本书基于金属带式无级变速器（金属带式CVT）的传动机理，从金属钢带受力和运动两个方面揭示了传动钢带产生轴向偏移的原因，探讨了金属钢带轴向偏移的规律，系统全面地研究了消除金属钢带轴向偏移的方法及其效果；设计了一种能消除传动钢带轴向跑偏的电液控制系统，通过实时检测及调整主、从动带轮可动锥轮的位置消除了传动钢带的轴向跑偏。
本书具有较强的技术性、实用性和针对性，可供从事金属带式无级变速器的使用、设计和制造等的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校车辆工程及相关专业师生参阅。
1.参考性强，本书所介绍的金属带式无级变速器具有结构简单、承载能力强、变速范围大、体积小、效率高、噪声低、节能环保等特点，已广泛应用于车辆和机械传动系统中。
2.实用性强，作者的研究成果可实现对金属钢带轴向跑偏的实时控制，消除金属钢带的轴向跑偏，可对金属带式无级变速器的产业化和在工程上的广泛应用起到较好的推动作用。
金属带式无级变速器（金属带式CVT）是一种新颖的、有挠性中间体的机械摩擦式变速器。它具有结构简单、承载能力强、变速范围大、体积小、效率高、噪声低、节能环保等特点，已广泛应用于车辆和机械传动系统中。由于锥轮的工作面大都是直母线锥面，V形金属块的侧边也是直线，其优点是加工方便、金属块与锥轮的接触强度高等。但金属带式CVT的特定变速方式决定了在直母线锥盘条件下，变速过程中金属带必然产生轴向偏移，即在速比i1时，主、从动带轮V形槽的对称线不重合，使得金属带的对称线不在锥盘轴线的垂直平面内。金属钢带的轴向偏移会导致带与带轮的相互滑移和附加磨损，消耗额外能量，这将直接影响金属带式CVT的传动性能和传动效率，在偏移量过大时将使金属传动带、带轮严重磨损，导致金属带式CVT不能正常工作，因此必须予以消除。
金属带式CVT的夹紧力和速比采用液压系统控制。液压传动以其传动平稳、调速方便、功率质量比大、控制特性好等优点，在工程领域得到了广泛的应用，在某些领域中甚至占有压倒性的优势，例如工程机械大约95%都采用了液压传动。目前，液压传动已成为机械传动领域中重要的传动形式之一，液压传动系统的动态性能对整个机械系统的性能有直接影响。尤其是液压传动系统的能量利用率即传动效率并不高，例如挖掘机液压传动系统的能量利用率一般不超过30%，如此多的能量损失不仅会造成极大的浪费，还会对设备的可靠性和工作性能产生较大影响。无级变速传动集电子、控制、液压和机械等技术为一体，其产业化和广泛应用可带动我国整个制造业快速发展。金属带式CVT与六档机械式自动变速器相比，燃油经济性提高了5%～10%，排放降低了10%以上，动力性及平顺性也得到了明显的提高；且金属带式CVT结构简单、使用维护方便、生产制造成本较低。
本书基于金属带式CVT的传动机理，从金属钢带受力和运动两个方面揭示了传动钢带产生轴向偏移的原因，探讨了金属钢带轴向偏移的规律，系统全面地研究了消除金属钢带轴向偏移的方法及其效果；提出并设计了一种能消除传动钢带轴向跑偏的位置控制方法及其电液控制系统，并对其进行了仿真和试验研究。结果表明：所提出的位置控制方法及其电液控制装置，能实时检测及调整主、从动带轮可动锥轮的位置，消除了传动钢带的轴向跑偏，具有较高的理论水平和应用价值。本书具有较强的技术性和针对性，可为从事金属带式CVT的使用、优化设计和制造等工作的专业读者提供理论依据和技术参考，有利于提高我国金属带式无级变速器的市场占有率，具有很高的经济效益和社会效益。
本书由山东交通学院臧发业、郎伟锋著。限于著者水平及撰写时间，书中不足和疏漏之处在所难免，敬请读者提出修改建议。
著者
2021年3月
