速箱的傳動齒輪．因而也就沒有了傳統(tǒng)變速箱的換擋級跳躍的過程．因此無級變速器轎車在換擋過程中的換擋頓挫感也就消失了。無級變速器變速箱的動力輸出的線性使駕駛者在實際駕駛無級變速器車時將會感覺到非常平順的動力輸出，這一點同樣也能很好地滿足現(xiàn)今消費者對汽車乘坐舒適性的要求。2)無級變速器在傳動系統(tǒng)理論上的擋位可以無限多，擋位的設定也更為自由，具體可由主、從動帶輪的大小而決定。汽車在行駛的過程中控制單元就能根據(jù)傳感器對不同的路況的反饋來調(diào)整變速器及時的做出適應路面的傳動比，從而使轎車時刻處于最佳動力輸出最佳耗油的狀態(tài)。3)無級變速器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較簡單，無級變速器零部件數(shù)目(約200個)比液力自動變速器(約500個)少了近300個，這就使無級變速器的整體重量較小，從而制造成本也較小，當然轎車的整車重量也相應的減小，在整車重量下降時汽車的耗油將會降低，加速度將會更大。4)無級變速器使汽車具有較好的后備功率，汽車的后備功率往往決定著汽車的爬坡能力與汽車的加速能力．由于無級變速器的無極特性因而能夠使汽車獲得后備功率最大的傳動比。加速性能較好的汽車在行駛時想超車就能夠快速地超過其它車輛，同時在市區(qū)交通擁堵的情況下能夠更好的起步。然而傳統(tǒng)的手動變速器卻難以同時滿足以上要求，而搭載理想狀態(tài)下的無極變速器汽車將能同時實現(xiàn)這些特點。 二、國內(nèi)外研究綜述 近幾年來隨著科技的不斷進步、新材料的不斷進步以及加工技術(shù)的不斷提高，無級變速器正朝著以下幾個方面發(fā)展?？刂葡到y(tǒng)方面：通過改進現(xiàn)有的控制系統(tǒng)的控制精度從而使對離合器的控制、速比的控制與夾緊力的控制更加符合轎車在不同路況下的動力需求。動力的需求控制是一部優(yōu)質(zhì)無級變速器的先決條件。結(jié)構(gòu)方面：在現(xiàn)有無級變速器的結(jié)構(gòu)基礎上使用新型材料使變速器更加輕巧，以及對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化在可靠性不降低的情況下使其更加緊湊。對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進使汽車在出現(xiàn)故障時鋼帶不會出現(xiàn)鎖死的現(xiàn)象從而能夠用拖動的辦法拖動汽車。性能方面：通過對鋼帶與傳感器的改進使無級變速器能夠普遍應用于大排量的汽車，無級變速器的傳動效率也因摩擦損失的能量減少從而有所提高。同時無級變速器與其匹配的發(fā)動機相結(jié)合也將能獲得更好的節(jié)油性、舒適性與操控性。自從1997年無級變速器項目被列為國家科技攻關的課題以來，在這13年間無級變速器都沒能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化與產(chǎn)量化，但隨著國內(nèi)對無級變速器的重視，在2010年4月17日國內(nèi)首款自主研發(fā)的無級變速器在奇瑞生產(chǎn)下線，這也填補了國內(nèi)在自動變速器這方面的空白。同時通過國內(nèi)對國外的技術(shù)引進，以及不斷的創(chuàng)新的科研工作相信實現(xiàn)無級變速器的產(chǎn)業(yè)化將在未來數(shù)年內(nèi)實現(xiàn)。 三、畢業(yè)設計（論文）所用的方法 1.通過對市場和用戶的調(diào)查研究(實地調(diào)查、電話查詢),科學預測國內(nèi)外產(chǎn)品的發(fā) 展動態(tài)并進行水平對比,尋求新的開發(fā)方向和目標，寫出調(diào)研報告。 2.技術(shù)調(diào)查。首先查閱資料,包括在圖書館查閱資料、購書中心查閱資料、上網(wǎng)查 閱資料、借閱類似設備的設計資料。在獲得一定的資料后，通過分析、對比，寫 出開題報告。 3.設計方案的論證。首先提出兩到三種設計方案，通過分析、比較確定一種設計 方案，該方案要結(jié)合實際生產(chǎn)情況盡量采用新技術(shù)，新措施。 4.運用所學到的知識對主要設計參數(shù)進行計算,依據(jù)計算結(jié)果進行具體設計,再對 設計進行理論驗算。 5.繪制相關圖紙,并完成畢業(yè)設計的其它工作。 四、主要參考文獻與資料獲得情況 [1] 劉惟信.汽車設計.北京：清華大學出版社，2001：158～200 [2] 張洪欣.汽車設計.北京：機械工業(yè)出版社，1981：106～126 [3] 陳家瑞.汽車構(gòu)造.第二版.北京：機械工業(yè)出版社，2005：40～61 [4] 張文春.汽車理論.北京：機械工業(yè)出版社，2005：70～83 [5] 彭文生，張志明，黃華梁.機械設計.北京：高等教育出版社，2002：96～138 [6] 董寶承.汽車底盤.北京：機械工業(yè)出版社，2004：32～81 [7] 陳煥江，徐雙應.交通運輸專業(yè)英語.北京：機械工業(yè)出版社，2002：20～30 [8] 劉鴻文.簡明材料力學.北京：高等教育出版社，1997：254～259 [9] Hrovat Davor,Cunningham Ralph,Lazarevski Pe- ter,et al. Temperature dependent trigger control for a traction control system .US,7266437[P]. 