[发明专利]无级变速器牵引控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及滚动牵引型的连续变速传动装置(无级变速器，variator)中的牵引负载的控制。

背景技术

无级变速器为一种装置，其具有旋转输入端、旋转输出端和用于将驱动从一个传送至另一个同时提供输入速度与输出速度比的连续(无级)变化的机构。

在滚动牵引无级变速器中，在输入座圈与输出座圈之间经由在两个座圈上延伸的至少一个滚子(且更通常为一组滚子)传送驱动。为了提供滚子与座圈之间的牵引，必须将它们偏压成彼此接合。本文中将偏压力称为牵引负载。在公知的无级变速器中，滚子和座圈不与彼此相接触，因为它们由牵引流体的薄膜分开。该流体的切变提供所需的滚子/座圈牵引。

牵引负载的控制对于无级变速器性能很重要。其一个原因在于发生在滚子/座圈对接面处的能量损失随着牵引负载变化，因此这会影响无级变速器的效率。这些损失是由于(1)两个表面沿着围绕不同轴线的圆形路径造成的对接面处的自旋，即，一个表面相对于另一个表面旋转，以及(2)对接面处的切变，即，两个表面之间的速度差，在流体中产生了切变。发现了过高的牵引负载会增加自旋损失，而较低的牵引负载导致高切变损失，最佳效率处于两个极端之间。牵引负载控制的控制很重要的另一个原因在于由不足的牵引负载造成的滚子相对于座圈的过度滑移可导致无级变速器的过早磨损或甚至导致无级变速器的故障。

所知的是与反作用力一致地改变牵引负载。首先，为了阐述什么是反作用力，将考虑传送的扭矩造成座圈将切向力施加到各个滚子上。该力必须反作用回传动装置壳体。在公知的滚动牵引无级变速器中，滚子通常可移动地安装，且由座圈施加的力与壳体相反且经由作用在滚子的安装件上的致动器而反作用到壳体上。为了控制无级变速器的目的，由致动器施加的反作用力是可调整的，且等于由座圈施加的切向力，但与该切向力相反。

无级变速器的牵引系数可限定为反作用力平分(由于存在两个接触点)且除以牵引负载。严格地说，这是简化形式，因为在滚子/座圈对接面处的真实牵引系数取决于垂直于和平行于该对接面的力的大小，且牵引负载通常不垂直于对接面。然而，该简单限定将足以用于本文的论述。

公布为WO97/40292的Torotrak(Development)有限公司的国际专利申请PCT/GB97/00938提供了其牵引负载随反作用力变化来提供恒定牵引系数的无级变速器的实例，其中双作用液压滚子致动器提供反作用力，且施加至致动器的两个压力也被引导至液压牵引负载致动器。滚子和牵引负载致动器的液压联接为有利的，因为其允许牵引负载随反作用力很快地变化。这在响应扭矩尖峰(由于传动装置外部的因素如车辆的紧急制动而出现的传动装置扭矩中的快速波动)中很重要。在公知的装置中，如果滚子致动器中产生的增大的压力没有传递到牵引负载致动器上来以较短时间延迟对应地增大牵引负载，则扭矩尖峰产生了反作用力中的快速变化，这可导致滚子与座圈之间的滑移。

为了更进一步提高牵引负载对反作用力的响应速度，公布为第WO02/079675号的Torotrak(Development)有限公司的国际专利申请PCT/GB02/01551教导了可如何使用来自于滚子致动器的压力来控制引导阀，引导阀继而又控制流体从高压源施加至牵引负载致动器。同一文献认识到了期望调整牵引系数和提供可将此实现的一些方式。

有利的是提供牵引系数的调整，即，用于改变反作用力与牵引负载之间的比例常数，因为牵引流体的性质(具体是其粘性)且因此最佳牵引系数随温度变化。还可能有利的是用无级变速器滚动速度和用无级变速器比来调整牵引系数。提供用于调整牵引系数的实际方式同时仍提供牵引负载与反作用力之间的所期望的线性关系是有挑战性的，至少在如果需要连续调整的情况下是有挑战性的。

公布为第WO2005/015061号的Torotrak(Development)有限公司的国际专利申请PCT/GB2004/002500描述了一种装置，其中牵引系数通过切换施加至提供牵引负载的致动器或施加至设置施加至致动器的液压压力的引导控制阀的液压压力信号供给的打开/关闭而以不连续(逐级)的方式可变。该申请中公开的阀装置的实际实施方式被认为是制造可能有问题且/或制造昂贵。

发明内容