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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 什么是真正的無級變速器 [打印本頁]

作者: smmcppp 時(shí)間: 2009-12-24 12:08
標(biāo)題: 什么是真正的無級變速器
首先，在批判現(xiàn)有的杠桿原理形成的理論缺陷造成的壞影響之前，給各位出一個(gè)問題：
尋求一個(gè)怎樣的支點(diǎn)，使得一根彎曲的杠桿圍繞一根軸線旋轉(zhuǎn)？旋轉(zhuǎn)的彎曲杠桿狀態(tài)與一根直線軸的旋轉(zhuǎn)有何不同？
我們從哲學(xué)的角度入手，杠桿原理形成的傳統(tǒng)的機(jī)械原理，各種傳動件的傳動功率為：P＝力F×半徑r×角速度ω，從各種驅(qū)動臂到各種傳動輪，直至機(jī)械原理傳動的最高輪系差動輪系，都是通過改變各種傳動件之間的半徑r來實(shí)現(xiàn)功率傳遞；用我們中國的哲學(xué)講此起彼伏，現(xiàn)在只有半徑r的此起，力F被動彼伏，沒有力F的此起半徑r被動彼伏，同時(shí)帶來不同的角速度，或者最佳方式力F與半徑r相互陰陽平衡，力F與半徑r兩者的共同變化才是完美的。以上看來傳統(tǒng)的機(jī)械原理存在的缺陷是只改變半徑r，沒有對改變力F的理論支持；
由于這種理論缺陷對現(xiàn)有各種傳動裝置造成了壞影響，就拿汽車變速器來講，應(yīng)該說真正的無級變速器是汽車變速器的最高目標(biāo)，什么是真正的無級變速器？它與現(xiàn)有的各種變速器有何區(qū)別？
簡單介紹一下現(xiàn)有汽車變速器的背景；100多年來作為汽車無級變速器，歐美等國在這方面投入上百億美金無果而終（相對真正的無級變速器）；國內(nèi)吉利汽車搞了一個(gè)摩擦無級變速投入了上百萬無果而終；現(xiàn)在流行的各種AT DCT CVT汽車變速器，就像是人類文明發(fā)展的機(jī)器生物，一直是您們這些國之精英的心頭之痛；放開現(xiàn)在流行的各種AT DCT CVT汽車變速器的其他特點(diǎn)不說，他們有一個(gè)共同的特點(diǎn)，都需要一個(gè)足夠大的起始扭矩，才能驅(qū)動汽車行走，這一點(diǎn)說明我們不可能將半徑r變得無窮小或者任意的增大半徑r，由此造成了自從汽車誕生以來，馬路上發(fā)動的汽車不時(shí)冒出的黑煙，公交車啟動時(shí)乘客來回的前呼后擁；尤為重要的是電動汽車的發(fā)展，變速器的起始扭矩直接影響到動力源電池的設(shè)計(jì)。
什么是真正的無級變速器？來舉一個(gè)例子，一個(gè)成年人能推動一輛小汽車，從開始推到汽車啟動是一個(gè)動量沖量積累的過程，換言之，我們能夠以一個(gè)很小的動力，比如說一馬力就能夠?qū)⑵噯悠饋?。也就是說真正的無級變速器不應(yīng)該有起始擋，其對發(fā)動機(jī)或輸入的功率可以降低到最小，比如說幾個(gè)馬力。
回到前面的問題，彎曲的杠桿圍繞一根軸線X軸旋轉(zhuǎn)其支點(diǎn)是一個(gè)虛擬的無支撐的點(diǎn)，這個(gè)虛擬的無支撐的點(diǎn)有一種結(jié)構(gòu)能夠做到，萬向傳動軸承座；旋轉(zhuǎn)的彎曲杠桿狀態(tài)與一根直線軸的旋轉(zhuǎn)區(qū)別是：在彎曲杠桿上X軸和與X軸相互垂直的Y軸上存在兩種扭矩，一種圍繞X軸動力源扭矩，一種是動力源扭矩作用在彎曲杠桿不同點(diǎn)在y軸方向可以大小改變的內(nèi)扭矩。
將這種彎曲的杠桿形成一種雙矩作用裝置，在理論上我們能夠建立一個(gè)基礎(chǔ)，內(nèi)扭矩與動力源扭矩的關(guān)系是彎曲杠桿的桿比和半徑比的乘積，這個(gè)乘積就是雙矩作用裝置的傳動比；這兩種扭矩是通過一種差動輪系來實(shí)現(xiàn)的，這種差動輪系是我們一個(gè)中國人發(fā)明的，它是一種被動無級變速，能夠滿足“發(fā)動機(jī)或輸入的功率可以降低到最小”的條件，但其只能在恒功率的最高速度下作勻速運(yùn)行，不能實(shí)現(xiàn)加速過程中要求的各級勻速運(yùn)行。
雙矩作用裝置是一種能夠放大或減小各種力F穩(wěn)定在要求的水平，其與上述的差動無級變速器結(jié)合來獲得輸出軸的各級無脈動的勻速功率輸出，使得汽車變速器突破了所謂8擋以上，能夠趨于無窮大（理論上講）實(shí)現(xiàn)了真正意義的無級變速器。以上的理論過程和具體結(jié)構(gòu)在專利號2009100073285上能夠檢索到。
這種彎曲的杠桿形成的真正意義的無級變速器用于汽車的意義是：TTCVT（two torque continuously variable transmission,簡稱TTCVT）無級變速器是一種當(dāng)量傳動比大于8擋的無級變速器，其傳動比分為兩段：第一段是啟動階段，適于低功率（如電動汽車）能夠在幾個(gè)馬力的功率下將汽車啟動起來，這時(shí)變速器處于被動無級變速；第二階段是運(yùn)行階段，變速器能夠在足功率下控制各個(gè)階段勻速運(yùn)行，該無級變速器為純機(jī)械齒輪軸承傳動，更換傳動比時(shí)，由一種雙矩軸承傳動來實(shí)現(xiàn)；能夠?qū)崿F(xiàn)大功率，高效傳動。與傳統(tǒng)理論不同，其傳動比是通過一種杠桿彎軸（在一根軸上有兩種扭矩的軸）的雙矩傳動裝置的桿比與半徑比的乘積來實(shí)現(xiàn)，是一種軸承傳動結(jié)構(gòu)，意味著汽車的變速器由軸承傳動系統(tǒng)來取代，汽車差速器來實(shí)現(xiàn)雙矩傳動裝置的雙矩，同時(shí)實(shí)現(xiàn)汽車的差動；從根本上改變了法國人雷諾那種被動差速效果；以一種純機(jī)械型差速器徹底改變了汽車的可通過性；例如，輸入差速器的功率可自適應(yīng)分配，就如一輛汽車兩邊的輪一邊踏在冰地上；一邊踏在橡膠地上，其可以將功率分配到摩擦力最大的那一個(gè)輪帶動汽車前行，無需差速鎖 .