2007-09-04 [10]Irie Yoshiaki,Taniguchi Masahiko. Vehicle traction control system and method .US,6497298[P]. 2002-12-24 [11] Koibuchi Ken. Traction control system of vehicles combining feedback control with feedforward con- trol .US,6584399[P]. 2003-06-24 [12] KAZUMICHI L TAKAO KAZUMASA T，et a1．Toyota’s new belt—drive continuously variable transaxle for 1．3-liter FWD cars[G]． SAEPaper,2006—1305． [13] THEO H，MAARTEN S，ROELL et a1．Design of CVT-based hybrid passenger cars[J]．IEEE Transactions on Vehicular Technology，2009，58(2)：572—587． [14] ANTONIO R，PAOLO B．CRISTIANA D．Design，construction and experimental testing of a high eficiency continuously variable transmission[G]．SAE Paper，2009—1542． [15] D1PAK P．cVT cyber bulletin board study[G]．SAE Paper， 2006—13l1． [16] VOLKER W. Drivability and control aspects of vehicles with contimuously variable transmissions[D]．Bath：University of Bath， 2001． 五、指導教師審批意見 該選題符合目前我國國民經(jīng)濟發(fā)展的趨勢,具有一定的現(xiàn)實意義。獲得的參考文獻 與資料的途徑較多，獲得的參考文獻與參考資料較豐富。畢業(yè)設計所用的方法較先進， 因此，同意該同學的畢業(yè)設計進入下一階段的工作。 無級變速器 無級變速器是一種通過無限的齒輪傳動比使速度在最大速度和最小速度之間可以無限改變的傳動裝置。這與其它提供固定的齒輪傳動比的機械傳動裝置相對比，無級變速器的靈活性允許輸入軸在一系列輸出速度下保持恒定的角速度。 無級變速器比其它傳動裝置可以提供更好的燃油經(jīng)濟性，使發(fā)動機在一系列車速下運轉(zhuǎn)在最高效的轉(zhuǎn)速(RPM)。它也可以被用來構(gòu)建一個動能回收系統(tǒng)。并且它可以使車輛的性能最大化，通過允許發(fā)動機運轉(zhuǎn)在可以產(chǎn)生峰值功率的轉(zhuǎn)速處。這通常高于達到高效率的轉(zhuǎn)速。 最后，一個無級變速器不嚴格要求存在離合器，可以沒有離合器。雖然在一些車輛中，一個離心離合器是附加的，然而在摩托車上這僅僅提供一個空擋的位置（用于空轉(zhuǎn)或進入停車位置手動換向時）。 變速器的原理 許多家用和花園用的小型拖拉機采用簡單的橡膠帶無級變速器。例如,約翰迪爾鱷魚線的小型多功能車采用錐形滑輪帶系統(tǒng)。它們可以提供大量的動力,速度可以達到10 - 15英里(24公里/小時),所有這些都不需要離合器或換檔。幾乎所有的摩托雪橇、舊的和新的小型機車都使用橡膠帶或可變皮帶輪類型的無級變速器。 一些聯(lián)合收割機采用無級變速器。無級變速器允許聯(lián)合收割機前進速度的調(diào)整獨立于發(fā)動機的速度。這允許駕駛員減速或加速來適應變化的農(nóng)作物的厚度。 無級變速器1950年應用于飛機電力系統(tǒng)，1970年應用于美國跑車俱樂部（SCCA）方程式500賽車。無級變速器被禁止用于方程式1是因為擔心如果高額資金團隊制造出一個可行的F1無級變速器，他們將會主導比賽。配有Tomcar 的越野車也利用了無級變速器系統(tǒng)。 一些鉆床和銑床包含有一個皮帶輪的無級變速器，無級變速器的輸出軸有一對通過一個寬的傳動帶從電動機回路的手動可調(diào)錐形齒輪部分。然而，電動機上的帶輪通常有固定的直徑，或者可能有一系列在允許選擇的速度范圍內(nèi)的給定的直徑。鉆床上的手輪，標有一個對應于要求的機器速度的標尺，安裝在一個減速齒輪裝置系統(tǒng)上，方便操作員精確控制滑輪部分之間的寬度。這個間隙寬度從而調(diào)整固定皮帶輪和電機輸出軸的變量皮帶輪之間的齒輪傳動比，改變卡盤的速度。張緊輪實現(xiàn)了速度改變時皮帶傳動的張緊或松弛。在大多數(shù)情況下隨著電機的運行速度必須改變。 無級變速器應該有別于功率均衡傳動裝置（PSTs），適用于新的混合動力汽車，比如豐田普銳斯,漢蘭達和凱美瑞,日產(chǎn)阿蒂瑪,新模型福特混合動力suv。無級變速技術(shù)只有一個原動力輸入，有多個輸出速度和輸出轉(zhuǎn)矩；然而PSTs技術(shù)使用兩個原動機輸入，按不同的比例提供輸出速度和動力。這些傳動裝置在根本上是不同的。然而三菱藍瑟,Proton蓮花,本田Insight,本田飛度,本田CR- Z混合動力車,日產(chǎn)騏達/頤達(只有SL模型)、日產(chǎn)Cube,Juke,日產(chǎn)森特拉,阿蒂瑪,千里馬,Rogue ,奇駿, Murano , Micra , 本田Capa , 本田Civic HX, Jeep Patriot 和Compass , 和Subaru Impreza , Legacy 和傲虎提供無級變速。 