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请教各位:迄今为止,全世界的汽车巨头竟然对HMCVT视而不见,为什么?

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  • TA的每日心情

    23-6-2015 11:30
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 15-11-2011 19:15:05 | 显示全部楼层
    谢谢二位回应!
    不过对二位的断语还不敢苟同。
    我想,我还是把功率分流无级调速传动系统的基本构成和设计出发点再扼要介绍一下的好,这样,二位可以对我的疑问有更清楚的了解。说不定对这类传动系统在车辆工程上的应用可能性会有新的判断。因此,我在上面对此作了简要的补充。
    按照楼上的描述,已经可以看到,HMCVT的效率其实是所有各类CVT中最高的,可以十分接近齿轮变速器。
    至于结构复杂性,由于多段HMCVT在各调速分段内是无级的。其各分段跨度按 所要求的高效水平确定。通常,在仅比常规齿轮变速器低2~3个百分点内, 分段跨度可以达1.4或再稍大。这与4~5档常规齿轮变速器的档距相当。亦即可以做到用与4~5档常规齿轮变速器复杂度相当的结构,做到现有6~8檔ATV达不到的平滑调速效果。
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  • TA的每日心情

    23-6-2015 11:30
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    [LV.1]初来乍到

     楼主| 发表于 15-11-2011 18:50:53 | 显示全部楼层
    我所知道的功率分流无级调速传动系统的产业实用是在上世纪大约20~30年代,别克轿车用过。当初是为了提升液力变矩器的效率而发明的。之后,迄今一直都有人在攻这玩艺儿的关。
    如图 l 所示,这种系统包括两个部份:
    (1)        一个自由度为2的齿轮系A。
    该轮系包括主动件 a , 从动件 b 及分别相对于主、从动件独立的传动件 1 与 2 。
    (2)        一个无级变速传动装置 B。该装置有、而且只有两个外接传动件,并且分别与轮系A 的传动件1及2联接。
    (这里所说传动件间的“联接”不仅指二者间的刚性直接联接,而是泛指传动件间的传动耦合,例如齿轮对的啮合。其速比可以不等于1。)
    作为一个传动装置,B的两个外接传动件间的速比可以人为地设定,或根据其特性由传动件1与2上的负荷状况所确定。因此,轮系A 在与装置B 联接后,即受到了后者的一度约束,二者遂组成一个活动度为1的传动系统。每当机构B的速比变化时,整个系统的速比亦随之产生相应的变化。
    显然,装置B构成了轮系A 之外的一条二端功率传输旁路。故这类系统属于功率分流传动系统。较早的著作中,有的将之称为“外分流传动系统”。
    调速装置B可以是任何一种无级变速传动装置。例如,摩擦式无级变速器或液力变矩器。液压机械无级变速器(HMCVT)的调速装置用的是液压无级变速器。
    这一发明的基本设计思想是,只要设法使轮系A传递绝大部份的功率,而使调速装置B传递的功率尽量地小,则全系统的功耗必然很小,效率也必然很高。这的确是可以做到的。在最佳状态,甚至可以使调速装置B传递的功率为零,全部功率由轮系A传递。但麻烦的是,其调速枝功率流是系统速比的函数, 勿论你设计什么样的这种系统,都只能在一个较小的速比范围内达致这样的效果。速比一超出那范围,调速枝功率即急剧加大,导致系统效率大幅下降。这一问题一直把工程师们困扰了一个世纪。当然,解决的办法不是没有,行内也是很早就有人想到,可以将一个功率分流传动系统和一个有级变速器串联,使传动系始终只在较小的调速区间内工作。当然,这就不是完全的无级变速了。直到近年,由于控制技术的长足进步,自动换檔已非常普及,于是才出现了产业化的,以液压装置调速的多段功率分流传动系统。
    Fig-1.jpg
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  • TA的每日心情

    23-6-2015 11:30
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    [LV.1]初来乍到

