環型錐盤滾輪牽引式無級變速器

    目前生產的無級變速器CVT(Continuously Variable Transmission)大多數采用金屬帶形式。例如奧迪A6的multitronic無級/手動一體式變速器,核心組件是兩組帶輪,通過改變驅動輪與從動輪金屬帶的接觸半徑進行變速。無級變速器的傳動效率高且穩定,傳動效率可高達95%,變速范圍可達5~6。

    還有一種已經投入使用的無級變速器IVT(Infinitely Variable Transmission),核心部分由輸入傳動盤、輸出傳動盤和Variator傳動盤組成。兩個輸入傳動盤分別位于兩端,輸出傳動盤只有1個位于中間位置,Variato傳動盤則夾于輸入傳動盤和輸出傳動盤中間,它們之間的接觸點以潤滑油做介質,金屬之間不接觸,通過改變Variato裝置的角度變化而實現傳動比的連續而無限的變化。

    環型錐盤滾輪牽引式無級變速器與金屬帶式無級變速器相比可以傳遞更大的功率,適合較大排量的車輛。由變速傳動機構、調速機構及加壓裝置三個主要部分組成,核心部分是變速傳動機構。

    如示意圖所示,變速傳動機構包含三個主要零件(已經拆開):輸入錐盤、輸出錐盤和動力滾子。輸入輸出錐盤與動力滾子接觸的工作面是回轉曲面,母線是一段圓弧。動力滾子是一個截球臺,可以繞自身軸線轉動。

    變速傳動機構的工作原理如右下圖(只畫出上半部分),動力滾子球臺(黑色)兩側球面部分分別與輸入、輸出錐盤的環面接觸,運動和動力通過錐盤和滾子間潤滑油膜中的牽引力進行傳遞。輸入輸出錐盤的軸線在同一直線上,從左往右看,如果輸入錐盤順時針轉動(如圖箭頭所示),動力滾子受驅動繞自身軸線逆時針轉動(從上往下看),動力滾子帶動輸出錐盤逆時針轉動。所以兩錐盤工作時的旋轉方向相反。

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    變速傳動機構是通過改變接觸半徑進行變速的。在圖示位置上,輸入錐盤與動力滾子接觸處的回轉半徑為R1,輸出錐盤與動力滾子接觸處的回轉半徑為R2,而動力滾子的速度在兩處相同。如果動力滾子與主、從動錐盤之間的滑動率沒有太大的差異,接觸半徑小的錐盤轉動角速度就大,反之就小。因此,圖示位置正處于減速運行狀態。通過調速機構可以使動力滾子的軸線擺動,通過改變圖中夾角B改變主、從動錐盤的接觸半徑,從而改變傳動比。

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    要可靠地傳遞運動和動力,需要設置一個加壓裝置,給輸入輸出錐盤施加軸線方向的力,使兩錐盤與動力滾子間保持所需要的壓力,從而產生足夠的牽引力。

車匯通
2005年10月6日

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