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源于自行车?大陆集团合作开发新变速箱

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  [汽车之家 变速箱技术]  变速箱的革新换代,让发动机的输出特性呈现出质的飞越。在众多变速箱形式当中,有一种变速箱可谓独树一帜:CVT(Continuously Variable Transmission)无级变速箱。这种变速箱可以在一个传动比区间内,实现连续变化传动比的发动机传动功能。基于创新精神,大陆集团(注:这里的大陆集团指德语Continental AG,一家德国运输行业制造商,旗下比较出名的产品便是马牌轮胎)与Fallbrook技术公司决定合作开发新型变速箱解决方案,这套方案中,采用的正是CVT无级变速箱理念,但在结构与换挡机构上与传统钢带传动的CVT变速箱大相径庭,可以说是CVT界的“黑科技”。

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  一般CVT无级变速箱的换挡原理,是基于主动与从动锥盘在不同位置存在不同周长的原理,通过钢带连接,实现在一个传动比区间内,线性改变传动比的方法(相关链接:解读CVT无级变速箱)。也就是说,无论结构如何,CVT无级变速箱的核心理念,都是要实现连续线性地改变传动比,以改善传统齿轮变速箱以固定传动比切换的局限性。基于这一核心理念,大陆集团与Fallbrook技术公司合作,以Fallbrook公司下名为NuVinci技术的自行车行星无级变速箱(CVP)量产产品为设计蓝图,开发一套适应未来新能源汽车的先进新型变速箱。虽然没有公布其合作的新型变速箱技术细节,但我们可以通过NuVinci技术的自行车CVP一些结构和设计,分析这套新型变速箱的一些创新理念和结构。

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  利用NuVinci技术的变速箱,没有传统CVT变速箱中的钢带和锥盘结构,取而代之的是一颗旋转球体。这项技术是将旋转球体放置于输入与输出元件之间,通过倾斜该球体,实现在输入和输出元件之间改变接触直径,从而改变传动比。采用一颗旋转球体代替钢带锥盘结构,不仅零部件数量得以减少,更可以整体简化变速箱结构,让整个变速箱变得更加紧凑实用,理论传递效率更高,通用性更强。变速箱的传动比变化比较复杂连续,故在与发动机的匹配上面,这种变速箱的传动特点与未来新能源车动力输出比较匹配。但也存在一些问题:控制旋转球体倾斜的连杆机构方面,无论从结构强度和控制精度上会成为设计难点;而在旋转球体与输入、输出元件之间的摩擦传递效率问题上,由于自行车动力源(也就是人)提供的扭矩不会很大,故采用金属球体和有机材料摩擦即可,但运用于车辆领域,摩擦效率问题也是研发重点,完善不当就会产生类似于传统CVT变速箱中的“钢带打滑”现象。

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  官方称,待这套新型变速箱解决方案成熟之后,将会实现量产,并首先运用在一部分轻型混合动力车型上,在未来将大面积普及于传统CVT变速箱车型与新能源车型中。

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全文总结:

  虽然NuVinci在CVT技术设计上的突破有着诸多优点,但就现阶段而言,很多方面也仅仅停留在研发层面,NuVinci技术并没有普通CVT那么悠久的发展历史和技术累积,且在传统CVT领域中,压力钢带传动依旧是主流动力传动方式,而压力钢带的专利一直在博世(BOSCH)集团手里。故对于一直与博世直面竞争的世界级零配件供应商大陆集团来说,开发一套全新CVT变速箱,以此来抗衡其最主要的竞争对手,并抢先占领新能源车的CVT变速箱市场,这样的战略布局会动摇博世集团在传统CVT变速箱领域近乎垄断的地位。而单从产品本身来说,作为大陆集团与Fallbrook技术公司的创新变速箱产品,其设计思路较传统CVT变速箱来说,可谓是革命性的,这一设计相信对未来CVT变速箱技术的开发会有着非常大的影响与启发。(汽车之家 图/文 舒宁)

相关链接:

  背后的巨人(2) 老牌汽车配件商德国博世
  //www.autohome.com.cn/tech/201402/720441.html

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