     楼主| 发表于 14-11-2011 22:31:48 | 显示全部楼层 |阅读模式

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          很久以来,我对这个问题找不到答案。趁这里热闹,向汽车专家、行家们讨个教:
    说道这汽车的无级变速器,可是汽车工程师们作了整整一个世纪有多的梦了。从有汽车上路开始,直到现在,全世界成千上万的机械工程师、技术员、师傅、学徒、博士、硕士、专家、教授…年复一年,从没间断过,都在这上头做文章。千奇百怪的设计、专利、论文,可谓已是汗牛充栋,直令人眼花瞭乱。可现在能用在商品汽车上的,还只有一、两种摩擦式无级变速器。但是,第一,大家都还在异口同声地数落:效率低啦,功率小啦,寿命短啦,材料和工艺不过关啦…等等,等等;第二,每日每夜,还有那么多大拿惦记着用个什么新发明革它的命;可见现有的CVT还不算成功。
        更奇怪的是,有一种被称为液压机械无级变速器(HMCVT)的东东,也有好几十年工程实用的历史了。这玩艺综合了啮合轮系的效率高、寿命长,和液压系统能无级变速的优点,完全避免了摩擦式CVT的缺点;其唯一令人遗憾的 ─高效调速范围窄─ 也用将多段高效调速范围拼接起来的方法解决了,并且已成功地用在了拖拉机和一些工程机械上。例如河南大学和一拖开发的的6段新型变速器都已装备在东方红1302R拖拉机上了。我就不理解为什么全国 ─ 不,全世界的汽车企业,直到现在,还是继续死钻摩擦式无级变速器的牛角尖,就不为汽车开发一款液压机械无级变速器的道理。有哪位专家或大拿可以告诉我,这是为什么吗?
          其实,大家都知道,摩擦式无级变速器的牛角尖也是难于钻得通的。这不,才又掉头回来改进有级变速器。从4檔,5檔,6檔,一路搞上来,到现在加到8檔…;换档频繁,操作不易,--自动化!…;换档有功率中断,--搞DCT!…;越搞越复杂…,越搞距理想目标越远,何苦呢?
    与现有在用的各种车用变速器比较,多段HMCVT具有一系列突出的特点:
    1.        综合了啮合传动和CVT的长处,可以无级变速的同时保持了基本等同于齿轮传动的高效率和长寿命。
    2.        基本构成就是(齿轮系+变量液压泵/马达CVT,)所有零部件没有对材料和工艺的特殊要求,在我国的生产条件成熟。开发新产品的投入主要在产品设计和测试方面,工艺装备更新方面投入非常低。
    3.        工作原理和设计方法仅基于静力学和简单的刚体回转运动。理论成熟而贴近实际,产品开发工作相对简单。
    4.        和现有各型CVT比较, HMCVT的机械结构虽较复杂,但其功率容量可大可小,可以适用于各型车辆,不限于小功率车辆;寿命也长很多。
    5.        虽然因为要在较大的范围内实现无级调速,同时保持足够高的传动效率,HMCVT必须将所需调速范围划分成多段较小的、首尾相接的高效调速区段,运行中仍需要进行”换档(段)操作”,但因为是无级调速器的缘故,档数可以远较AMT和DCT少,机械结构也就更为简单的多。更重要的是,HMCVT在整个大变速范围内是真正无级的。
    既然多段HMCVT相对现有各型CVT、AMT和DCT具有如此巨大的优势,并且已经在拖拉机和工程机械上成功产业化了,但迄今为止,全世界的汽车巨头竟然视而不见,为什么呢?

    该用户从未签到

    发表于 15-11-2011 10:09:40 | 显示全部楼层
    首先声明我不是这方面的行内人,不过看了一下介绍。个人觉得肯定不适合乘用车来使用:
    1.这套系统太复杂,光齿轮系统还有液压系统,成本自不用说,肯定高过现在的几种,而且复杂,系统更不稳定。
    2.布置也是个问题,对于农业机械和工程机械,限制要小很多,轿车估计就够呛了!
    3.机械效率问题,本来就经过了齿轮变速,然后还得多加两道机械能和液压能的传递,不用说效率会差很多。AT只多一道液力变矩器都比MT耗油,你多两道,你说呢?不如上电动的。
      而且钢带CVT做的好比AT是省油的。目前是比较好的选择。你说的这种HMCVT之所以在农用和工程上应用广泛,分析应该是为了获得大功率容量和可靠性!因为农用和工程上的负载更复杂,更多的冲击载荷。应用在低速大扭矩是比较合适的。高速的话液压系统的功率损失会大得多,因此不太适合乘用车。
    其他不多说了,探讨一下!