類型 豐田超級無級變速器 可變直徑的帶輪或里維斯驅(qū)動 在這個最常見的無級變速系統(tǒng)中，有兩個V帶輪被分開，垂直于它們旋轉(zhuǎn)的軸線，在它們之間通過一個V帶運轉(zhuǎn)。齒輪傳動比隨著兩個捆在一起的皮帶輪的距離得改變而改變。由于V形帶的截面，使得帶比其中一個輪高，比其他的低。通過改變滑輪的有效直徑，進而改變整體的齒輪傳動比。兩個帶輪之間的距離并沒有改變，帶的長度也沒有改變，齒輪傳動比的改變意味著兩個帶輪必須調(diào)整（一個較大，另一個較?。?，同時在帶輪上保持適當?shù)膹埩Α? V形帶在帶輪的軸向上要有較大的穩(wěn)定性，為了使帶輪滑動時只做短的徑向運動。這可以通過鏈傳動完成而不需要通過帶傳動。為了帶動帶輪，帶的一側(cè)必須受到推力。這只能通過鏈傳動來完成。鏈有圓錐面，這完全適應于齒輪如果帶運轉(zhuǎn)在最大的直徑。隨著帶與帶輪的嚙合，接觸面積變小。接觸面積與組成部分的數(shù)量成正比，因此鏈有許多非常小的組成部分。組成部分的形狀受靜止的圓柱的控制。帶輪的徑向厚度是最大傳動比和轉(zhuǎn)矩的平衡。出于同樣的原因，帶輪之間的軸向厚度應盡可能的薄。潤滑油被應用于帶輪中。它應該足夠的厚，這樣帶輪和皮帶之間不會接觸，并且它應該薄一些為了防止在每個部件都浸入了潤滑油之后浪費動力。此外，鏈的組成部分穩(wěn)定大約12個鋼帶。每個鋼帶很薄以至于可以輕易彎曲。如果它彎曲了，在它的側(cè)面有一個很好的錐形面。在堆疊的帶中，每個帶對應一個稍微不同的傳動比，從而避開對方，它們之間還需要潤滑油。最外層的帶通過穩(wěn)定鏈滑動，中心帶可以用作鏈連接。 日產(chǎn)汽車Extroid的無級變速器 環(huán)形或滾子型的無級變速器（Extroid無級變速器） 環(huán)形無級變速器是由盤和滾輪組成的，通過盤傳遞動力。盤可以被認為是兩個錐形零件，側(cè)面相對，這樣兩部分可以填補圓環(huán)的中間孔。一個盤是輸入，另一個盤是輸出。在盤之間是滾輪，可以改變傳動比，從一面到另一面?zhèn)鬟f動力。當滾輪的軸線垂直于錐形零件的軸線時，它接觸在同一直徑附近圓錐位置,傳動比為1:1.滾子可以沿著錐形零件的軸線移動，改變角度來保持必要的聯(lián)系。這將導致滾子和錐形零件的接觸是多邊和不同的直徑位置，傳動比是別的而不是1:1.系統(tǒng)可能是部分或全部環(huán)形。全部環(huán)形系統(tǒng)是最有效的設計然而部分環(huán)形系統(tǒng)需要一個轉(zhuǎn)矩變換器并且因此降低效率。 一些環(huán)形系統(tǒng)也可以用作無級變速，在無級變速器中推力的方向也可以改變。 電磁式無級變速器 2006年連續(xù)變化的磁力傳遞系統(tǒng)在謝菲爾德大學被開發(fā)出來，并且在此以后進入商業(yè)化。電磁式無級變速器是一個通過電力控制傳動比的電磁變量傳動裝置?？梢宰鳛橐粋€功率分流裝置，通過輸入輸出電力變速途徑匹配一個從原動機到可變載荷的固定輸入速度。電磁無級變速器作為并聯(lián)混合動力汽車的一種高效的功率分流混合裝置使人們很感興趣，在可再生能源、船舶推進和工業(yè)傳動領域的應用有很大的潛力。磁力無級變速器不能提供比相同尺寸的電機更大的轉(zhuǎn)矩，所以它不能代替機械傳動。 無級變速傳動裝置 無級變速傳動裝置是一種特定的無級變速器，輸出速度和輸入速度之間的比率范圍包括零，可以不斷地接近定義的更高比率。零輸出速度（低速檔）與有限的輸入速度意味著無限大的傳動比，用一個無級變速傳動裝置可以從一個給定的有限值不斷地接近。低速檔是指輸出速度與輸入速度的比值低。這種低比率是無級變速傳動裝置的極端表現(xiàn)導致空擋或非駕駛低裝置限制，輸出速度為零。和普通汽車上的變速器不同的是，無級變速傳動裝置的輸出可能被阻止，因為逆驅(qū)動（反向操作）的傳動比可能是無限的，導致過高的逆驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，盡管離合器輸出可自由旋轉(zhuǎn)前進。 無級變速傳動裝置可以追溯到1930年代之前，最初的設計是將旋轉(zhuǎn)運動、擺動運動和回旋轉(zhuǎn)運動用在滾子離合器上。中間振蕩的行程是可調(diào)的，軸的輸出速度是變化的。這種最初的設計在今天仍然制造，在這里可以找到無級變速傳動裝置的示例和動畫。保羅·皮雷設計了一個更緊湊（徑向?qū)ΨQ）變化，使用一個棘輪機構(gòu)代替滾子離合器，所以它不需要摩擦驅(qū)動輸出。在這里可以找到關于這種變化的文章和描寫。 大多數(shù)無級變速傳動裝置是無級變速器與行星齒輪系統(tǒng)（也稱為一個行星齒輪系統(tǒng)）組成的，使無級變速傳動裝置的輸出軸轉(zhuǎn)速等于無級傳動系統(tǒng)中其他兩個速度之差。這種配置使它的無級變速器作為行星齒輪系統(tǒng)中三個轉(zhuǎn)子中任一個的連續(xù)變量調(diào)節(jié)器。如果行星齒輪系統(tǒng)中兩個轉(zhuǎn)子速度是連續(xù)變量調(diào)節(jié)器的輸出和輸入速度時，連續(xù)調(diào)節(jié)變量的這種設置使無級傳動裝置的輸出速度為零。在不影響零輸出或整個系統(tǒng)的連續(xù)性時，最大輸出、輸入比可以通過選擇附加的輸入/輸出齒輪，皮帶輪或鏈輪尺寸。無級傳動裝置一直在工作，盡管在它的零輸出調(diào)節(jié)中。 無級變速傳動裝置比其他作為首選工作范圍的無級變速器可以提供更好的效率，因為大部分動力是通過行星齒輪系統(tǒng)而不是控制連續(xù)變速調(diào)節(jié)器。轉(zhuǎn)矩傳遞能力也可以增加。還可以進一步增加階段性的動力分流、扭矩傳輸能力和更好的維護大范圍傳動比的效率。 