金属带式无级变速器的传动性能分析

（常熟安通林汽车饰件有限公司，江苏 常熟 215500）

早期阶段的汽车以汽油机带动齿轮并借助链条将动力转送至后轴，经差速器控制车辆，随着世界上动力系统的快速发展，逐步实现了以发动机为主的动力控制系统，其中核心是变速器，使得发动机的转速和转矩显著提高。金属带式无级变速器是现阶段汽车领域常用的传统方式，在汽车动力控制方面具有良好的应用应用效果[1]。

鉴于此，本文以金属带式无级变速器为研究对象，并对其传动性能进行了简要的分析，为推动金属带式无级变速器的发展提供参考。

1 金属带式无级变速器的组成单元

该类变速器是现代化科学技术发展的产物，是由主动带轮、从动带轮和金属带、调速装置、加压等部件组成，其中前两者是金属带式无级变速器传统系统的主要组成部分。金属带一般位于主动带轮和从动带轮之间的V型槽内，二者以齿合的方式连接两组带轮。

众所周知，主动带轮与从动带轮之间的中心距离是相对固定的，而活动锥轮的轴向移动是连续的，因此可以借助活动锥轮的调节实现速比的连续。金属带式无级变速器属于机械摩擦式无级变速器，动力的传输集中于主动带轮上，借助与位于V型槽内的金属带之间的摩擦力推动金属片向前运动，进而可以根据连续变化产生压推力。随着金属带逐渐减薄，金属带的重量也明显降低，传统系统的传统性能也显著提升，对外在的承载能力明显升高。此外，随着金属带减薄，重量减轻，传统过程中的噪声也显著降低。金属钢环组的主要作用是引导V型金属片运动，对金属带提供附加张力。带轮结构是金属带无级变速器的关键部件，包含了主动带轮和从动带轮，为了避免金属带偏斜等问题的出现，可以借助曲母线带轮锥面解决。

2 金属带式无级变速器传动性能分析

2.1 传统效率计算方式

优化后的金属带式变速器中的主动带轮的输入轴距是固定的，标记为R1，此时的转角速度设定为μ1，而从动带轮的输入轴距标记为R2，相对应的转角速度表示为μ2，二者之间具有R1·μ1·K·K1=R2·μ2的变化关系，若将从动带轮的传动速率标记为V，将装置中的损耗率极为T，则变速器的传动效率可以表述为P=（R2·V2）/（R1·V1·T）[2]。因此，在下文的计算过程中以上述两个计算方式为基础进行优化后的金属带式无级变速器的传动性能分析。

2.2 优化实验条件简介

在进行分析金属带式无级变速器传动性能过程中要确保不同实验条件下的输入传动速度和速度比例是一定的，即基础条件必须保持一致，仅改变单一对比参数，如轴距等参数的改变，可以获得不同条件下的实验结果。如本次实验过程中制定了3个实验条件，实验条件1和实验条件2为一组对比组，实验条件1和实验条件3为另一对照组，前者保持传动速比i为特定值，本文选用0.9，改变传统转速，实验条件1的传动转速为1100r·min-1，而实验条件2的传动转速为1395r·min-1；后者保持传动转速为特定值，本文选用1100r·min-1，改变实验条件3的速比i为0.7。

2.3 实验所用带式无级变速器的结构组成

无级变速器没有固定的档位，他的传送比是连续变化的，一般由符合型金属材料制作而成，具有结构紧凑的特点，导致所需要的传动功能需求较大。金属带尽可能的减薄，可以有效的降低金属带的质量，提高传动效率，并且确保钢带轮具有更好的灵活性能[3]。在刚带轮扎那尕设计辅助的支撑零部件可以有效的解决带轮主向传动力引起刚带轮容易弯折等问题。

2.4 实验结果及分析

本文以前文实验条件为基础进行了传动性能实验分析，得出无级变速器的输入转矩为137.26N·m，输入转速为1200.56r·min-1，输出转矩为154.37r·min-1，输入转速为1045.35r·min-1，最终的传动效率可达97%；机械变速器的输入转矩为114.98N·m，输入转速为1056.22r·min-1，输出转矩为141.89r·min-1，输入转速为958.98r·min-1，最终的传动效率可达94%；自动变速器的输入转矩为139.76N·m，输入转速为1078.56r·min-1，输出转矩为137.75r·min-1，输入转速为1000.57r·min-1，最终的传动效率可达83%。从实验结果来看，优化后的金属带式无级变速器的传动性能远高于自动变速器，略高于机械变速器，而加速性能明显升高。因此，金属带式无级变速器具有更高的传动性能，具有更为广阔的应用前景。此外，使用优化后的金属带式无级变速器，可以显著的增强汽车的稳定性和耐磨性，并有效的降低了汽车噪声问题，加之该变速器的制作成本更低，因此具有更为广阔的应用前景[2]。将金属带式无级变速器应用于汽车行业，显著的提高了汽车的变化速度，使得汽车发动机在较低的转动速度下获得更高的传动速度，有效的减少了废气中污染物质的含量，有助于推动城市环保等。由此可知，金属带式无级变速器具有较高的传动性能，显著的降低了传动噪音，且具有制作成本低等特点，因此，可以在汽车等领域大力推广使用。

3 结语

综上所述，金属带式无级变速器是现代汽车领域常用的变速器，因其具有较高的传动性能、低的传动噪音、制作成本低等特点而具有广阔的应用前景。此外，金属带式无级变速器的结构简单，与发动机的匹配性更高，没有变化挂挡等冲击性作用。

研究表明，优化后的金属带式无级变速器的传动性能远高于自动变速器，略高于机械变速器，而加速性能明显升高，本文的研究成果对推动新型汽车产业的发展提供了一定的帮助。