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發(fā)表于 2008-2-19 12:20:39
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批判的有道理嗎？
在討論對CVT技術(shù)的結(jié)構(gòu)與原理的批判時,，先要搞清楚什么是CVT：0 x; d/ t$ C, P! R
首先轉(zhuǎn)載一篇相關(guān)資料：* C z) T& k S5 O5 `& y
錐盤的藝術(shù)——CVT技術(shù) - F- Z6 X* o6 s( k" O$ L
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CVT： Continuously Variable Transmission無級變速技術(shù),，采用傳動帶和工作直徑可變的主,、從動輪相配合傳遞動力,，可以實現(xiàn)傳動比的連續(xù)改變，從而得到傳動系與發(fā)動機(jī)工況的最佳匹配,，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性,，改善駕駛員的操縱方便性和乘員的乘坐舒適性，所以它是目前最理想的汽車傳動裝置,。
6 S; M9 t1 v% J7 [& `) G& B* x% \ 21世紀(jì),，什么技術(shù)最流行,？CVT！為什么,？因為現(xiàn)在的汽車都用它,。縱觀車市,，飛度,、軒逸，甚至大排量的天籟和奧迪都在使用CVT技術(shù),。雖然目前在汽車上仍廣泛使用的自動變速技術(shù)是將液力變矩器和行星齒輪系組合的自動變速器技術(shù),，但是這種組合有著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重,、傳動比固定的缺點,，而CVT變速器和普通自動變速器的最大區(qū)別是它省去了復(fù)雜而又笨重的齒輪組合變速傳動，只用兩組帶輪進(jìn)行變速傳動,，通過改變驅(qū)動輪與從動輪傳動帶的接觸半徑進(jìn)行變速的,，設(shè)計構(gòu)思十分巧妙。 4 L* k; h4 V6 X# [( p5 {
CVT的歷史
6 Z. P* ]4 z, r; N0 n2 A. D3 | CVT技術(shù)實際出現(xiàn)于一百多年前,。德國奔馳公司可算得上在汽車上采用CVT技術(shù)的鼻祖,。早在1886年它就將V型橡膠帶式CVT安裝在該公司生產(chǎn)的汽油車上。但是由于橡膠帶式CVT存在一系列的缺陷：扭距輸出有限(轉(zhuǎn)矩局限于135N·m以下),，離合器工作不穩(wěn)定,，液壓泵、傳動帶和夾緊機(jī)構(gòu)的能量損失較大,，因而沒有被汽車行業(yè)普遍接受,。1979年荷蘭DAF的工程師改用金屬帶，完善并開發(fā)出實用型的CVT系統(tǒng),。它具有零件少,，體積小，重量輕,，與普通自動變速器比較具有較高的傳動效率,，油耗較低的優(yōu)點。但缺點也是明顯的,，就是傳動帶很容易損壞,，不能承受較大的載荷，但在小功率汽車上很有市場,。 * ]' ?8 B; ~. w% ~0 q, E
進(jìn)入20世紀(jì)90年代,，汽車界對CVT技術(shù)的研究開發(fā)日益重視，特別是在微型車中,，CVT被認(rèn)為是關(guān)鍵技術(shù),。全球科技的迅猛發(fā)展,，使得新的電子技術(shù)與自動控制技術(shù)不斷被采用到CVT中。日產(chǎn)公司首先在CVT的承載能力上有所突破,，他們于1997年上半年開發(fā)了使用在2.0L汽車上的CVT,。此后日產(chǎn)公司計劃將它的CVT的應(yīng)用范圍從1.0 L擴(kuò)大到3.0L的轎車。 : M! I4 V/ j+ j( {/ u8 i* J
CVT結(jié)構(gòu) ) D: C3 }0 _" k$ I0 y! w
CVT的主要結(jié)構(gòu)和工作原理如上圖所示,，該系統(tǒng)主要包括主動輪組,、從動輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件,。金屬帶由兩束金屬環(huán)和幾百個金屬片構(gòu)成,。主動輪組和從動輪組都由可動盤和固定盤組成，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,。可動盤與固定盤都是錐面結(jié)構(gòu),，它們的錐面形成V型槽來與V型金屬傳動帶嚙合,。發(fā)動機(jī)輸出軸輸出的動力首先傳遞到CVT的主動輪，然后通過V型傳動帶傳遞到從動輪,，最后經(jīng)減速器,、差速器傳遞給車輪來驅(qū)動汽車。工作時通過主動輪與從動輪的可動盤作軸向移動來改變主動輪,、從動輪錐面與V型傳動帶嚙合的工作半徑,，從而改變傳動比�,？蓜颖P的軸向移動量是由駕駛者根據(jù)需要通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)主動輪,、從動輪液壓泵油缸壓力來實現(xiàn)的。由于主動輪和從動輪的工作半徑可以實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié),，從而實現(xiàn)了無級變速,。