一個實際的無級傳動裝置的例子是Hydristor，因為連接到引擎的前面裝置可以從零到27立方英寸（440立方厘米）每轉(zhuǎn)前進和從零到-16立方英寸（-164立方厘米）每轉(zhuǎn)后退。后面的裝置能（1230立方厘米）從零到75立方英寸每轉(zhuǎn)。然而這種設計能否進入生產(chǎn)還有待觀察。無級變速傳動裝置的另一個例子是Torotrak，最近被投入生產(chǎn)和持續(xù)的商業(yè)發(fā)展。 棘輪無級變速器 棘輪無級變速器是依靠靜摩擦和基于一系列在驅(qū)動系統(tǒng)和從動系統(tǒng)工作和不工作的裝置的傳動裝置，通常使用振蕩或索引運動結(jié)合單向離合器或棘輪，糾正旋轉(zhuǎn)運動。傳動比調(diào)整是通過改變振蕩裝置里的連接幾何體，以便調(diào)整最大連接速度，即使平均連接速度保持不變。只有當離合器或棘輪工作時動力能從輸入軸傳到輸出軸，因此它被鎖定在一個靜摩擦狀態(tài)，驅(qū)動和從動旋轉(zhuǎn)表面旋轉(zhuǎn)瞬間沒有滑脫。 這些無級變速器可以傳遞很大的轉(zhuǎn)矩，因為它的靜摩擦增加了相對轉(zhuǎn)矩的吞吐率，所以在合適的設計系統(tǒng)中滑脫是不可能的。效率是很高的，因為大部分的動摩擦是由于輕微傳動離合器的速度變化。棘輪無級變速器的缺點是需要加快傳動速度引起的振動，它可以取代先前操作和減速、動力傳輸元件。 棘輪無級變速器區(qū)別于VDPs和滾子靜摩擦的無級變速裝置，是相對于動摩擦的設備，通過滑移表面的扭曲浪費了大量的能量。棘輪無級變速器的一個例子是在美國5516132專利保護下的自行車傳動裝置，強大的蹬車轉(zhuǎn)矩引起這種機制來影響這種彈性，使環(huán)齒輪/鏈輪同心裝配，降低齒輪的位置。當?shù)跑囖D(zhuǎn)矩降低到較低水平，傳動裝置自我調(diào)整到更高的齒輪，伴隨著傳輸振動的增加。 靜壓無級變速器 日本坦克10使用靜壓機械變速器 靜壓變速器使用一個變量泵和液壓馬達。所有的動力是通過液壓流體傳動。這種類型可以傳遞更大的扭矩，但更容易產(chǎn)生污染。一些設計也是非常昂貴。然而，它們的優(yōu)勢是，液壓馬達可以直接安裝在輪轂上，允許更靈活的懸架系統(tǒng)和消除驅(qū)動軸和部件之間摩擦產(chǎn)生的效率損失。這種類型的傳動使用相對容易，因為所有的正向和反向速度可以使用一個控制桿。 一個集成液壓變速驅(qū)動橋的液壓元件和齒輪減速元件共用一個殼體。這種類型的傳動已經(jīng)被有效地用在各種昂貴和便宜的割草機和花園拖拉機。 最近流行在消費者間的一種割草機是零轉(zhuǎn)彎半徑割草機。這種割草機由安裝在輪轂上的無級變速泵和液壓馬達驅(qū)動，但是這種設計相對昂貴。 一些重型設備也可能由靜壓傳動裝置驅(qū)動，像農(nóng)用機械包括種植、聯(lián)合收割機和拖拉機?？ㄌ乇死展局圃斓母鞣N重型運土設備，像緊湊和小型裝載機、追蹤型裝載機和拖拉機、打滑引導裝入器和瀝青夯實機也使用液壓傳動。靜壓無級變速器通常不用于高轉(zhuǎn)矩長時間運轉(zhuǎn) 的場合，因為壓力油流動產(chǎn)生的熱量大。 本田dn 01車是第一種使用靜夜壓傳動的在公路上行駛的車，它使用了一個可變排量軸向活塞泵和一個可變角度擋板。 艾科公司已經(jīng)在農(nóng)用設備上使用了液壓無級變速傳動。在前進行程中，靜壓和機械傳動的傳動動力通過行星齒輪傳到輸出軸上。在相反方向上動力傳遞完全是通過液壓。 Naudic增量無級變速器 這是一個在*[2]上廣告的鏈傳動系統(tǒng)，盡管增量無級變速器工作，但它有以下缺點： 高摩擦損失 增量無級變速器的皮帶輪變速器用兩個帶輪鎖死的。一個鏈輪是定位在增量無級變速器張緊鏈的一面。因此在鏈輪上有一個很大的載荷，大小與鏈的張緊成比例。每一個鏈輪被兩個鏈牽引，一個向左，一個向右；如果兩個鏈段相互平行，那么在鏈輪上的載荷是鏈上張力的2倍。但是在增量無級變速器工作期間，兩個鏈不可能平行，據(jù)估計，鏈輪上的載荷是鏈上張力的1到1.8倍之間。 同樣，一個鏈輪是非常小的，這樣它的力矩臂也很小。一個較大的力矩臂較低了鏈輪轉(zhuǎn)動需要的力。例如，用一個有大的力矩臂的長扳手比一個有很小力矩臂的短扳手擰開螺母需要的力小。假設鏈輪的直徑是它的軸的直徑的兩倍，這是一個大膽的估計，作用在外徑上的摩擦阻力是作用在軸上的一半。 沖擊和持久性 增量變速器的傳動比的改變少于變速器齒輪一次完整旋轉(zhuǎn)的增量。這意味著用橡膠制成的皮帶輪的傳動直徑，必須從一個有完整齒輪數(shù)目的圓周的直徑到另一個有完整齒輪數(shù)目的圓周的直徑；像改變傳動輪的直徑從有7個齒的圓周的直徑到有8個齒的圓周的直徑。這是因為如果變速器齒輪的傳動直徑如果沒有完整齒輪數(shù)目的圓周長度時，比如7.5個齒的圓周長度，在變速器的輪和鏈之間會發(fā)生不當?shù)慕佑|。假設自行車的帶輪有7.5個齒，當在0.5個齒間隙后面的齒與鏈接觸時，變速器的輪與鏈之間發(fā)生不當?shù)慕佑|，因為它相對于鏈落后了0.5個齒距。 增量無級變速器的鏈在鏈輪上形成一個開環(huán)，它只能部分與鏈輪嚙合，這樣就存在一個不能被鏈覆蓋的開環(huán)部分。這類似于自行車的鏈輪，有一部分鏈輪被鏈覆蓋，一部分鏈輪沒有被鏈覆蓋。在一個完整的循環(huán)中，增量無級變速器的變速器輪的齒形部分給過開放部分和工作部分與鏈嚙合。如果變速器的鏈輪的傳動直徑不能均布整數(shù)齒，變速器齒輪和鏈之間會發(fā)生不當?shù)膰Ш?。在鏈循環(huán)中，當變速器鏈輪的齒形部分正與開環(huán)部分嚙合時，傳動直徑不能改變。這就像粘在鏈循環(huán)開放部分的金屬板，不允許循環(huán)所需傳動直徑擴張或收縮。