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液體傳動(dòng)

液體傳動(dòng)分為兩類:一類是液壓式,主要是由泵和馬達(dá)組成或者由閥和泵組成的變速傳動(dòng)裝置,適用于中小功率傳動(dòng),液壓式又包括靜液壓式和液壓機(jī)械式兩種。另一類為液力式,采用液力耦合器或液力矩進(jìn)行變速傳動(dòng),適用于大功率(幾百至幾千千瓦)。 液體傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是:調(diào)速范圍大,可吸收沖擊和防止過載,傳動(dòng)效率較高,壽命長,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化:制造精度要求高,價(jià)格較貴,輸出特性為恒轉(zhuǎn)矩,滑動(dòng)率較大,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易發(fā)生漏油。

電力傳動(dòng)

電力傳動(dòng)基本上分為三類:一類是電磁滑動(dòng)式,它是在異步電動(dòng)機(jī)中安裝一電磁滑差離合器,通過改變其勵(lì)磁電流來調(diào)速,這屬于一種較為落后的調(diào)速方式。其特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單,成本低,操作維護(hù)方便:滑動(dòng)最大,效率低,發(fā)熱嚴(yán)重,不適合長期負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn),故一般只用于小功率傳動(dòng)。 二類是直流電動(dòng)機(jī)式,通過改變磁通或改變電樞電壓實(shí)現(xiàn)調(diào)速。其特點(diǎn)是調(diào)速范圍大,精度也較高,但設(shè)備復(fù)雜,成本高,維護(hù)困難,一般用于中等功率范圍(幾十至幾百千瓦),現(xiàn)已逐步被交流電動(dòng)機(jī)式替代。 三類是交流電動(dòng)機(jī)式,通過變極、調(diào)壓和變頻進(jìn)行調(diào)速。實(shí)際應(yīng)用最多者為變頻調(diào)速,即采用一變幅器獲得變幅電源,然后驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)變速。其特點(diǎn)是調(diào)速性能好、范圍大、效率較高,可自動(dòng)控制,體積小,適用功率范圍寬:機(jī)械特性在降速段為恒轉(zhuǎn)矩,低速時(shí)效率低且運(yùn)轉(zhuǎn)不夠平穩(wěn),價(jià)格較高,維修需專業(yè)人員。近年來,變頻器作為一種先進(jìn)、優(yōu)良的變速裝置迅速發(fā)展,對(duì)機(jī)械無級(jí)變速器產(chǎn)生了一定的沖擊。

機(jī)械傳動(dòng)

傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)的特點(diǎn)主要是:轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,滑動(dòng)率小,工作可靠,具有恒功率機(jī)械特性擊性較差,故一般適合于中、小功率傳動(dòng),傳動(dòng)效率較高,而且結(jié)構(gòu)簡單,維修方便,價(jià)格相對(duì)便宜;但零部件加工及潤滑要求較高,承載能力較低,抗過載及耐沖擊性較差,故一般適合于中、小功率傳動(dòng)。

新型CVT機(jī)構(gòu)在可調(diào)節(jié)的齒輪輪轂上且位于同步齒輪的外圍圓周上通過連接軸安裝有扇形齒輪,扇形齒輪上的齒輪與同步齒輪外圓上的齒輪相嚙合,扇形齒輪的外側(cè)與齒桿的一端相固定,這樣就組成了可調(diào)節(jié)的齒輪,當(dāng)可調(diào)齒輪繞齒桿彎曲方向轉(zhuǎn)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒圈時(shí),通過伺服機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)齒輪轉(zhuǎn)軸與內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)軸之間的距離,從而改變兩個(gè)相鄰齒桿之間所作用內(nèi)齒圈的齒數(shù),改變傳動(dòng)比,進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。

新型CVT結(jié)構(gòu)緊湊,占用空間小,成本低廉,傳動(dòng)效率高,可以實(shí)現(xiàn)高負(fù)載下的有效傳動(dòng),使用很方便,便于大規(guī)模推廣使用。

