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昨天，小編受邀參加了由北京北京維艾迪汽車科技有限公司（簡稱VIT）主辦的VIT1113技術(shù)路線發(fā)布會，暨中國自動變速器產(chǎn)業(yè)應(yīng)對新能源發(fā)展趨勢技術(shù)升級研討會。大會為大家展示了VIT活齒無級變速器。簡單說它是一個不會打滑的CVT，什么？你不相信？。那今天小編就跟大家聊一聊活齒無級變速器這點(diǎn)事。
對于傳統(tǒng)的CVT無級變速箱我們并不陌生，其主要通過兩個可變槽寬的主、從動棘輪和鋼帶或鏈條來實(shí)現(xiàn)無級變速。主、從動棘輪可通過滑動改變V型槽的寬度，使鋼帶在主、從動棘輪上的回轉(zhuǎn)半徑發(fā)生變化，而回轉(zhuǎn)半徑的比值就是我們所說的傳動比，回轉(zhuǎn)半徑變了自然傳動比也就變了，且由于變化是連續(xù)的，不存在斷點(diǎn)，所以我們稱之為無級變速。而一般采用齒輪傳動的變速箱則不然，即便擋位再多也會在傳動比上存在斷點(diǎn)，所以無法達(dá)到無級變速的效果。
CVT的優(yōu)點(diǎn)很明顯，因為沒有明確的“擋位”概念，可以實(shí)現(xiàn)“無級變速”。由于速比變化是連續(xù)不斷的，所以汽車的加速或減速過程非常平緩，舒適感好。而且CVT可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級變速，根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作情況，自發(fā)選擇最適當(dāng)?shù)膫鲃颖?，從而達(dá)到節(jié)油目的。一般比MT省油5-8%，比AT省油10-15%。同時CVT變速器也有很大的局限性，因為其用鋼帶進(jìn)行傳動，在承受大扭矩時，鋼帶容易打滑，出現(xiàn)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速飆升，但車子提速慢的情況?？傮w來說，配CVT變速器的車，加速能力通常都較為一般。而改變CVT變速器的這一現(xiàn)狀就成了工程師們的頭等大事。
這才有了我們今天的主角活齒無級變速，在介紹它之前，我們必須先要了解這種變速箱中的一個最為核心的概念—“活齒”。我們都知道傳統(tǒng)的齒輪傳動是靠兩個齒輪的齒面嚙合來實(shí)現(xiàn)動力傳遞的，而這種活齒CVT的傳動方式則與我們平時齒輪傳動有兩點(diǎn)顯著不同。首先它不是傳統(tǒng)意義上的兩個齒輪，而是由一條帶齒的傳動鏈條和一個被稱為“活齒單元”的部件組成。每個活齒單元中，都排列著很多整齊的、極薄的滑片，這些滑片互相之間挨得非常近，且能保證各自獨(dú)立上下活動。錐形盤在轉(zhuǎn)動時，嵌槽內(nèi)活齒單元的這些滑片，會在離心力的作用下，相對單元處于“凸出”位置。隨著錐盤轉(zhuǎn)動，活齒單元和鋼帶之間發(fā)生接觸，鋼帶上面的齒形槽是“死”的，不變形的，因此會擠壓這些因為離心力而凸出來的滑片，使滑片回歸到原本的位置。這樣一來，N多個滑片就被齒形槽“擠”出了一個齒的形狀。這些嵌入到齒形槽的滑片們，扮演著齒輪的角色，與鋼帶形成齒輪嚙合，帶動鋼帶運(yùn)轉(zhuǎn)。
