金属带式无级变速器滑摩传动可靠性分析及补偿控制

A new generation technology of CVT allows the relative sliding between metalbelt and belt wheel , in order to substantially improve the transmission efficiency.However, reliability is the important obstacles restrict the sliding transmission way of promotion. The 2013 additional recall of Volkswagen DSG for clutch sliding transmission process transient failure.This project intends to adopt the combination of theoretical analysis and experimental method,To carry out basic research on sliding transmission generality. Includes:1、Study on the tribological properties between the metalbelt friction tablets and belt wheel, friction tablets and the metal ring, metal ring and metal ring; Establish the sliding transmission dynamics model and complete the relevant experimental verification. 2、To prove the variation of moving interface and friction factor with the changes of offset, torque, slip ratio and other parameters; Optimize the lubrication flow of friction pair, determine the best tip easing quantity of belt wheel conical surface.3、Determine reliability index based on the friction coefficient and its change rate; Research on the reliability evaluation method for CVT sliding transmission. 4、Develop Compensation control technique of reliability consideration based on dynamic model, the reliability evaluation method and vehicle model. Complete the Numerical simulation, hardware-in-the-loop test and real vehicle test. The related research is expected to significantly improve the CVT sliding transmission capacity to adapt to changeable conditions,at the same time, provide important theory foundation and technology support to ensure the reliability of other friction drive mechanisms.

新一代无级变速技术允许金属带和带轮之间产生一定的相对滑动，以大幅提高传动效率，然而，可靠性是制约这种滑摩传动方式推广的重要障碍。本项目拟采用理论分析结合实验的方法，开展滑摩传动共性基础研究，包括①研究金属带摩擦片与带轮、摩擦片与金属环、金属环与金属环之间的摩擦学特性；建立其滑摩传动动力学模型，完成相关实验验证。②探明偏移量、转矩、滑移率等工作参数变化时，运动界面及摩擦因数的变化规律；优化摩擦副润滑流量，确定最佳带轮锥面修形量。③基于摩擦因数及其变化率，确定可靠性指标；考虑各工作参数的不确定性，研究无级变速器滑摩传动的可靠性评价方法。④基于动力学模型、可靠性评价方法和整车模型，发展考虑可靠度的补偿控制技术，完成数值仿真、硬件在环仿真实验和实车实验。相关研究有望大幅提高无级变速器多变工况的适应能力，同时为保证其他摩擦传动机构运行的可靠性，提供重要的理论基础和技术支撑。

新一代无级变速技术允许金属带和带轮之间产生一定的相对滑动，以大幅提高传动效率，然而，可靠性是制约这种滑摩传动方式推广的重要障碍。本项目拟采用理论分析结合实验的方法，开展滑摩传动共性基础研究，包括①选取某量产金属带产品为研究对象，通过金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、XRD等试验研究，获得了该金属带钢环组和摩擦片的组织成分，分析了其加工工艺，提出了工艺改进的建议。②基于弹流润滑理论建立了金属片与带轮之间摩擦副润滑油膜的数学模型，通过数值计算得到了油膜状态的变化规律，分析了油膜状态对CVT滑摩传动的影响。③基于非概率集合理论建立了CVT滑摩传动超椭球模型，采用了Monte Carlo方法计算得到了CVT各工况参数与滑摩传动可靠度的关系，实现了实时监测金属带滑摩传动可靠度的目标，并提出了考虑可靠度的自适应补偿控制技术，进行了相关台架试验，验证了该技术的可行性。④研究了不同微织构形貌对摩擦副性能的影响规律，增加了金属带的抗磨耐磨能力，形成了乏油润滑条件下摩擦副处理办法，有效改善了润滑油膜状态。⑤将CVT滑摩传动下可靠性研究方法推广至离合器，对离合器摩擦片进行了优化，开展了离合器可靠性研究。研究了不同油槽截面形状下，离合器摩擦副温度场及应力场变化梯度，获得了摩擦系数随工作参数的变化规律，并对其进行了改进。提出基于摩擦系数的离合器失效评价模型，基于非概率凸集理论建立离合器的可靠性凸模型，并利用Monte Carlo法对非概率可靠性模型进行求解，分析了各不确定参数对离合器滑摩传动可靠度的影响，提出一种考虑可靠度的离合器补偿控制策略。相关研究大幅提高了无级变速器多变工况的适应能力，同时为保证其他摩擦传动机构运行的可靠性提供了重要的理论基础和技术支撑。