可變斜面式無級(jí)變速器性能更加優(yōu)越,多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)超出人們對(duì)無級(jí)變速器的要求。

自動(dòng)變速器是為了簡便操作、降低駕駛疲勞而生的,按齒輪變速系統(tǒng)的控制方式,它可以分為液控液壓自動(dòng)變速器和電控液壓自動(dòng)變速器;按傳動(dòng)比的變化方式又可分為有級(jí)式自動(dòng)變速器和無級(jí)式自動(dòng)變速器。因此,無級(jí)變速器實(shí)際上是自動(dòng)變速器的一種,但它比常見的自動(dòng)變速器要復(fù)雜得多,技術(shù)上也更為先進(jìn)。

無級(jí)變速器與常見的液壓自動(dòng)變速器最大的不同是在結(jié)構(gòu)上,后者是由液壓控制的齒輪變速系統(tǒng)構(gòu)成,還是有擋位的,它所能實(shí)現(xiàn)的是在兩擋之間的無級(jí)變速,而無級(jí)變速器則是兩組變速輪盤和一條傳動(dòng)帶組成的,比傳統(tǒng)自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)簡單,體積更小。另外,它可以自由改變傳動(dòng)比,從而實(shí)現(xiàn)全程無級(jí)變速,使車速變化更為平穩(wěn),沒有傳統(tǒng)變速器換擋時(shí)那種"頓"的感覺。

奧迪的Multitronic變速器是在原有無級(jí)變速器的基礎(chǔ)上安裝了一種稱為多片式鏈帶的傳動(dòng)組件,這種組件大大拓展了無級(jí)變速器的使用范圍,能夠傳遞和控制峰值高達(dá)280 N·m的動(dòng)力輸出,其傳動(dòng)比超過了以前各種自動(dòng)變速器的極限值。該變速器的明顯優(yōu)勢是耗能少,反應(yīng)更快,從車輛的整體性能來看,裝有Multitronic變速器的奧迪A6 2.8轎車的0~100 km/h加速時(shí)間比同級(jí)普通自動(dòng)變速器車型快了1.3 s,百公里油耗降低了0.9 L。

Multitronic 還采用了全新的電子控制系統(tǒng),以克服原有無級(jí)變速器的不足。比如在上下坡時(shí),系統(tǒng)能自動(dòng)探測坡度,并通過調(diào)整速比增加動(dòng)力輸出或加大發(fā)動(dòng)機(jī)的制動(dòng)扭矩來協(xié)助車輛行駛。

相對(duì)于傳統(tǒng)的自動(dòng)變速器,Multitronic有更高的靈活性,在增加或刪除變速模式的時(shí)候,只需要更改電腦程序即可改變齒輪的比數(shù)和半徑,因此可以和多臺(tái)不同類型、不同輸出特性的發(fā)動(dòng)機(jī)配合使用。

旗云CVT

旗云CVT采用了德國ZF公司生產(chǎn)的VT1F無級(jí)變速器,和它出色的發(fā)動(dòng)機(jī)一起,這一整套動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)都來自于寶馬MINICOOPER。該無級(jí)變速器有無級(jí)變速、自動(dòng)巡航、運(yùn)動(dòng)模式和6擋手動(dòng)4種駕駛模式,與電子油門配合以后更接近智能化控制,采用了CVT變速器的旗云百公里油耗僅比原來增加了0.3 L(廠家數(shù)字)。

派力奧Speedgear

派力奧(西耶那、周末風(fēng))Speedgear是一種手/自一體式電控?zé)o級(jí)變速器(ECVT),南京菲亞特率先把它應(yīng)用在小型車上。它提供兩種換擋模式:電控?zé)o級(jí)自動(dòng)變速模式和6擋順序手動(dòng)變速模式,駕駛者可以根據(jù)喜好選擇不同的換擋方法。Speedgear由液力扭矩轉(zhuǎn)換器、兩個(gè)可變直徑鋼帶輪和一根傳動(dòng)金屬帶(一定數(shù)量的鋼片和兩根9層鋼帶)組成,具有更寬的傳動(dòng)比,同時(shí)具有無級(jí)變速器結(jié)構(gòu)簡單、體積緊湊的特點(diǎn)。