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    发表于 15-11-2011 11:13:58 | 显示全部楼层
    液压泵+马达的CVT结构,显然效率不可能高的。。。
    如果不和混合动力一起使用,这个传动效率在民用车上显然是不可行的。。。要知道现在各个国家都有油耗要求的
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    该用户从未签到

    发表于 17-11-2011 12:56:31 | 显示全部楼层
    我猜你说的是静压式液力CVT吧?
    本田DN-01摩托车是这两年唯一使用这个技术的民用车辆,本田管这个变速箱叫HFT(Human Friendly Transmission)
    http://en.wikipedia.org/wiki/Honda_DN-01
    http://en.wikipedia.org/wiki/Human_Friendly_Transmission
    确实是很不错的技术,并且很有潜力。不过目前来说,这货首先太贵,这样在小型乘用车上使用有限;其次是他的扭矩容量和尺寸有直接关系,这样的话在高性能车上使用又有限。。。
    不过谁知道呢,有可能给个十年八年的会成为一个新潮流的。
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    该用户从未签到

    发表于 18-11-2011 10:35:01 | 显示全部楼层
    我大概看了一下,你这个系统其实就是在机械变速器上加一套区间的无极调速装置。
    如果是这样那我想在轿车使用方面讨论一下这个问题:
    布置问题暂且不谈
    1.讲传动效率,这个系统的效率不可能超过机械变速器也就不可能超过DCT。
    2.讲自动控制,换挡效率,这个系统机械变速这块顶多变成AMT,还多一套液压自动控制系统,变速的效率显然不能和DCT和CVT相比。
    你前文说的功率中断在你这个系统也一样存在,况且DCT换挡时间非常短,基本可以忽略不计了。
    3.讲无极变速,这个系统顶多只能算个折中的改良方案,目前CVT满足一般轿车的使用要求,虽然传递扭矩有限,但对于轿车领域大部分可以满足,
    而且还有改进空间。以后汽车也是朝着小型轻量化的方向发展,功率容量的问题也慢慢不是问题了。
    要实现无极变速,电动的发展应该更有前途,电动驱动无极变速实现估计是最简单的。HMCVT增加了成本却不能降低使用成本,推广显然困难
    而电动能很显著降低使用成本,而且现在油价高涨,排放日益严格。
    综上,你所说的HMCVT在其他领域,特别是工程上使用有它的优点——传递功率大  皮实可靠,但在一般轿车上使用,我实在找不出很充分的理由,
    除了能实现无极变速外,而且与CVT相比,效率高不高还需要有数据支撑说明。目前厂家关心的问题,主要是成本、油耗、排放,这个技术在这几方面
    视乎没有什么贡献,所以让厂家在这个技术上投入显然是不情愿的。

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    该用户从未签到

    发表于 28-11-2011 15:54:20 | 显示全部楼层
    学习了,对7楼说法表示一定赞同
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  • TA的每日心情

    23-6-2015 11:30
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    [LV.1]初来乍到

     楼主| 发表于 4-12-2011 22:32:20 | 显示全部楼层
    谢谢6楼的回应!
    我循您提供的线索检索了一下,大致了解到本田HFT的结构原理。
    按照已公开的材料来看, 本田HFT还不是我所说的那类功率分流液压机械变速器HMCVT,而只是液压无级变速器HCVT。在其无级变速状态下,全部功率都是液压变速器传递的。因此,除非它用手控6速机械传动,其效率不可能很高。但这也解决了我心中一个久存的疑虑。此前,我一直最担心的HMCVT用于车辆传动的问题是,液压传动是否能满足现代车辆的无故障周期的高要求?本田声称其HFT可以在摩托车使用期内免维修,应该说,按现代功率分流液压机械变速器HMCVT的设计和制造水平来说,用于车辆应该没问题了。
    当然,我的其它问号依然存在。希望兄台能继续有以教我。
    谢谢!
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  • TA的每日心情

    23-6-2015 11:30
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    [LV.1]初来乍到