) P, K7 r1 v- }3 | 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，在從動輪組上金屬帶沿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,，實現(xiàn)速比的連續(xù)變化,。 8 t6 i" G4 l% i: d7 @
這樣,，當(dāng)汽車慢速行駛時,，可以令主動帶輪的凹槽寬度大于被動帶輪凹槽，主動帶輪的鋼帶園周半徑小于被動帶輪的鋼帶圓周半徑,，即小圓帶大圓,，因此能傳遞較大的扭矩。當(dāng)汽車逐漸轉(zhuǎn)為高速時,，主動帶輪的一邊輪壁向內(nèi)靠攏,，凹槽寬度變小迫使鋼帶升起，直至最高頂端,，而被動帶輪的一邊輪壁剛好相反,，向外移動拉大凹槽寬度迫使鋼帶降下，即主動帶輪鋼帶的圓周半徑大于被動帶輪鋼帶的圓周半徑,，變成大圓帶小圓,，因此能保證汽車高速度時的速度要求。
C. v7 t1 x; E/ g5 b CVT變速箱轎車一樣有自己的檔位,，停車檔P,、倒車檔R、空檔N,、前進(jìn)檔D等,，只是汽車前進(jìn)自動換檔時沒有突跳的感覺，十分平穩(wěn),，乘坐舒適性絕佳,。 ) Z' J# ]+ I0 D3 S7 x( m. F
CVT的技術(shù)特征 , @% N/ D7 I9 b. R/ x0 L
1. 經(jīng)濟(jì)性 + t# \/ D# Y& C/ P% A
CVT可以在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速，從而獲得傳動系與發(fā)動機(jī)工況的最佳匹配,，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性,。德國的大眾公司在自己的Golf VR6轎車上分別安裝了4-AT和CVT進(jìn)行ECE市區(qū)循環(huán)和ECE郊區(qū)循環(huán)測試，證明CVT能夠有效節(jié)約燃油 # ~7 ^4 @( S. X: \" o
2. 動力性# `* h8 S/ }0 q& ~! o
汽車的后備功率決定了汽車的爬坡能力和加速能力,。汽車的后備功率愈大,，汽車的動力性愈好。由于CVT的無級變速特性,，能夠獲得后備功率最大的傳動比,，所以CVT的動力性能明顯優(yōu)于機(jī)械變速器(MT)和自動變速器(AT)。 6 Z" Y0 B( o/ j. e9 h
3. 排放
' E5 C, M( D4 D" ?8 C3 s CVT的速比工作范圍寬,，能夠使發(fā)動機(jī)以最佳工況工作,，從而改善了燃燒過程，降低了廢氣的排放量,。日產(chǎn)公司將自已生產(chǎn)的CVT裝車進(jìn)行測試,，其廢氣排放量比安裝4-AT的汽車減少了大約10%。! x0 R V5 e& ^% t
4.成本 5 P) h/ ?1 d+ S3 s k6 |
CVT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,，零部件數(shù)目比AT(約500個)少(約300個),，一旦汽車制造商開始大規(guī)模生產(chǎn),，CVT的成本將會比AT小。由于采用該系統(tǒng)可以節(jié)約燃油,，隨著大規(guī)模生產(chǎn)以及系統(tǒng),、材料的革新，CVT零部件(如傳動帶或傳動鏈,、主動輪,、從動輪和液壓泵)的生產(chǎn)成本，將降低20%～30%,。 6 y- P9 \4 ], {2 {% X
CVT的技術(shù)發(fā)展) V* G- K S g5 }# u6 t7 g% U$ K
CVT技術(shù)未來的發(fā)展可以從以下四個方面進(jìn)行分析,。9 O* _, {. z1 r+ {+ E
1. CVT部件2 e9 B+ j9 w6 W