因此，變速器鏈輪傳動直徑改變的增量必須在一個范圍內(nèi)，變速器鏈輪轉(zhuǎn)動時從最初位置變速器鏈輪的齒形部分與鏈循環(huán)中開放部分嚙合并不是全部嚙合部分，到最終位置變速器鏈輪的齒形部分與鏈循環(huán)中開放部分和即將參與傳動的鏈嚙合。因為它需要少于一次完整的循環(huán)，從上一句中提到的從最初位置到最終位置，變速器鏈輪的傳動直徑不得不在少于一個完整循環(huán)中改變一個增量。 此外，隨著傳動直徑的增加，鏈在變速器皮帶輪間的斜度增加，鏈上的張力把鏈推向相反方向。因此，一個大于鏈條上的張力被需要來改變傳動直徑。由于傳動比在不到一個完整循環(huán)中改變，在很短的循環(huán)時間內(nèi)鏈輪上產(chǎn)生很大的力。如果變速器鏈輪轉(zhuǎn)速3000rpm，相當于每秒60轉(zhuǎn)，那么要求用來改變傳動比的力需要作用1秒。這和用錘砸東西類似。因此，當傳動直徑增加時，大的沖擊載荷作用在鏈輪上。這種沖擊可能引起駕駛使用增量無級變速器的汽車的舒適問題。增量無級變速器不得不考慮設計消除這些沖擊時，可能會增加成本和重量。 扭矩傳遞能力和可靠性 增量無級變速器的鏈輪齒是由一個輪的部分擴展到另一個輪部分并且在齒輪的凹槽里滑動的滾針組成。轉(zhuǎn)矩從鏈轉(zhuǎn)移到針，再從滾針到鏈輪。因為針是圓的，凹槽是彎曲的，針和凹槽間的線接觸用來使力從針到凹槽。兩部分之間傳遞力的大小取決于兩部分的接觸面積。針和凹槽之間的接觸面積很小，它們之間的力可以傳遞，因此增量無級變速器的最大轉(zhuǎn)矩是有限的。 另一個可能的問題是無級變速器鏈輪的滾針可能脫落當它不與鏈嚙合時，針的磨損和鏈輪上的凹槽可能會導致一些嚴重的性能和可靠性的問題。 錐形輪無級變速器 埃文斯摩擦錐，一種錐形輪無級變速器 一個錐形輪無級變速器使用一個或多個錐形輪改變有效齒輪傳動比。最簡單的錐形無級變速器、單錐形無級變速器用一個沿錐體斜度移動的輪，在窄的和寬的直徑的圓錐間產(chǎn)生改變。 更復雜的雙圓錐嚙合系統(tǒng)也是一種錐形輪無級變速器。 在有擺動錐輪的無級變速器中，轉(zhuǎn)矩通過摩擦從數(shù)量可變的錐輪(根據(jù)傳遞的扭矩大小)到筒狀輪轂。輪轂側(cè)表面有特定曲率半徑的凸起，曲率半徑小于錐輪凹面的曲率。在任何時候，這種方式（理論上）只有一個接觸點在錐輪和輪轂之間。 使用了這種新技術(shù)的Warko無級變速器，2007年12月3日到7日在柏林第六屆關于汽車變速器創(chuàng)新的國際研討會被CTI公司提出。 Warko的一個特定特點是缺少一個離合器：發(fā)動機總是與車輪相連接，后輪驅(qū)動是通過行星系統(tǒng)輸出獲得的。這個系統(tǒng)成為功率分流，使發(fā)動機有一個空擋：當發(fā)動機轉(zhuǎn)動（連接到行星系統(tǒng)的太陽輪上）時，變速器（即行星齒輪）將補償發(fā)動機轉(zhuǎn)動，所以最外環(huán)的齒輪（提供輸出）保持恒定。 徑向滾子無級變速器 這種無級變速器的原理類似于普通的油壓引擎，但是，不是壓縮油，而是壓縮鋼制滾軸。 這種在滾筒和轉(zhuǎn)子間的傳遞運動被合適的牽引流體輔助，它確保表面間的摩擦和降低其中的磨損。不像其他的系統(tǒng)，徑向滾筒不顯示沿轉(zhuǎn)子接觸線的切線方向的速度變化。 行星式無級變速器 在一個行星式無級變速器中，傳動比是用一個連續(xù)的方式通過傾斜球體的軸，提供不同的接觸半徑，進而驅(qū)動輸入和輸出剎車盤。這種系統(tǒng)可以有多個“行星”通過多種途徑傳遞轉(zhuǎn)矩。一個在商業(yè)上實現(xiàn)的行星式無級變速器是NuVinci無級變速器。 Continuously variable transmission A continuously variable transmission (CVT) is a transmission that can change steplessly through an infinite number of effective gear ratios between maximum and minimum values. This contrasts with other mechanical transmissions that offer a fixed number of gear ratios. The flexibility of a CVT allows the input shaft to maintain a constant angular velocity over a range of output velocities. CVT can provide better fuel economy than other transmissions by enabling the engine to run at its most efficient revolutions per minute (RPM) for a range of vehicle speeds. It can also be used to build a kinetic energy recovery system. Alternatively it can be used to maximize the performance of a vehicle by allowing the engine to turn at the RPM at which it produces peak power. This is typically higher than the RPM that achieves peak efficiency. Finally, a CVT does not strictly require the presence of a clutch, allowing the dismissal thereof. In some vehicles though (e.g. motorcycles), a centrifugal clutch is nevertheless added,[1] however this is only to provide a "neutral" stance on a motorcycle (useful when idling, or manually reversing into a parking space). Contents ?