     楼主| 发表于 4-12-2011 23:46:40 | 显示全部楼层
    谢谢7楼的回应!
    关于这个问题,我想再在这里和大家继续讨论一下。
    1.        “讲传动效率, 这个系统(HMCVT)的效率不可能超过机械变速器,也就不可能超过DCT。”
    这个,我完全赞同。但HMCVT的效率可以十分接近DCT,而且其速比是无级可调的。就(发动机+变速器)的总体效率而言,HMCVT至少不会低于DCT。
    2.        “讲自动控制,换挡效率,这个系统(HMCVT)机械变速这块顶多变成AMT,还多一套液压自动控制系统,变速的效率显然不能和DCT和CVT相比。”
    这个,我有保留。我可以有把握地说,设计得当的HMCVT的换段机构不仅较DCT,AMT等更简单,而且,其换檔(段)效果会更平顺。
    3.        “讲无极变速,这个系统(HMCVT)顶多只能算个折中的改良方案,目前CVT满足一般轿车的使用要求,虽然传递扭矩有限,但对于轿车领域大部分可以满足,而且还有改进空间。以后汽车也是朝着小型轻量化的方向发展,功率容量的问题也慢慢不是问题了。”
    这个,我基本赞成。但HMCVT的材料和工艺要求较目前的摩擦式CVT低,寿命可能更高,功率适应范围更宽很多。我想,有这些优势,不说在大功率车辆,即便在轿车领域, HMCVT也应有足够的竞争能力。
    4.        “要实现无极变速,电动的发展应该更有前途,电动驱动无极变速实现估计是最简单的。HMCVT增加了成本却不能降低使用成本,推广显然困难…而电动能很显著降低使用成本,”
    这个,我的想法不太一样。
    没错, 要实现无级变速,电动最容易。但要用在传递动力的场合,实现无级变速的同时,还得同时实现无级变矩。电传动的功率密度恐怕很难能与液压传动比肩。完全采用电传动并实现无级变速,要能在高速运转,又要能在低速产生巨大的转矩输出,在车辆传动这块,还不能过重,恐非易事。倒是和HMCVT一样,将电传动与啮合传动结合,做成以电传动作为调速装置的功率分流传动系统,真还会是未来车辆传动的一个发展方向。现在已经有不少人在干这个活儿了,只是技术离成功尚有不小距离。
    我目前还持有这些看法,并不是要想否定兄台的意见。相反,我相信目前大部份厂家都会有与您一样的顾虑。我只是希望在这里向大家讨教,除了以上几点外,还有没有其它的我们还不知道的理据,使HMCVT不能用于汽车传动?
    希望大家能帮我找到答案。
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    发表于 9-12-2011 14:39:54 | 显示全部楼层
    前面已经说的很明白了,只是讨论在轿车上使用。轿车的负载是很轻的,电动车也有量产的了,主要限制因素不在动力上,只在电池上。沃
    蓝达电动驱动能达到160Km/h,所以你反复强调功率密度似乎没有太大必要。
    也许等你这个技术成熟的时候,纯电动都已成气候了,发动机都不太必要了,变速器还有存在的必要吗?所以个人认为轿车上应用的前景不太好。
    话说回来,在这里讨论也没有必要,都只是空谈,因为没有人做过。真坚持有前途可以自己去开发,通过试验去验证,真正做出来之后才能发现有哪些问题。

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    发表于 9-12-2011 14:57:20 | 显示全部楼层
    即算是技术上能够实现,但是现今是个商业社会,如果这个产品在轿车行业不能体现出性价比优势的话,那很有可能不会被采用,而且就楼主所说的来看,这个更适合对于空间限制较少,而对扭矩传输要求较高的车型上,比如大型农用机械等,这才是发展的方向,就像AT天生不太适合重载卡车一样,术有专攻嘛

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    23-6-2015 11:30
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     楼主| 发表于 10-12-2011 13:54:12 | 显示全部楼层
    谢谢楼上诸位!
    还有什么可能造成HMCVT至今不能用于汽车传动的其它原因没有?
    恳切请求坛中各位指教!
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    该用户从未签到

    发表于 1-3-2012 10:42:36 | 显示全部楼层
    有所获,
    不过本人感觉HMCVT发展前景是有的,但目前的阶段能源转化效率不高,损耗问题本身就存在,如果基于理想的状态,空间美好啊!

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    发表于 7-4-2012 07:59:39 | 显示全部楼层
    1成本2效率都是汽车厂要靠率
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