推式傳動帶和傳動鏈將在轉(zhuǎn)矩傳遞容量和專用性上進(jìn)一步加強(qiáng)。由于產(chǎn)品數(shù)量的迅速增加,，批量生產(chǎn),，新技術(shù)的應(yīng)用，成本會大幅降低,。不同部件,、微處理器和測試設(shè)備的電子控制差異，導(dǎo)致非常高的研究和制造成本,，這將通過電液控制模塊化設(shè)計和大規(guī)模生產(chǎn)而減小,，從而將柔性的功能和低廉的成本有機(jī)組合。CVT專用的液壓泵將被推廣,，用于自動跳合和緊急制動的小型電子驅(qū)動泵,，和用于正常工況的發(fā)動機(jī)驅(qū)動泵協(xié)同工作，將進(jìn)一步改善整個變速器的效率,。
# ]+ n* w6 q4 O/ v/ `& n# ]/ l2 q# X/ e$ H 滑輪優(yōu)化設(shè)計將不僅減小系統(tǒng)的質(zhì)量和降低成本,，而且保證在主、從動輪和傳動帶之間傳遞最大的扭矩,。
/ N% z# y/ X0 I2 D: E" l! a 因為越來越多的CVT進(jìn)入市場,，制造商已經(jīng)開始研究開發(fā)CVT專用變速器工作液，這將進(jìn)一步優(yōu)化CVT工作特性,。 % [/ }) C4 W* P& d4 @/ w$ R: Y
2.CVT變速器% C1 p. L$ D. n0 B- Q# g& H) k3 u) r
對CVT變速器的電子化將的更快的,、更精確地對傳動比、速度,、壓力和扭矩控制,，保證發(fā)動機(jī)和變速器更好的調(diào)節(jié)，提供了不同的行駛模式,，例如運動型,、舒適型和巡航控制，從而使用戶獲得全方位的“行駛樂趣”。
" S+ Q3 o9 A) p* S 3.發(fā)動機(jī)與CVT集成控制
( w1 I5 y% r% H 更精確,、更快的CVT控制,，將與發(fā)動機(jī)控制一起集成到整個傳動系管理系統(tǒng)中，使得油耗和排放的進(jìn)一步降低,。帶有集成發(fā)動機(jī)管理單元的第一個CVT傳動系原型已經(jīng)進(jìn)行了行駛循環(huán)測試。, \$ ?/ a) w1 k2 i$ g& H4 r+ S
4.混合動力CVT傳動系
: M/ d$ h* k! }0 |. q8 A; u& o* l CVT將承擔(dān)帶有飛輪儲能裝置的混合動力傳動系設(shè)計中的重要角色,。采用CVT傳動系的混合動力汽車的油耗有可能減少30%,，排放有可能降低50%。
: ~" U3 E& c3 q5 q CVT的應(yīng)用
! J+ t5 @) C/ X 1987年,，日本Subaru把裝備CVT變速器的汽車投放市場,，獲得成功。隨著技術(shù)的發(fā)展,，能源危機(jī)引發(fā)全球性的節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)意識的提高,，在總結(jié)第一代的CVT的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，開發(fā)出了性能更佳,，扭矩容量更大的CVT,。當(dāng)前，全世界各大汽車廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力,，都大力進(jìn)行CVT的研發(fā)工作�,，F(xiàn)在Nissan、TOYOTA,、Ford,、GM、AUDI等著名汽車品牌中,，都有配備CVT變速器的轎車銷售,，全世界CVT轎車的年產(chǎn)量已達(dá)到近50萬輛。有一點值得注意的是,，裝備有CVT的汽車市場,，由最初的日本，歐洲,，已經(jīng)滲透到北美市場,，因此無級變速汽車是當(dāng)今汽車發(fā)展的主要趨勢。; L* V) {5 q( d8 }
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從CVT變速器的原理與應(yīng)用實踐來看,，應(yīng)該說都沒有什么大問題,，要解決的問題是：第一解決大扭矩問題。第二是解決鏈金屬帶的高速抖動問題,。第三是解決耐用性與傳動效率的問題,。3 v! v0 c5 ^8 @
而從樓主的論點“既然改變半徑r能做到大功率，那么改變力F也能做到大功率，如果能做到恒功率下改變力F與半徑r兩者的共同變化（采用機(jī)械方式,，非液壓等）,，將來的CVT技術(shù) 既可大功率輸出，又可做到高效率輸出,�,！眮砜矗瑢降母拍畲嬖诶斫馍系膯栴}：功率的計算公式?jīng)]有問題,，他只是說明改變F,、r、ω會改變功率P,由此引申出的“既然改變半徑r能做到大功率,，那么改變力F也能做到大功率”我認(rèn)為是理解錯了,。加大r與F是需要大的功率，而不是由此產(chǎn)生了功率,。另外,，效率與這個公式無關(guān)。 |
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