[show]? · 1 Uses · 2 Types o 2.1 Variable-diameter pulley (VDP) or Reeves drive o 2.2 Toroidal or roller-based CVT (Extroid CVT) o 2.3 Magnetic CVT or mCVT o 2.4 Infinitely Variable Transmission (IVT) o 2.5 Ratcheting CVT o 2.6 Hydrostatic CVTs o 2.7 Naudic Incremental CVT (iCVT) § 2.7.1 High frictional losses § 2.7.2 Shock and durability § 2.7.3 Torque transfer ability and reliability o 2.8 Cone CVTs o 2.9 Radial roller CVT o 2.10 Planetary CVT · 3 History · 4 See also · 5 Notes · 6 References [edit] Uses A Chain-driven CVT Principle of Variator Many small tractors for home and garden use have simple rubber belt CVTs. For example, the John Deere Gator line of small utility vehicles use a belt with a conical pulley system. They can deliver an abundance of power and can reach speeds of 10–15?mph (16–24?km/h), all without need for a clutch or shifting gears. Nearly all snowmobiles, old and new, and motorscooters use CVTs, typically the rubber belt/variable pulley variety. Some combine harvesters have CVTs. The CVT allows the forward speed of the combine to be adjusted independently of the engine speed. This allows the operator to slow or accelerate as needed to accommodate variations in thickness of the crop. CVTs have been used in aircraft electrical power generating systems since the 1950s and in Sports Car Club of America (SCCA) Formula 500 race cars since the early 1970s. CVTs were banned from Formula 1 in 1994 due to concerns that the best-funded teams would dominate if they managed to create a viable F1 CVT.[2] More recently, CVT systems have been developed for go-karts and have proven to increase performance and engine life expectancy. The Tomcar range of off-road vehicles also utilizes the CVT system. Some drill presses and milling machines contain a pulley-based CVT where the output shaft has a pair of manually adjustable conical pulley halves through which a wide drive belt from the motor loops. The pulley on the motor, however, is usually fixed in diameter, or may have a series of given-diameter steps to allow a selection of speed ranges. A handwheel on the drill press, marked with a scale corresponding