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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,,給各位出一個問題:
$ o: f" b; m0 M; `+ m" H0 d
尋求一個怎樣的支點(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,?
) D T5 c& \7 o+ v' K$ S, |
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,;
4 \7 R5 o2 W% ]! D
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?
: Z; `3 e5 ]/ a2 J
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,,他們有一個共同的特點(diǎn),,都需要一個足夠大的起始扭矩,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)動的汽車不時冒出的黑煙,,公交車啟動時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),。
, G; r# q4 M7 a( v$ A
什么是真正的無級變速器,?來舉一個例子,一個成年人能推動一輛小汽車,,從開始推到汽車啟動是一個動量沖量積累的過程,,換言之,我們能夠以一個很小的動力,,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,,比如說幾個馬力,。
, d8 J" d+ f/ \2 |; a
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)是一個虛擬的無支撐的點(diǎn),,這個虛擬的無支撐的點(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。
( M, R( Z: H7 f( R i
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,。
9 @" y/ p# ~ x' a; G9 ~
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。
- d- y/ _# K1 O% E+ U* D
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)能夠在幾個馬力的功率下將汽車啟動起來,這時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,,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輪帶動汽車前行,無需差速鎖
.
3 t. `6 M- f- ~ T9 V0 b' T: ]
* S6 T5 D1 n# I# q3 i: p
作者:
fbi369
時間:
2009-12-25 14:45
好深奧啊
; G1 C" Q! I I$ B, K) _% z
沒看懂
作者:
honghuzhonggong
時間:
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
時間:
2010-1-17 19:38
不錯呀�,。,。�
作者:
hljzqt
時間:
2011-3-16 10:22
一,、CVT的發(fā)展
. Q/ j" E0 h/ `0 p+ P$ D6 j. x% U
無級變速其實(shí)是一個古老的概念,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間里,,最基本的傳動形式一直是有級齒輪傳動,。
3 a* N* [ B0 W+ N" i
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,。
4 X4 n. h+ s/ u0 v0 @ C
3 P+ r: D" K) P I# ~& y
二,、金屬帶式CVT的原理
7 ~5 y' q# E! T' n
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,。
4 ^1 b. C+ T, Q# c; L
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,。
! P% {+ q# l) `9 H: z9 z; r+ i
三、CVT的優(yōu)點(diǎn)
3 z. r! D, y7 N8 `7 b0 ]3 i
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,。
3 P, V& ?# Q/ v
金屬帶式無級變速器
L/ G6 P" P& i: ?- W$ G- F3 J. b
; u& a: c( F( P; d8 \, G
4 i+ v, w+ e. b
% u) \( l: L3 r( I5 y( s
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。
- i$ f% s! H1 l% b6 f4 ]6 T6 w
1) 起步離合器
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2) 行星齒輪機(jī)構(gòu)
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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,。
( w4 k" @0 I9 ]! H7 @. P4 j
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實(shí)物照片
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3) 無級變速機(jī)構(gòu)
( ?3 D# i3 l- f- B% J( D
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金屬片和兩組金屬環(huán)組成,,每個金屬片的厚度為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。
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4) 控制系統(tǒng)
( O0 w8 _. O' z! `
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,。
' i# z% b8 q. e& ?
5) 中間減速機(jī)構(gòu)
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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),。
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金屬帶式無級變速器的傳動原理
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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,,改變了傳送帶的回轉(zhuǎn)半徑,從而改變傳動比,�,?蓜虞喌妮S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,。
! d' k! f( O3 R0 p
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,。每個帶輪都由帶有斜面的半個帶輪而組成一體,,其中一個半輪是固定的,另一個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(半輪間的距離較寬),,被動輪的半徑r2處于較大半徑時(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。
8 v$ ?$ k G" n
3 P7 Z$ s( S+ D
四,、CVT研究現(xiàn)狀
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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,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:
& J4 X0 w' V, d. {8 [& {
●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,。
4 ^& o3 I9 M3 e0 r4 h0 v
●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"。
4 A( n2 u: {, F, U
●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",。
! z: c( }3 @7 @& D2 _
●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,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。
" m6 r8 T0 r! e! j8 A
( y. N% ?' A* n; [9 L9 ~
Y; S$ } N4 J) @% ~7 S
作者:
向左看齊
時間:
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,。
$ b$ S" l) f. h6 n, ?' d* U2 D2 c
如果真的像樓主說的那樣簡單易行,樓主做個樣機(jī)裝車出去跑兩步給大家見識見識就好了,。
作者:
wgq379571125
時間:
2011-3-23 15:44
還沒研究過,,了解一下吧
作者:
yangzhongyin220
時間:
2011-4-5 10:38
有看過,但還沒研究過
作者:
wo_kino
時間:
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
時間:
2011-4-7 11:02
看暈了^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
作者:
amoon
時間:
2011-4-7 18:37
看不懂……………………
作者:
老瞇兔dy
時間:
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
時間:
2012-5-4 17:13
很不好弄哈,!
作者:
絲路
時間:
2012-5-9 19:48
高人啊,,看的頭暈
作者:
w312658041
時間:
2012-5-28 09:50
受教了
作者:
大漠05000007
時間:
2012-5-31 17:00
太專業(yè)了,看不懂啊
作者:
大漠05000007
時間:
2012-5-31 17:01
太專業(yè)了,,看不懂啊
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