[发明专利]具有工程设计的表面的CVT皮带轮

说明书

技术领域

本发明总体上涉及无级变速器（CVT），更具体地，涉及CVT的皮带轮上的表面。

背景技术

一些无级变速器（CVT）使用皮带轮组件，其具有一个截头锥构件，该截头锥构件可以皮带或链条相对于另一截头锥构件运动，该皮带或链条安装在截头锥构件之间。输入皮带轮与输出皮带轮的通过改变锥形构件之间的间距而调节。扭矩经由锥形构件以及皮带或链条之间的摩擦力传递。

在具有较高功率输出的发动机的车辆中，CVT需要具有较高扭矩容量。较高扭矩容量部分上通过维持皮带/链条和锥形构件之间的高摩擦力接合而实现。然而，在必须实现的同时仍需要提供锥形表面的适当的耐磨性，从而确保变速器的长期耐用性。CVT运行时，皮带引发微观滑动，这是由于扭矩传递和主皮带轮和副皮带轮之间的包角差导致的。随着时间的推移，由于混合的边界润滑条件，微观滑动导致表面纹理深度减小，所述条件通过使用可改变皮带和皮带轮表面之间的摩擦系数。

具有高表面粗糙度的皮带轮趋于以最小的滑动具有较高的摩擦运载能力。结果，锥形表面被处理以具有高平均粗糙度（Ra）。产生该表面粗糙度的一些方法可已经包括喷丸处理、以研磨轮研磨、石材抛光或砂带抛光。尽管这些产生表面粗糙度的机械方法产生了需要的平均性，但是粗糙度是随机的并且不一致的，所以粗糙度仅满足总体平均性。确定平均粗糙度的实际峰谷高度在处理过的表面区域上不一致，因此没有产生精确的、工程设计的表面。

发明内容

实施例构思了一种在无级变速器的皮带轮的外表面上产生工程设计的表面的方法，所述工程设计的表面与所述无级变速器的皮带或链条接合，所述方法包括以下步骤：确定获得所述工程设计的表面与所述皮带或链条之间的预定摩擦力所需要的所述外表面上的实际工程设计的粗糙度（Rpk）；以及在所述外表面的至少一部分中蚀刻微槽，从而通过使用激光蚀刻微槽来产生工程设计的表面，所述微槽形成到产生所述实际工程设计的粗糙度（Rpk）的深度。

实施例构思了一种无级变速器皮带轮，其接合无级变速器的皮带或链条，所述无级变速器皮带轮包括第一皮带轮半部和第二皮带轮半部。第一皮带轮半部具有截头锥形状的第一外表面，所述第一外表面的一部分在其中具有预定深度的激光蚀刻的微槽，所述预定深度限定了所述第一外表面的所述部分的实际工程设计的粗糙度（Rpk）。第二皮带轮半部具有截头锥形状的第二外表面，所述第二外表面面对所述第一外表面并且可朝向和远离所述第一外表面轴向运动，所述第二外表面的一部分在其中具有预定深度的激光蚀刻的微槽，所述预定深度限定了所述第二外表面的所述部分的实际工程设计的粗糙度（Rpk）。

实施例的优点在于CVT皮带轮的工程设计的表面粗糙度的一致性允许减小皮带轮表面中的磨损同时还提供了满足变速器上的扭矩要求的所需摩擦力。通过飞秒-脉冲激光在表面中产生的微观加工狭槽能够增强油保留和希望的皮带轮表面的流体动力学膜特性，其允许在减小表面磨损的同时提供希望的扭矩传递能力。

本发明还提供了以下方案：

1. 一种在无级变速器的皮带轮的外表面上产生工程设计的表面的方法，所述工程设计的表面与所述无级变速器的皮带或链条接合，所述方法包括以下步骤：

（a）确定获得所述工程设计的表面与所述皮带或链条之间的预定摩擦力所需要的所述外表面上的实际工程设计的粗糙度（Rpk）；以及

（b）在所述外表面的至少一部分中蚀刻微槽，从而通过使用激光蚀刻微槽来产生工程设计的表面，所述微槽形成到产生所述实际工程设计的粗糙度（Rpk）的深度。

2. 如方案1所述的方法，其特征在于，步骤（b）进一步通过激光为飞秒-脉冲激光来限定。

3. 如方案1所述的方法，其特征在于，步骤（b）进一步通过所述微槽在整个外表面上被蚀刻以产生所述工程设计的表面来限定。

4. 如方案1所述的方法，其特征在于，步骤（b）进一步通过所述微槽在所述外表面的径向内部区域上被蚀刻以产生所述工程设计的表面来限定；其中所述方法包括步骤（c）：使用与所述外表面的径向外部区域的机械接触在所述外表面的径向外部区域上产生预定平均表面粗糙度。

5. 如方案4所述的方法，其特征在于，步骤（c）进一步通过所述径向外部区域中的表面粗糙度通过使用喷丸处理、研磨、石材抛光或砂带抛光中的至少一种而产生来限定。

6. 如方案4所述的方法，其特征在于，其包括步骤（c）：在完成步骤（b）之后以氮化铬涂覆所述外表面。