to the desired machine speed, is mounted to a reduction gearing system for the operator to precisely control the width of the gap between the pulley halves. This gap width thus adjusts the gearing ratio between the motor's fixed pulley and the output shaft's variable pulley, changing speed of the chuck. A tensioner pulley is implemented in the belt transmission to take up or release the slack in the belt as the speed is altered. In most cases the speed must be changed with the motor running. CVTs should be distinguished from Power Sharing Transmissions (PSTs), as used in newer hybrid cars, such as the Toyota Prius, Highlander and Camry, the Nissan Altima, and newer-model Ford Escape Hybrid SUVs. CVT technology uses only one input from a prime mover, and delivers variable output speeds and torque; whereas PST technology uses two prime mover inputs, and varies the ratio of their contributions to output speed and power. These transmissions are fundamentally different. However the Mitsubishi Lancer, Proton Inspira, Honda Insight, Honda Fit, and Honda CR-Z hybrids, the Nissan Tiida/Versa (only the SL model), Nissan Cube, Juke, Sentra, Altima, Maxima, Rogue, X-Trail, Murano, Micra, Honda Capa, Honda Civic HX, Jeep Patriot and Compass, and Subaru Impreza, Legacy and Outback offer CVT. [edit] Types Toyota Super CVT - i [edit] Variable-diameter pulley (VDP) or Reeves drive In this most common CVT system,[3] there are two V-belt pulleys that are split perpendicular to their axes of rotation, with a V-belt running between them. The gear ratio is changed by moving the two sheaves of one pulley closer together and the two sheaves of the other pulley farther apart. Due to the V-shaped cross section of the belt, this causes the belt to ride higher on one pulley and lower on the other. Doing this changes the effective diameters of the pulleys, which in turn changes the overall gear ratio. The distance between the pulleys does not change, and neither does the length of the belt, so changing the gear ratio means both pulleys must be adjusted (one bigger, the other smaller) simultaneously in order to maintain the proper amount of tension on the belt. The V-belt needs to be very stiff in the pulley's axial direction in order to make only short radial movements while sliding in and out of the pulleys. This can be achieved by a chain and not by homogeneous rubber. aTo dive out of the pulleys one side of the belt must push. This again can be done