臧发业，山东交通学院 工程机械学院，副院长，教授，在二次元件、液压变压器的结构、工作原理、性能，二次调节静液传动技术理论及其在工程机械、公交客车传动系统、立体停车库提升系统中的应用、非线性系统控制等领域进行了大量研究工作。主持、参与自然科学基金项目、交通部应用基础研究项目，山东省自然科学基金、省科技厅发展计划、省重点研发计划等项目10余项。相关研究成果获山东省技术发明二等奖1项，中国公路学会科技进步三等奖1项，山东省机械工业科技进步一等奖1项等。已授权相关发明专利19项、实用新型专利60余项，发表相关学术论文40余篇，被SCI、EI、ISTP收录30余篇，积累了较丰富的有关二次调节静液传动技术及智能控制技术等知识和经验，具有较扎实的研究基础。
第1章绪论
1.1无级变速传动技术及应用2
1.1.1无级变速传动分类2
1.1.2无级变速传动技术性能8
1.1.3无级变速传动发展趋势与应用10
1.2无级变速传动的研究现状13
1.3金属带式CVT功率损失分析15
1.3.1功率损失分类15
1.3.2变速机构功率损失分析17
1.4金属带式CVT的综合控制21
1.4.1发动机特性模型21
1.4.2夹紧力与速比的关系23
1.4.3速比控制25
1.4.4夹紧力控制28
1.4.5智能控制29
1.5金属带式CVT虚拟制造34
1.5.1金属带式CVT虚拟制造的关键技术34
1.5.2金属带式CVT特征的定义38
1.5.3金属带式CVT虚拟现实中建模40
1.5.4金属带式CVT虚拟装配过程实例42
1.6本书主要内容及撰写目的44
1.6.1主要内容44
1.6.2撰写目的45
第2章金属带式CVT传动机理
2.1金属带式CVT结构与传动原理47
2.1.1金属带式CVT结构47
2.1.2金属带式CVT的传动原理49
2.2关键部件及运动分析49
2.2.1钢带-带轮系统49
2.2.2液压控制系统54
第3章钢带轴向跑偏的动力学分析
3.1金属带受力分析59
3.1.1钢带环受力分析59
3.1.2金属块受力分析63
3.1.3带轮轴向夹紧力分析66
3.2钢带轴向跑偏的运动学分析71
3.2.1带轮轴向位移的计算71
3.2.2钢带轴向偏移量的计算方法73
3.3钢带轴向跑偏规律的分析76
第4章钢带轴向跑偏的影响
4.1钢带轴向跑偏对传动效率的影响79
4.1.1钢带轴向跑偏对金属片的影响79
4.1.2钢带轴向跑偏对传动效率的影响79
4.2带轮变形对钢带轴向跑偏的影响81
4.2.1带轮变形分析81
4.2.2带轮楔角对金属带轴向跑偏的影响83
4.2.3带轮中心距对金属带轴向跑偏的影响83
4.2.4带轮变形对金属带轴向跑偏的影响84
4.2.5带轮变形造成的功率损失87
第5章钢带轴向跑偏的控制方法
5.1曲母线带轮法94
5.1.1典型曲母线带轮法94
5.1.2Hendriks曲母线带轮法95
5.1.3圆弧母线带轮法96
5.1.4复合母线锥轮法98
5.2速比调节法99
5.3活动锥轮法101
5.4电液伺服控制法102
第6章钢带轴向跑偏电液控制系统的研究
6.1液压控制系统设计105
6.2电气控制系统设计107
6.2.1输入接口电路设计108
6.2.2输出接口电路设计110
6.3电液控制系统的控制策略115
6.4电液控制系统的控制算法115
6.4.1模糊PID控制算法结构115
6.4.2输入输出变量的模糊化116
6.4.3模糊控制规则的建立116
6.5电液控制系统的模型118
6.5.1电液控制系统的数学模型118
6.5.2电液控制系统的仿真模型121
6.6电液控制系统仿真分析123
6.6.1P821型金属带式CVT钢带轴向跑偏仿真123
6.6.2EQ6480金属带式CVT钢带轴向跑偏仿真124
6.6.3P912型金属带式CVT钢带轴向跑偏仿真124
6.7电液控制系统试验分析127
第7章总结与展望
7.1研究工作总结130
7.2研究工作展望132
附录
附录1无级变速器(CVT)性能要求及试验方法(QC/T 10762017)134
附录2汽车双离合器自动变速器总成技术要求和试验方法(QC/T 10562017)146
参考文献
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