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1 前言
液压机械无级变速器( Hydro-mechanical Continuously Variable Transmission，简称HMCVT)，由静液压无级传动系统、机械变速系统及分、汇流系统组成，是一种液压功率流和机械功率流汇流后再传递的动力传动系统。可根据车辆的工作状况自动改变输出转速、转矩，满足驾驶人员的操纵需求。而无论什么变速器，其档位的切换都离不开离合器。与干式离合器相比，湿式离合器的使用寿命、工作稳定性、可控性等各方面优势明显，所以更适合运用到HMCVT中。因此，在对HMCVT的研究中，湿式离合器的设计显得尤为重要。
本文以货车搭载的液压机械功率分流无级变速器为研究和设计对象，设计功率分流式无级变速器中的核心部件湿式离合器。基于ZF-ECCOM型无级变速器的传动方案，采用现代机械优化设计方法并利用三维建模软件（例如CATIA等）和有限元分析软件实现对该款功率分流式无级变速器前进倒退湿式离合器的设计与分析。
2 正文
2.1 HMCVT的研究现状和发展
自20世纪60年代以来，国外学者开始对行星齿轮变速箱的动态特性进行研究，其研究主要关注行星齿轮轮系传动比公式计算、效率和方案选取等方面。到20世纪70年代初，主要研究针对液压机械无级传动的结构、性能和控制方式等方面。液压机械无级变速器直到上世纪70年代末才达到商品化，液压机械无级变速器开始在军用和重型汽车上应用。但直到20世纪90年代末，液压机械无级变速器才开始在农用动力机械方面进行应用[1]。20世纪60年代，美国通用电器公司研制成功了能够适应负载变化自动调节传动比的HMPT-100 型两段式液压机械双流无级传动装置，其被适用于高速履带式车辆。20世纪70年代，美国 Sundstrand 公司研制成功了 DMT-15 型、DMT-25型变速器，其传递功率分别为110kW(150 马力)、184kW(250 马力)，其被用于重型载重汽车[2]。
美国 Allison 公司研制成功了采用四段式液压机械无级传动方案的 XHM-1500-2 型变速箱，其被用于MBT-20坦克[3]。与此同时，日本对液压机械无级传动技术也开展了相应的研究[4]。20世纪80年代，日本小松公司研制成功了在D155AX-3 推土机和 WA380-3 装载机上搭载使用的液压机械无级变速器[5]。
与使用传统液力机械变速器的推土机相比，每小时作业量增加了29%，燃油经济性可提升了24%。以上研究主要集中在军用和重型汽车上[6]。20 世纪 90 年代，德国Fendt 公司开发了ML200型液压机械无级变速器，其由一个行星排、两挡有级齿轮组和变量泵-变量马达组成，且拥有较宽的变速范围，其被运用到 Vario 和 Favorit 系列拖拉机上[7]。早期国外对液压机械无级变速技术的研究主要应用在履带式坦克及军事运输车辆上，具有很强的军事性和科技前沿性，因此液压机械无级变速技术国外对我国一直处于技术封锁状态[8]。
国内对液压机械无级变速传动技术的研究始于 20 世纪 80 年代初，对液压机械无级变速关键技术研究中取得了一些进展[9]。
北京理工大学的苑士华教授在其论文《液压机械无级变速器动态特性的影响因素研究》中对影响液压机械无级调速系统的阻尼比、上升时间以及调节时间的关键影响因素进行了理论分析与实验研究[10]。北京理工大学的胡纪滨教授在其论文《液压机械无级传动的自动控制 研究》中探索了对液压机械无级变速器实现自动控制的可能性与实现方法[11]。
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