飛度CVT

飛度的CVT無級(jí)變速器是專門為小型車設(shè)計(jì)的,屬于新一代鋼帶無級(jí)自動(dòng)變速器,可允許兩個(gè)帶輪之間進(jìn)行高扭矩傳遞,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、傳動(dòng)效率高,是小型車?yán)镙^好的。飛度的CVT變速器還帶有S擋(運(yùn)動(dòng)模式),既追求流暢感、低油耗,又不乏駕駛樂趣。

CVT技術(shù)真正應(yīng)用在汽車上不過十幾年的時(shí)間,但它比傳統(tǒng)的手動(dòng)和自動(dòng)變速器的優(yōu)勢卻是顯而易見的:

1. 結(jié)構(gòu)簡單,體積小,零件少,大批量生產(chǎn)后的成本肯定要低于當(dāng)前普通自動(dòng)變速器的成本;

2. 它的工作速比范圍寬,容易與發(fā)動(dòng)機(jī)形成理想的匹配,從而改善燃燒過程,進(jìn)而降低油耗和排放;

3. 具有較高的傳送效率,功率損失少,經(jīng)濟(jì)性高。

當(dāng)然,CVT技術(shù)也有它的弱點(diǎn),比如傳動(dòng)帶容易損壞,無法承受較大的載荷等等,這些技術(shù)上的難關(guān)使得它一直以來多應(yīng)用在小排量、低功率的汽車上。

CVT技術(shù)發(fā)展得相當(dāng)迅速,各大汽車廠家都在加強(qiáng)這一領(lǐng)域的研發(fā)。尤其是在混合動(dòng)力汽車具有廣泛前景的將來,CVT的地位和作用更是無可替代,它將會(huì)是未來變速器發(fā)展的大趨勢。

其它車型:大眾途觀等合資車。

平衡式行星齒輪無極(級(jí))變速器

技術(shù)簡介:此技術(shù)利用兩套齒輪組形成一個(gè)受控的平衡端從而實(shí)現(xiàn)變速。平衡端就像一架平衡狀態(tài)下的天平一樣,只需很小的力就能打破平衡使平衡端轉(zhuǎn)動(dòng),通過改變這個(gè)力的大小就能控制平衡端的轉(zhuǎn)速從而實(shí)現(xiàn)變速。

原理圖說明:1是輸入軸13是輸出軸。錐形太陽齒輪7和太陽齒輪14通過中間軸固定連接。中間軸15兩端分別插在輸入軸1與輸出軸13中間滑動(dòng)連接。行星輪支架19與輸入軸1與錐形齒輪3和4的連接軸18都是滑動(dòng)連接。錐形齒輪3和4通過軸固定連接。平衡端支架9與錐形齒圈5固定連接與行星齒輪11滑動(dòng)連接。平衡端齒輪6與中間軸滑動(dòng)連接與平衡支架9固定連接。輸出軸13與內(nèi)齒圈10固定連接。16是控制器為阻尼器或電機(jī)。

工作原理:假設(shè)錐形齒圈5固定不轉(zhuǎn),當(dāng)輸入軸1帶動(dòng)錐形齒輪2正方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過錐形齒輪3和4使得錐形太陽齒輪7與太陽齒輪14反轉(zhuǎn),此時(shí)錐形齒輪4給了錐形齒圈5一個(gè)正方向的力。太陽齒輪14反轉(zhuǎn)促使行星齒輪架9(平衡端支架9)產(chǎn)生一個(gè)反轉(zhuǎn)的力,此時(shí)這個(gè)反轉(zhuǎn)的力與錐形齒圈5上正轉(zhuǎn)的力大小相等、方向相反互相作用形成平衡端,所以錐形齒輪5和平衡支架9不轉(zhuǎn)。這時(shí)候只要錐形齒圈5和平衡支架9在外力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)并改變轉(zhuǎn)速,輸出端就變速了。形象點(diǎn)說平衡端就像一架平衡狀態(tài)下的天平,只要給很小的外力就能打破平衡。再通過控制這個(gè)很小的力就能控制平衡端的轉(zhuǎn)速從而實(shí)現(xiàn)變速。如果用電機(jī)控制平衡端反轉(zhuǎn)還能實(shí)現(xiàn)離合器的功能。