了解了什么是“活齒”，接下來的傳動原理就非常簡單了?；铨XCVT的傳動機(jī)乍一看與傳統(tǒng)CVT十分相似，實(shí)現(xiàn)變速的部件也與我們平時所見的CVT相差不大，主要由主、從動棘輪、傳動鏈條及活齒單元四部分組成。主、從動棘輪通過鏈條連接，表面開有溝槽用于安放活齒單元，活齒單元可沿溝槽自由滑動，其上的活齒部分與傳動鏈條接觸。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，棘輪上的活齒單元跟隨棘輪旋轉(zhuǎn)，傳動鏈條由于被活齒單元形成的齒槽死死咬住，也只能隨之轉(zhuǎn)動，由此實(shí)現(xiàn)力的傳遞。
1000牛米？
昨天的發(fā)布會上小編聽到了一個重要信息，最大承載扭矩可達(dá)1000牛米。這引發(fā)了小編的質(zhì)疑。記得幾年前奔馳的9G-Tronic最大承載扭矩達(dá)到1000牛米，就已經(jīng)屬于行業(yè)翹楚了。而這款變速箱的齒輪僅僅是幾個鋼片是如何做到1000牛米的呢？關(guān)于這一點(diǎn)會中并沒有詳細(xì)說明，也沒有說明這1000牛米的數(shù)字是如何得出來的。
多邊形效應(yīng)？
還有一個問題，就是多邊形效應(yīng)的攻克。因為小編注意到，從主辦方提供的資料和現(xiàn)場提供的實(shí)物來看，每個軸上僅有四個活齒單元，那么嚴(yán)重的多邊形效應(yīng)不僅會讓傳動不平順，而且產(chǎn)生的噪音也許會發(fā)動機(jī)的噪音還要大。然而解決這個的方法卻是通過兩個錐形面將鋼鏈撐起來。咋看之下其實(shí)并沒有什么問題與普通的CVT差不多，然而長期使用的話就會牽扯磨損問題，磨損之后會改變錐面和鋼帶的貼合度，貼合度降低了依然會產(chǎn)生多邊形效應(yīng)。
真的算無級變速嗎？
會中還提到了一點(diǎn)，在同一組錐盤上布置的兩組相鄰的活齒單元體，其所屬的任一滑片與其相互嚙合的鏈齒的嚙合點(diǎn)之間的節(jié)圓弧長，等效于當(dāng)前半徑處鏈齒節(jié)距的整數(shù)倍。滿足這一條件時，兩相鄰單元體上均至少有任一滑片，能同時與其相對應(yīng)嚙合的鏈齒實(shí)現(xiàn)零齒隙嚙合，才真正可以傳動。簡單來說就是因為鏈齒有間隙，活齒有厚度，必須滿足差值條件，才能傳動。那這還算是無級變速么？在一定范圍內(nèi)符合活齒單元體必須出現(xiàn)在符合條件的位置，雖然這樣的位置很多。但是這也是有級的吧，不過是很多檔位的變速箱而已啊。
又上一個問題又會引出一個問題，就是活齒單元上的滑片如果磨損了，那么根據(jù)零齒隙原則設(shè)定的檔位就會出現(xiàn)齒隙，這時若無法做出調(diào)整，那么其他磨損不嚴(yán)重的活齒單元的受力就會增大，進(jìn)一步降低了變速箱的可靠性和使用壽命。
寫在最后
總的來說，通過齒輪傳動的無級變速想法是好的，但是實(shí)際也僅是另一種形式的多檔位變速器。其自身存在的一些技術(shù)難點(diǎn)使我們也不好預(yù)測這種變速箱究竟能否走近尋常百姓身邊，還有如何轉(zhuǎn)化為能工業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品，并保證產(chǎn)品一致性，更是發(fā)展道路上必須解決的問題。并且在這個汽油機(jī)即將壽終就寢的時代，有沒有廠家愿意冒風(fēng)險嘗試這種沒有經(jīng)過市場檢驗的新型變速箱，也是一個很大的問題。如果這款變速箱是在50年前被發(fā)明的，也許還有足夠的時間來實(shí)驗和完善，但是現(xiàn)在，時間確實(shí)不多了。
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