[01169564]混合动力乘用车钢绳环式无级变速器研制

本项目所研究的新能源汽车动力传动系统WR-CVT,它虽然是基于MB-CVT基本结构改造而来,但毕竟还是引入了钢绳环结构。这样,圆形截面钢绳环与金属块之间的接触状态与矩形截面钢带环和金属块之间的接触状态并不一致,进而导致他们在接触模型、接触力学特性、钢绳环磨损机制等方面存在差异,以往的研究多是钢丝绳与连续带轮或滑轮接触,它们的连续接触力学等研究成果对不连续的WR-CVT具有一定参考价值,但明显又不能完全解决现有的实际问题。因此,开展不连续接触条件下的钢绳环接触模型、接触力学特性、钢绳环磨损等方面的研究有利于WR-CVT可靠性和使用寿命的提升。 1)圆环钢丝绳几何模型和接触模型分析。圆环状态下的钢丝绳模型和直线状态下的钢丝绳建模在缠绕方向上存在差异,具体表现为微分几何学中的Frent标架理论和空间坐标变换理论在实际应用时的变换矩阵不一样,本项目拟按照中心股芯丝、中心股侧丝、侧股芯丝和侧股侧丝的顺序,由易到难,依次阐述各丝的形成过程,并给出各丝中心线的数学表达式。同时确定不同传动比时主动带轮和从动带轮圆弧段上金属块间的间隙分布规律和大小。 2)不连续条件下钢绳环接触力学特性分析。钢绳环和金属块间接触区域包括接触段和非接触段,它们之间的差异表现为是否有正压力作用。因此采用小球分裂算法（Splitting-pinball）搜索钢丝间接触点位置,利用增广拉格朗日迭代法（Augmented-Lagrangian）计算钢丝间接触载荷。最后使用有限元方法计算螺旋角、曲率半径、绳径、张力和旋向等参数对同一截面上不同钢丝,同一钢丝不同位置的应力、变形影响量值。 3)为了提高WR-CVT的可靠性和使用寿命,通过试验研究不连续接触条件下钢绳环磨损机制。采用扫描电子显微镜观察钢丝磨痕、断口和磨屑的微观表面形貌,利用EDS分析仪分析钢丝磨痕区材料元素种类与含量,磨粒形状、大小、颜色及纹理,探寻钢丝磨损量、磨痕特征、磨粒特征与钢丝材料、载荷、时间等的映射关系。结合FEAP磨损数值分析和磨损试验研究,揭示钢绳环和金属块间的不连续接触磨损规律,并给出提高钢绳环和金属块抗磨损方法与途径。