V 型橡胶带式无级自动变速器具有结构简单、操作方便、变速平稳、速比范围宽、重量轻、造价低廉及易于维护等优点,被广泛应用于踏板摩托车、沙滩车、雪橇车和清扫车等小排量机动车辆的变速传动系统。国内摩托车生产厂家对无级自动变速器的研制开发,主要是在引进样机的基础上进行仿造,对其设计理论和调控方法的研究,调控系统结构参数对踏板摩托车性能的影响的研究几近空白,使其生产的摩托车产品的性能不能得到充分地发挥。
采用双象限调速蹄块新结构,利用其可实现调速蹄块在合适的位置给传动带施加所需轴向力的特性,使车辆能够顺利起步,并使无级变速器具有良好的调速特性。
1 调速机构工作原理:
摩托车 V 型橡胶带式无级自动变速器主要由3个功能部件组成:主动带轮、V 型橡胶带及从动带轮等。通过适当调整这3部分的相互作用,使摩托车无级变速传动系统完成无级变速传动机构的基本功能。主动带轮安装在曲轴上,由固定轮盘、移动轮盘、调速蹄块、回位弹簧、三角架、压盘和滚子等组成。
其工作原理是将调速蹄块随曲轴旋转产生的离心力,通过滚子转换为作用于移动轮盘上的轴向力,实现对整个传动系统速比的调节。
2 存在的主要问题:
摩托车无级变速传动系统是靠摩擦力工作的,传动带与带轮的工作面之间必须压紧,而压紧力由加压装置提供,即随着调速蹄块位置和弹簧压缩程度的不同,压紧力将有不同。最主要的因素是在低速比时,传动带和带轮之间的接触弧段过小,导致传动带所受轴向力不足。
摩托车无级变速传动系统主动带轮上的转速感应离心调节机构的设计,是在力的平衡关系分析基础上进行的,包括径向力和轴向 力的平衡关系分析。通过受力平衡分析可以求出在给定速比和输入转矩的情况下,实现匹配策略所设定的目标转速(发动机或主动带轮)与调速蹄块结构参数和质心位置的关系式,进而算出离心式转速感应调控机构的相应参数。通过对整个速比范围和各种输入转矩的计算, 最终获得调控机构的结构参数。
增加调速蹄块的质量, 或者减小回位弹簧的预紧力和刚度, 虽然能够提高低速比时带轮所受的轴向力,将会使整个变速过程带轮所受的轴向力都增大,在高速比时,会使传动带受到的轴向力过大而过度拉伸,引起传动带传递效率的降低,并降低传动带的使用寿命。如果针对传动带和带轮之间接触弧段过小的问题而增大两者之间的接触弧段,又会丧失变速器在速比变化范围上的优势。
双象限调速蹄块技术可实现调速蹄块在合适的位置给传动带施加所需的轴向力。还解决了变速初始阶段传动带打滑的问题,而且在低速比时,还能够为车辆提供更好的换挡力。换挡力和轴向力是通过带轮的楔角联系在一起的,提高低速比传动带所受轴向力的同时,提高传动带所受的换挡力,获得更好的加速性能。