作者: fbi369 時(shí)間: 2009-12-25 14:45
好深奧啊
沒看懂

作者: honghuzhonggong 時(shí)間: 2010-1-7 16:10
樓主真高人看了半天才看出一點(diǎn)點(diǎn)門道

作者: 左手邊 時(shí)間: 2010-1-17 19:38

不錯呀！??！

作者: hljzqt 時(shí)間: 2011-3-16 10:22
一、CVT的發(fā)展
　　無級變速其實(shí)是一個(gè)古老的概念,最早獲得成功應(yīng)用的是在1886年由德國Daimlar-Benz公司生產(chǎn)的汽油機(jī)汽車上，它是一種V型橡膠帶式無級變速傳動裝置，但由于存在著傳遞轉(zhuǎn)矩容量、可靠性和使用壽命的制約，應(yīng)用有限。因此在汽車誕生的一百多年的時(shí)間里，最基本的傳動形式一直是有級齒輪傳動。
　　二十世紀(jì)七十年代中期，荷蘭Van Doorne's Transmissie B.V公司（簡稱VDT公司）開發(fā)出一種金屬帶式無級自動變速器，稱為VDT-CVT。這種無級自動變速器克服了以前其它傳動形式的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的無級變速傳動。VDT-CVT自1987年商品化以來，到目前為止，世界上幾乎所有的汽車生產(chǎn)廠家，都接受了這項(xiàng)技術(shù)，開發(fā)出自己的CVT。CVT的適用范圍也從最初的0.6升，發(fā)展到目前的3.3升。

