液压机械无级变速器是近年来新发展起来的一种新型车用无级变速器,其在工程机械和农业机械上得到了广泛的应用。车用液压机械无级变速器是一种能够实现连续无级变速的设备,其研究对于车用机械工程领域具有重要的意义。液压传动是一种以液体为工作介质,实现能量传输与控制的一种传动模式。基于此,本次研究将通过对液压机械无级变速器的工作原理和特点进行深入剖析,论述了其在各个机械领域的应用,旨在促进车用行业的进一步发展,以期为相关领域的研究者和工程师提供参考和借鉴。

传统无级变速器主要有液压、机械、电力3种传动方式,单一传动方式劣势明显,复合式无级变速器应用领域仍然较为局限。设计了一款新型液电混动多功能无级变速器,融合液压传动与电力传动的驱动与制动能量再生功能,实现机械能、液压能、电能融合工作,提升了系统的性能与能效水平。通过结构分析与设计,制定其工作模式,建立SolidWorks、Matlab/Simulink与Advisor的联合仿真模型,在UDDS循环工况下进行了仿真验证。结果表明,该变速器结构可实现设计的无级变速功能,而所搭载的整车以多消耗约10%SOC为代价,其动力性、燃油经济性与排放指标分别提升了19.8%、36.4%与41.9%,验证了无级变速器设计的合理性与有效性。

研究了一种高效率、大功率的无级变速器,其主要由变径带轮无级变速传动和行星差动轮系传动组成。通过变径带轮传动与行星传动组合,可以实现多路传动和功率汇流;通过行星差动轮系两个输入转速自由配比,可以调节功率汇流比例。该机构具有结构简单,传动功率大、传动效率高、工作平稳等特点。

基于传统的滚轮平盘式无级变速器的传动原理,结合锥齿轮的传动特点,提出了一种新型锥齿轮-滚轮平盘式无级变速器;分析了该无级变速器的传动原理和结构特征,建立了滚轮-平盘间的力学传动模型;运用接触力学和摩擦学原理,对锥齿轮-滚轮平盘式无级变速器进行设计分析,运用Ansys进行了瞬态仿真分析。结果表明,该新型锥齿轮-滚轮平盘式无级变速器的承载能力有显著的提升。

目前,机器人关节减速机均为定比传动方式,造成关节电机难以达到峰值效率。基于嵌套结构,提出了一种机器人用紧凑型的无级变速器,通过实时改变传动比,可有效提高电机功率使用效率。首先,开展了变速传动机理研究,得到了传动比相对于行星轮与太阳轮半径之比的关系;设计了嵌套结构以及行星轮、太阳轮板轴向移动系统。其次,推导了行星轮、太阳轮包角、传动比以及金属带径向移动数学模型,基于多刚体动力学仿真软件对变速器的输出速度进行了仿真验证;结果表明,变速器正、反向偏差分别为1.89%、3.87%。最后,制作出变速器的原理样机并搭建转矩实验平台,设定输出转矩为特定值,测试了对应输入转矩;实验显示,测试数值与理论数值相比基本相同,平均传动效率为72.1%,间接验证了理论推导的正确性。

混合动力汽车能量管理策略会对整车各项基本性能产生重要影响。传统优化控制策略中,通常以燃油消耗最小为单一优化目标,计算结果会使实际控制量异常,进而导致整车驾驶舒适性变差。为解决此类问题,针对搭载无级变速器的混合动力汽车,建立了系统前向仿真模型,提出了一种改进型的自适应等效燃油消耗最小策略,通过惩罚函数对控制量的变化异常进行约束,实现了对燃油经济性和驾驶舒适性的多目标实时优化;在4种标准循环工况下,计算分析了权重因子对目标函数中各项性能指标的影响;为验证控制模型的有效性,在UDDS工况下,与最优ECMS策略进行了对比。仿真结果表明,该方法在实时优化燃油经济性的同时,发动机启停次数、CVT速比变化率和电动油泵能量消耗等目标均得到了极大改善。

提出一种新型结构的卡盘式变径带轮无级变速器,该新型无级变速器(CVT)在传动上使用卡盘式变径带轮与多楔带相结合的带传动方式,实现了带轮与传动带的面接触式摩擦传动。推导了卡盘式变径带轮传动的有效圆周力计算公式,并分析了卡盘式变径带轮最大有效圆周力的变化规律,验证了卡盘式变径带轮具有大转矩的传动能力。另外,进行了基于Adams的卡盘式变径带轮传动动力学仿真,研制出卡盘式变径带轮无级变速器实验装置,进行了实际运行测试。结果表明,该新型CVT传动速度平稳,满足车辆使用要求。

本文研究一金属带型独立压力控制无级变速器（CVT）的压力特性，并建议修正降低稳态的压力波动。根据试验，监测辅助压力区在减速比内压力波动。为分析压力特性，求得包含CVT变速器液压控制模型，采用该动力学模型，研究影响压力波动的诸参数。根据仿真，我们发现液体刚度的变化是压力波动的主要原因。基于对刚度的分析，建议修正辅助控制阀供给部分刻痕来减少由辅助控制阀到CVT变速器液体供给管道刚度梯度。根据仿真和试验，采有这种液体刚度修正可以降低压力波动影响。

运用弹流动力润滑理论建立了传动装置牵引特性计算模型,并通过Matlab建立了该传动系统的动力学仿真模型。通过仿真计算可知,在变速过程中,由于摩擦副存在滑滚比,牵引摩擦副所起的作用相当于传统变速箱的变矩器或主离合器,具有缓冲功能;并且在某一输入转速和法向加载力下,传动比越小,最大输出转速越大,但达到稳定所用时间越长,同时输出转矩和输出角加速度响应时间越长。仿真结果反映了牵引传动装置的动力学特性,为液压压紧式牵引传动装置提供了准确的分析方法。

液压机械无级变速器是我国比较常用的一种变速器。它是一种组合机械，主要由液压调速机构、机械变速机构、分流、汇流机构三方面构成，采用了并联新型机械传动模式，通过液压与机械的传动组合实现无级变速。文章就液压机械的无级变速及变速器控制策略进行分析，为我国的液压机械进一步发展提供助力。