汽车双驱动齿轮无级变速器
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| 李远庆 |
| 摘要：根据国内外市场的汽车无级变速器的情况，提出无压力摩擦、无滑差的齿轮无级变速；分析了双驱动齿轮无级变速器的原理、结构及无级调速过程，并举例分析；使2.4升的内燃机动力经过齿轮无级变速器可提升到3升以上的输出能力，并节省动力20%左右。 |
| 世界各大汽车厂商为了提高产品的竞争力，都大力进行汽车金属带式无级变速器(CVT)的研发工作。全世界CVT轿车的年产量已达到近50万辆，无级变速汽车是当今汽车发展的主要趋势。无级变速传动具有常规变速传动无法比拟的优点，比其它传动方式表现出更高的经济性和动力性。目前全世界有60多种汽车品牌采用CVT技术，国内几乎全部靠进口。国内包括洛阳三明实业有限公司在内的8家专门研究机构、汽车生产厂家在研究、生产CVT变速器，国内的CVT变速器研发生产处于起步阶段。目前我国汽车市场中，奥迪、本田、日产等多个品牌车型都装备了国外生产的无级变速器，每台价值2．4万元左右（比亚迪网站-2011.06.28）。 |
| 乘联会秘书长饶达先生对电动汽车的一声棒喝：电动汽车也必须安装变速器，最好是自动变速器！饶先生认为，纯电动乘用车的电动机低速扭矩很大，此时电机的效率极低，因此电动汽车在起步、加速和低速爬陡坡时耗电极大，还会使电动机发热，在丘陵地带、山城或拥堵的城市里使用电动汽车续航里程缩短很多。这就需要用变速箱来减小电动机发热、减小能耗、增大续航里程、提高车辆动力性（比亚迪汽车论坛-2012.06.13）。 |
| 与上述CVT技术述不同，这里提出无压力摩擦、无滑差传动的齿轮无级变速传动原理，用于汽车将产生无可比拟的优越性。 |
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齿轮传动的无级变速器与常见的无级变速器完全不同，不需要摩擦力，直接由齿轮传动，实现大范围的无级变速，达到-5000～0～5000转/min以上的无级调节,并且传动比恒定；图1(a)是行星传动结构原理示意图；其传动过程是：主动力驱动偏心轴H旋转，经过轴承1驱动对称布置的一对行星齿轮C在齿圈B中啮合旋转；6个叉轴套4置于行星齿轮C的6个孔中，叉轴销3插入叉轴套4中，叉轴销3与叉轴盘V和输出轴5是固定联接的整体。当齿轮S锁定时，主动力经行星减速使输出轴5低转速大传动比、大转矩输出。调速动力通过齿轮S驱动齿圈B正转或者反转，对齿圈转速便可进行无级调节，使输出轴5的转速在-5000～0～5000转/min实现无级调节。图1(b)是弧面蜗杆驱动齿圈，用于大转矩输出；图1(c)是圆柱蜗杆驱动齿圈，用于中小转矩输出。调速动力可以是调速电机、液压马达、内燃机，也可以将调速电机作为定子，齿圈B为转子，直接驱动齿圈旋转。
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图1
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| 相对于有压力摩擦传动的无级变速机，该变速机的结构、传动链简化50%左右，体积小，变速范围大，无压力摩擦，传动稳定，输出传动比恒定，效率高，使用寿命长，能够节省动力20%左右。 |
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| 上述分析条件是按效率=100%，实际研制、试验中必须考虑传动中的效率因素，由于齿轮无级变速器是无压力摩擦传动，比CVT减速器结构简化50%左右，传动链大大缩短，其效率必然高于CVT。 |