套用一組數(shù)據(jù)說明:差速器齒輪組錐形齒輪5為50齒,其他錐形齒輪為10齒。行星減速齒輪組太陽齒輪14為10齒,內(nèi)齒太陽輪10為30齒。這時(shí)平衡端形成。假設(shè)平衡端不動(dòng),單位時(shí)間內(nèi)輸入軸1正轉(zhuǎn)6圈,錐形太陽齒7與太陽齒14反轉(zhuǎn)4圈,輸出軸正轉(zhuǎn)1.33圈。輸入輸出比為4.5比1,起到減速器的作用。此時(shí)若平衡端反轉(zhuǎn)輸出端會(huì)變慢,當(dāng)平衡端反轉(zhuǎn)速度與輸入端速度到達(dá)一定比例時(shí)輸出端不轉(zhuǎn),這樣就實(shí)現(xiàn)了離合器的功能。此時(shí)若平衡端正轉(zhuǎn)并加速則輸出端加速,直到輸入端、平衡端與輸出端速度相同達(dá)到一比一的速比。

控制說明:本設(shè)計(jì)首選阻尼器控制,因?yàn)樽枘崞骺刂扑俣仍礁咂鋼p耗越小。設(shè)計(jì)時(shí)讓錐形齒輪5正方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力大于行星齒輪架9反方向的力一點(diǎn)促使平衡端正轉(zhuǎn)。這樣只用阻尼器就能控制平衡端實(shí)現(xiàn)變速。多余的力也不會(huì)浪費(fèi),它會(huì)轉(zhuǎn)而通過錐形齒輪7最后作用于輸出端。電機(jī)控制由于需要額外的功率所以會(huì)降低效率,但它可以用于離合器的控制。

效率分析:此技術(shù)最關(guān)鍵的是平衡端的穩(wěn)定性和齒輪的效率。穩(wěn)定性越好控制其力量越小效率越高。穩(wěn)定性方面系統(tǒng)必須采用斜齒的方式。還有一些其他方式也能提高穩(wěn)定性。齒輪傳動(dòng)中假設(shè)每經(jīng)過一級(jí)齒輪消耗百分之一的力,那么此結(jié)構(gòu)變速器經(jīng)過五級(jí)齒輪傳動(dòng)在車輛起步時(shí)效率接近94%。當(dāng)車輛速度達(dá)到四十公里每小時(shí)效率接近97%。當(dāng)?shù)竭_(dá)八十公里每小時(shí)以上的速度時(shí)效率接近100%。此時(shí)輸入端與輸出端速度相同,變速器就好似一根傳動(dòng)軸只有軸承略有阻力消耗。

技術(shù)優(yōu)勢:該技術(shù)同時(shí)擁有CVT無級(jí)變速和齒輪變速的共同優(yōu)點(diǎn)。所以此技術(shù)在提速、大扭矩與高速時(shí)更能顯示其優(yōu)越性。此技術(shù)還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)離合器的功能。

成本優(yōu)勢:此技術(shù)主要部件就是齒輪,控制部件是阻尼器和電機(jī)。零部件較少。

市場優(yōu)勢:此技術(shù)不僅能應(yīng)用在各種車輛上,還能在其他各種需要不同變速比的機(jī)械上使用。如果輸入端與輸出端反用還能成為無級(jí)增速器用于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,使其變速更簡單。應(yīng)用范圍甚廣。

技術(shù)現(xiàn)狀:此技術(shù)現(xiàn)處于理論階段,樣品設(shè)計(jì)和軟件模擬正在進(jìn)行中。