减小一独立压力控制型无级变速器压力波动的研究

　　1　引言

　　通过调整初级带轮带节径进行控制无级变速器的速比,而该节径是由改变初级夹紧力即初级作动器压力来实现的。在次级带轮中,要求带的夹紧力去传递由辅助压力提供的转矩。在常规的无级变速器液压控制系统中,首先确定该辅助压力即管压,需要提供夹紧力以传递转矩,然后通过在比例压力阀(RCV)中控制液流或压力获得所要求的速比。

　　在流量控制CVT中,CVT速比控制由控制液压油流量和初级作动器来实现的。RCV是采用电子或机械反馈CVT速比信号控制液压油流量。另一方面,在压力控制CVT中,用直接控制初级压力获得所要求的CVT速比。因为压力控制在保持所要求CVT速比方面比流量控制容易,因而在今后[1]可以预期压力控制将会获得更加广泛的应用。

　　此外,一个压力控制系统还具有能防止带打滑的优点,因为它通过压力控制直接控制初级带的夹紧力。但尽管压力控制系统有上述优点,由于以下原因它的应用历史还很短:

　　1.压力控制要求初推力、速比和传递转矩之间相互关系的精确信息。

　　2.压力控制系统必需应用更多的电子技术。

　　目前,除压力控制外,还研究了一个独立的压力控制框图,达到改善CVT的性能。在一个独立压力控制CVT中,次级压力独立地可以控制初级压力[2,3]。图1示本文研究的一个独立压力控制型CVT液压系统,如图1所示,线压控制阀(LCV)提供该调整的管压至RCV和次级控制阀(SCV)。在RCV和SCV,用降低管压来单独控制初级和次级压力。对于RCV、SCV和LCV的压力控制,采用一变力电磁线圈(VFS)型压力控制阀:对于RCV,采用比例控制电磁线圈阀(RCSV)。对于SCV,采用次控制螺旋管阀(SCSV)。对于LCV,采用管压控制电磁线圈阀(LCSV)。

　　一个单独压力控制型CVT有以下很多优点:

　　(a)可降低初级作动区,因初级压力与次级压力无关;

　　(b)可提供快速换档响应,因初级压力和次级压力作用器压力可单独控制;

　　(c)采用由线压分开离合器压力(图1未示出)可减少液压损耗。

　　本文研究了一单独压力控制型CVT的压力特性,并推荐了在稳态降低压力波动的方法。为了证实把所推荐的压力控制方法,获得的LCV、RCV、SCV和CVT作动器动力学模型以及仿真结果和试验结果相比较。

　　2　独立压力控制型CVT的压力特性

　　一CVT试验台如图2所示,用一交流电机驱动初级带轮,把动力通过金属带传递到次级带轮,并在负荷仿真器和负载动力平衡。用转矩传感器,速度传感器和压力传感器分别测出初级和次级带轮的转矩、速度和作动器压力。

　　采用CVT试验台进行试验,研究初级压力Pp和次级压力Ps的响应特性。在试验中,当P1保持为40 bar时,对Ps=2,10,20,30和38 bar测出Pp。在试验中,用RCSV和SCSV负载控制得出初级压力和次级压力。图3示对RCSV变负载输入初级压力和次级压力的稳态响应。由图3可以注意到,不论对于初级压力和次级压力负载输入存在与否,不能改变初级压力或次级压力的一个效率低的负载范围。图4示对不同的次级压力Ps绘制的初级压力Pp的试验结果。由试验结果可以看到Pp,Ps和P1表示压力波动大约Ps=30 bar。当RCSV负载变化由100%到0%,因设计在图1的CVT系统中,提供了最小的减速比i=2.47,当RCSV负载为0%,可以看到,当CVT速比是降低档到减速比时发生压力波动。在本研究中,所示CVT速比i是初级带轮的速度对次级带轮速度的比值。也可以注意到,Pp,Ps和P1当负载变化由0%到100%,甚至Ps=30 bar,即当CVT速比为升高档时不出现压力波动。