二、金屬帶式CVT的原理
　　CVT的主要結(jié)構(gòu)和工作原理如圖1所示，主要由主動輪組、從動輪組和金屬帶構(gòu)成。金屬帶由兩束金屬環(huán)和幾百個(gè)金屬片構(gòu)成。在主動輪組和從動輪組中，與油缸靠近的一側(cè)帶輪可以在軸上滑動，另一側(cè)則固定。兩個(gè)帶輪的錐面相對構(gòu)成V型槽，與金屬片的側(cè)面接觸，在液壓系統(tǒng)的作用下，實(shí)現(xiàn)動力傳遞和速比的變化。
　　在金屬帶式無級變速器的液壓系統(tǒng)中，從動油缸的作用是控制金屬帶的張緊力，以保證來自發(fā)動機(jī)的動力高效、可靠的傳遞。主動油缸控制主動錐輪的位置沿軸向移動，在主動輪組金屬帶沿V型槽移動，由于金屬帶的長度不變，在從動輪上金屬帶沿V型槽向相反的方向變化。金屬帶在主動輪組和從動輪組上的回轉(zhuǎn)半徑發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)速比的連續(xù)變化。
三、CVT的優(yōu)點(diǎn)
　　無級變速傳動具有常規(guī)變速傳動無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。由于無級變速傳動CVT與有級傳動有著原則性的差別，由計(jì)算機(jī)控制速比連續(xù)的變化，不會出現(xiàn)MT的換檔時(shí)速比的跳躍，因此乘客感到的只是汽車的平穩(wěn)加速，而不會感到換檔沖擊。同時(shí)使汽車的操縱性大大簡化，降低了駕駛員的勞動強(qiáng)度，非常適合非專業(yè)駕駛員。另外，由于傳動機(jī)理不同，無級變速傳動也表現(xiàn)出較高的傳動效率和優(yōu)良的使用特性。對于典型的5檔AT，不同檔位的傳動效率有很大的差異，平均傳動效率為6%。一般的MT的傳動效率為97%。盡管金屬帶式無級變速器為摩擦傳動，但它的傳動效率，經(jīng)試驗(yàn)測定達(dá)到90-97%之間，與MT的傳動效率差不多。由于無級變速傳動使發(fā)動機(jī)的工作點(diǎn)與車速無關(guān)，根據(jù)不同的需要可以控制發(fā)動機(jī)的工作點(diǎn)在最經(jīng)濟(jì)工作點(diǎn)或最佳動力工作點(diǎn)工作，因此無級變速傳動比其它傳動方式表現(xiàn)出更高的經(jīng)濟(jì)性和動力性。
金屬帶式無級變速器
　　

金屬帶式無級變速器主要是由起步離合器、行星齒輪機(jī)構(gòu)、無級變速機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)和中間減速機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
　　1) 起步離合器
　　2) 行星齒輪機(jī)構(gòu)
　　無級變速器的行星齒輪機(jī)構(gòu)采用雙行星齒輪機(jī)構(gòu)，行星架上固定有內(nèi)、外行星齒輪和右支架，其中右支架是通過螺栓固定在行星架上，外行星齒輪和齒圈嚙合，內(nèi)行星齒輪和太陽輪嚙合。它們可以實(shí)現(xiàn)前進(jìn)和倒檔。

實(shí)物照片
　　3) 無級變速機(jī)構(gòu)
　　無級變速機(jī)構(gòu)由金屬傳動帶和主、被動工作輪組成。金屬傳動帶由兩百多個(gè)金屬片和兩組金屬環(huán)組成，每個(gè)金屬片的厚度為1.4mm，在兩側(cè)工作輪擠壓力作用下傳遞動力。每組金屬環(huán)由9或12片厚度為0.18mm的帶環(huán)疊合而成，金屬環(huán)的功用是提供預(yù)緊力，在動力傳遞過程中，支撐和引導(dǎo)金屬片的運(yùn)動，有時(shí)承擔(dān)部分轉(zhuǎn)矩的傳遞。主、被動工作輪由可動和不動錐盤兩部分組成。
　　4) 控制系統(tǒng)
　　控制系統(tǒng)是用來實(shí)現(xiàn)無級變速器系統(tǒng)傳動比無級自動變化的。在無級變速器系統(tǒng)中，采用機(jī)－液控制系統(tǒng)或電－液控制系統(tǒng)。它主要由油泵（齒輪泵和滾子葉片泵）、液壓調(diào)節(jié)閥（速比和帶與輪間壓緊力的調(diào)節(jié)）、傳感器（油門和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速）和主、從工作輪的液壓缸及管道組成，實(shí)現(xiàn)傳動無級變速的調(diào)節(jié)。速比控制、夾緊力控制和起步離合器的控制是無級變速控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。
　　5) 中間減速機(jī)構(gòu)
　　由于無級變速機(jī)構(gòu)可提供的速比變化范圍為2.6～0.445左右，不能完全滿足整車傳動比變化范圍的要求，故設(shè)有中間減速機(jī)構(gòu)。
　　金屬帶式無級變速器的傳動原理
　　無級變速器的變速原理很簡單，但也很巧妙。傳動器的主、被動工作輪的固定和可動兩部分形成V形槽，與金屬傳送帶嚙合。當(dāng)主、被動工作輪可動部分作軸向移動時(shí)，改變了傳送帶的回轉(zhuǎn)半徑，從而改變傳動比。可動輪的軸向移動是根據(jù)汽車的使用要求，通過液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)地調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)無級變速傳動。
變速部分由主動帶輪（初級輪）、V型金屬帶和被動帶輪（次級輪）所組成。每個(gè)帶輪都由帶有斜面的半個(gè)帶輪而組成一體，其中一個(gè)半輪是固定的，另一個(gè)半輪是可以通過液壓伺服油缸來控制其移動。半輪間的軸向相對位移可以通過控制機(jī)構(gòu)來改變；兩個(gè)帶輪軸間的距離是固定的，傳動帶的周長是固定不變的，所以形成傳動比為當(dāng)主動輪的半徑r1處于較小半徑時(shí)(半輪間的距離較寬)，被動輪的半徑r2處于較大半徑時(shí)(半輪間的距離較窄)，傳動系的傳動比較大，相當(dāng)于汽車低檔行使。反之，相當(dāng)于高檔行使。通過控制r1和r2的連續(xù)變化，實(shí)現(xiàn)了無級變速。即：通過控制主被動輪的可動部分的軸向移動，來改變傳動帶的回轉(zhuǎn)半徑，從而得到連續(xù)的傳動比。

