無級變速器·CVT是否能通過「兩條鋼帶」提升可承受最大輸入扭矩?
#老司機聊汽車知識#趣味問題:眾所周知無級變速器是通過錐形輪與鋼帶組合傳遞動力,以摩擦為基礎的傳動無法承受過大的扭矩,那麼能否通過增加鋼帶提高可承受輸入扭矩呢?解析這個問題首先要了解這種變速器的傳動原理,否則總也找不到準確答案。所謂“無級變速”概念指沒有固定的速比,也就是固定齒輪比的前進擋概念;在設定的傳動比範圍內,這種機器可以有無數個前進擋。原因在於換擋的結構是依靠兩組由液壓力控制的錐形輪夾住一條鋼帶或鋼鏈,通過液壓缸控制錐輪夾角的同步變化而改變鋼帶的夾角。也許這種描述不是很好理解,那麼咱們看一組動態模擬圖吧。圖1:傳統齒輪結構的變速箱1擋齒輪比,狀態是由發動機驅動小齒輪,帶動齒輪大齒輪運轉;小齒輪轉很多圈大齒輪才能轉一圈,而小齒輪沒轉一圈就等於輸出一次扭矩,那麼大齒輪轉一圈等於輸出了很多倍的扭矩,低速前進檔是在放大“爆發力”。
假設兩種概念
1:單組錐輪兩組鋼帶。有些汽車愛好者認為用兩條鋼帶就能提升承受輸入扭矩,且不論這種想法是對還是錯,如果要用這種模式的話,兩條鋼帶在同一組錐輪中只能重疊佈局,也就是外部的鋼帶“包裹”內部的鋼帶。這種雙鋼帶設計帶來的問題是兩條鋼帶的傳動比不同,或者理解為內部鋼帶放大扭矩的倍率,與外部鋼帶的標準存在差異;以此方式似乎是提升了輸出的扭矩,但似乎不同的傳動比會通過放大主動輪的轉速,讓從動錐輪實現不同的轉速吧。就像是發動機同時驅動1/2擋的兩組齒輪,兩個從動齒輪的轉速會相同嗎?結果反而會是從動錐輪因為兩條鋼帶輸入的動力差值而出現打滑與磨損。提升承受扭矩的基礎
使用雙鋼帶錐輪可以提升扭矩,但最簡單的提升的方式其實是「增大接觸面的粗糙程度」。錐輪鋼帶是依靠滾動摩擦傳動,摩擦是在兩個物體都有一定形變能力的前提下,在發生有趨勢的相對運動時,接觸面會出現阻礙相對運動的力,也就是分子相互碰撞的摩擦力。想要提升摩擦力首先要提高壓力,其次就是增加表面的粗糙性;越光滑的表面摩擦力越低,而無級變速器的錐輪鋼帶又必須足夠平滑,否則磨損問題則無法控制。這就像拋光粗糙金屬會磨掉很多金屬屑,但拋光平整金屬就會很少,鋼帶錐輪即使設計為粗糙也持續不了多久;那麼想要提升摩擦力就只有提高壓力,而隨着壓力的增加摩擦中的磨損問題仍舊會比較嚴重,這個是死循環。