only with a chain. Each element of the chain has conical sides, which perfectly fit to the pulley if the belt is running on the outermost radius. As the belt moves into the pulleys the contact area gets smaller. The contact area is proportional to the number of elements, thus the chain has lots of very small elements. The shape of the elements is governed by the static of a column. The pulley-radial thickness of the belt is a compromise between maximum gear ratio and torque. For the same reason the axis between the pulleys is as thin as possible. A film of lubricant is applied to the pulleys. It needs to be thick enough so that the pulley and the belt never touch and it must be thin in order not to waste power when each element dives into the lubrication film. Additionally, the chain elements stabilize about 12 steel bands. Each band is thin enough so that it bends easily. If bending, it has a perfect conical surface on its side. In the stack of bands each band corresponds to a slightly different gear ratio, and thus they slide over each other and need oil between them. Also the outer bands slide through the stabilizing chain, while the center band can be used as the chain linkage.[note 1] Nissan Motors Extroid CVT [edit] Toroidal or roller-based CVT (Extroid CVT) Toroidal CVTs are made up of discs and rollers that transmit power between the discs. The discs can be pictured as two almost conical parts, point to point, with the sides dished such that the two parts could fill the central hole of a torus. One disc is the input, and the other is the output. Between the discs are rollers which vary the ratio and which transfer power from one side to the other. When the roller's axis is perpendicular to the axis of the near-conical parts, it contacts the near-conical parts at same-diameter locations and thus gives a 1:1 gear ratio. The roller can be moved along the axis of the near-conical parts, changing angle as needed to maintain contact. This will cause the roller to contact the near-conical parts at varying and distinct diameters, giving a gear ratio of something other than 1:1. Systems may be partial or full toroidal. Full toroidal systems are the most efficient design while partial toroidals may still require a torque converter, and hence lose efficiency. Some toroidal systems are also infinitely variable, and the direction of thrust can be reversed within the CVT.[4] Diagrams: · Animated image of a toroidal CVT on HowStuffWork