四、CVT研究現(xiàn)狀
　　迄今為止，CVT變速器僅有不到十年的銷售歷史。目前，全世界年產(chǎn)CVT汽車一百多萬輛，其中90%在日本生產(chǎn)，另外的10%在歐洲和美洲生產(chǎn)。中國的汽車業(yè)在自動變速器方面還是個(gè)空白領(lǐng)域，有關(guān)自動變速器的研究也開始不久。國內(nèi)開始CVT的研究工作也不到十年的時(shí)間，吉林大學(xué)（原吉林工業(yè)大學(xué)）是國內(nèi)最早從事CVT研究的單位之一，十年來共承擔(dān)國家和企業(yè)研究課題十多個(gè)，多項(xiàng)研究成果通過了專家鑒定，研制成功CVT變速器兩臺，并且都進(jìn)行了裝車試驗(yàn)。以下是其中的部分課題：
●1996年承擔(dān)了國家科技部九五攻關(guān)課題"金屬帶式無級自動變速器的研究與開發(fā)"。結(jié)合二汽的EQ6480輕客，成功研制了國內(nèi)第一臺CVT變速器，現(xiàn)已完成裝車試驗(yàn)，并通過國家鑒定。
●1997年承擔(dān)吉林省科委項(xiàng)目"轎車無級變速器最佳動態(tài)匹配與控制規(guī)研究"。
●1998年承擔(dān)長春齒輪廠項(xiàng)目"紅旗轎車裝用CVT變速器前后經(jīng)濟(jì)性動力性分析"。
●2000年承擔(dān)吉林省科委攻關(guān)項(xiàng)目“轎車無級自動變速器的開發(fā)”。該項(xiàng)目針對　　JETTA轎車開發(fā)第二代CVT變速器，其機(jī)械部分借用一臺國外的CVT變速器，重新研制其液壓閥塊（圖3）；同時(shí)，又研制了單片機(jī)集成控制器。本項(xiàng)目自行研制了CVT變速器除機(jī)械部分以外的全部系統(tǒng)，并且初步研究了樣車、發(fā)動機(jī)和變速器的匹配關(guān)系；為此開發(fā)的控制軟件可以很好地完成試驗(yàn)車的主要工作過程控制。本項(xiàng)目已經(jīng)于2003年7月通過了專家鑒定（圖4），我們研制的CVT變速器已經(jīng)具有了產(chǎn)品化的雛形。

作者: 向左看齊 時(shí)間: 2011-3-16 14:05
開始看著好像是成立的。后來越看越覺得理論不成立。
如果真的像樓主說的那樣簡單易行，樓主做個(gè)樣機(jī)裝車出去跑兩步給大家見識見識就好了。

作者: wgq379571125 時(shí)間: 2011-3-23 15:44
還沒研究過，了解一下吧

作者: yangzhongyin220 時(shí)間: 2011-4-5 10:38
有看過，但還沒研究過

作者: wo_kino 時(shí)間: 2011-4-5 16:38
直接是沒看完。。。有待精英們進(jìn)一步研究

作者: wivh 時(shí)間: 2011-4-7 11:02
看暈了^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

作者: amoon 時(shí)間: 2011-4-7 18:37
看不懂……………………

作者: 老瞇兔dy 時(shí)間: 2012-5-2 17:34
回頭到佰騰網(wǎng)學(xué)習(xí)一下專利文件

作者: 暗星 時(shí)間: 2012-5-4 15:51
能不能實(shí)事求是一些,少搞點(diǎn)虛的

作者: dashajiang 時(shí)間: 2012-5-4 17:13
很不好弄哈！

作者: 絲路 時(shí)間: 2012-5-9 19:48
高人啊，看的頭暈

作者: w312658041 時(shí)間: 2012-5-28 09:50
受教了

作者: 大漠05000007 時(shí)間: 2012-5-31 17:00
太專業(yè)了，看不懂啊

作者: 大漠05000007 時(shí)間: 2012-5-31 17:01
太專業(yè)了，看不懂啊

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