TA的每日心情 | 怒 23-6-2015 11:30 |
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本帖最后由 散兵甲 于 4-11-2012 11:44 编辑
理想的无级变速器,是全世界机械产业作了一个世纪有多的梦了。工程师们即使不说是已经使尽了吃奶的力气,也算使尽了浑身解数。千奇百怪的设计、专利、论文,已是汗牛充栋。可是现在真能用在商品汽车上的,也还只有一、两种摩擦式无级变速器,并且还不能说是真正的十分成功。因为即使已经用上了最昂贵的工艺和材料,其功率容量及其它一些性能指标仍然不够理想,应用范围也仍然十分有限。因而有必要盘点一下CVT的现有技术路线,看看在目前的工业水平上,还有没有点现实的发展可能。
1. 刚性元件约束传动(包括啮合传动)CVT
理论上,刚性元件约束传动,机械损失小。但除齿轮传动而外,这类传动系的输出运动都是脉动的;最典型的,如曲柄连杆式CVT。因此,实际上难免伴生有强烈的震动和效率下降等诸多问题,不能用于车辆及多数机器的旋转动力传送。
近年不断有人声称发明了新型的啮合传动CVT,但细看下,至少其啮合面都不是共轭曲面,不可能真正做到匀角速传动;转速稍高时,是有问题的。
2. 摩擦式无级变速
有多种型式,但受限于摩擦元件的硬度与高摩擦系数的矛盾,功率容量有限。直至近年,由于采用了高成本的材料及工艺,绕带式(包括钢带及链条)无级变速器的性能有了大幅提高,才成功地用于较小功率的乘用车。但若无新的重大技术突破,其容量、寿命,及效率已难望会有更大提高。
3. 液力变矩器
功率容量大,缓冲性能好,传动件无磨损,寿命长而可靠;但效率低,高效调速范围较窄。为了在较宽的调速范围内有效传动,通常须与有级变速器联合使用。多用于工程车或其它重载车辆;亦用于乘用车的自动变速器。目前看不到性能有大幅提高的前景。
4. 滑差式无级变速
包括湿式离合器、磁粉离合器、液力联轴器。优点与液力变矩器同;但机械损失与滑差成正比,高效调速范围窄。亦可与有级变速器结合,用作自动变速器的部件。目前同样看不到性能大幅提高的前景。
5. 液压式无级变速
功率容量较大,调速范围宽,调控方便;主要用于工程车辆或其它机械传动;但效率较低,要单独达到运输车辆所要求的高效水平,目前还看不到其可能。
6. 电传动无级变速
自上世纪末,高频大功率电力开关元件取得突破以来,电动机的变频调速已从梦想成为了现实。理论上,电传动无级变速也应没有不可克服的障碍。目前无级变速电机已用于内燃/电力混合动力车辆驱动;但直接的电传动无级变速器还刚开始开发。成果如何?能否在车辆动力领域取代上述诸般无级变速装置?有待揭晓。有较乐观的期待,也有较疑虑的估计。后者的理由是,电磁力是宇宙四种基本力中,仅强于万有引力的一种力。电磁动力装置在稍低速状态的重量比功率很低。对于车辆这类运动设备,这是个不可小视的问题。
7. 功率分流式无级变速
旧称外分流式无级变速,以与液力变矩器的内分流方式区别。这种变速器包括一套无级变速器及一套二度齿轮系。机械功率输入后,分别经由无级变速器及二度轮系传送;然后再汇合输出。因此,这种变速器兼具轮系传动及无级变速器的优点,若流经无级变速器的功率流份额越小,全系统的传动效率就越高。但遗憾的是,理论及实践均已充分证明,这种变速器只能在特定的狭窄调速范围内保持较高的传动效率。
数去数来,除了电传动CVT还成败未卜之外,其余车用CVT的路似乎都差不多到头了,这出路还有吗?难怪现在各大汽车传动公司还要死钻绕带式CVT的牛角尖;要不,就拚命地开发檔数越来越多的AT。不太久之前,乘用车AT不过3~4檔;现在不到6檔都不好意思往外推,更已有以8檔为卖点的。要再加多檔数,除了徒增成本外,恐怕不会有效果了,想想都不寒而栗。
这出路还有吗???
笔者的答案:还不必太悲观!
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