不用鋼帶全靠齒輪,真正零頓挫的齒輪CVT無級變速誕生了!

工业机制解析
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視頻概述
AI 生成這段影片介紹了全球首款「純齒輪無極變速器」(Gear-based CVT),探討其如何結合傳統齒輪的高效率與 CVT 的平順性,突破了以往傳動系統的技術瓶頸。
變速箱要麼用齒輪
要麼用鋼帶
前者高效
後者平順
但眼前這個裝置
把這兩種矛盾體硬生生塞到了一起
這就是全球首款純齒輪無極變速器
一個用機械巧思打造的
要理解它有多顛覆
得先看清傳統變速箱的本質
手動也好
自動也好
本質都是一系列固定的齒比
一檔齒比3.6比1
意思是發動機轉3.6圈
車輪才轉一圈
犧牲速度換來巨大扭矩
專爲起步和爬坡服務
而高檔位齒比0.7比1
反過來犧牲扭矩換取高速巡航
中間那些檔位
全是兩個極端之間的妥協
傳統的CBT也就是無極變速
走的完全是另一條路
它沒有齒輪
只有兩個錐形輪和一條鋼帶
靠改變鋼帶在錐輪上的位置
模擬出無數個檔位
發動機可以永遠停在最高效
或最強勁的轉速區間
無論車速怎麼變
轉速始終恆定
這就是CBT極致平順又省油的祕密
但優點恰恰也是它的致命弱點
鋼帶和錐輪之間沒有齒
純靠摩擦力傳遞動力
要傳遞大扭矩
就需要巨大的摩擦力
而摩擦帶來的全是代價
效率損失
高熱量
嚴重磨損
一臺汽車CBT的傳動效率只有88%
遠低於齒輪變速箱的97%
因此它扛不住大扭矩
和高性能徹底絕緣
長久以來的工程夢想
就是把齒輪的高效
大扭矩
和CBT的無限平順和二爲一
直到2016年
一種分割旋轉的構想被提出
看這個早期原型
內部三個小齒輪
像接力賽跑者
輪流傳遞動力
把結構拆解到最小單元來看
一個連桿
通過單向急輪連着一顆行星齒輪
當連桿的旋轉軸心
和後方大齒輪的軸心重合時
它只是空轉
不產生任何力
玄機就在這裏
一旦讓連桿的軸心發生偏置
同心圓運動就被打破了
大齒輪的轉動
會通過偏置的連桿
產生一個槓桿力
拖動外層的齒圈轉動
但這個槓桿力
只在旋轉的特定角度內有效
一旦失效
小齒輪便開始空轉
而就在這一瞬間
下一個小齒輪的連桿
恰好進入有效發力區
接過接力壩
繼續拖動齒圈
這就是分割旋轉的本質
三個齒輪交替發力
共同驅動輸出
傳動比的改變
靠的正是軸心偏置的大小
偏置極小
槓桿力最大
扭矩被放大
但輸出速度極慢
偏置增大
槓桿力減小
扭矩降低
輸出速度反而變快
當偏置爲0
所有連桿都不發力
輸入端空轉
輸出爲0
這意味着連離合器都不需要
這是更先進的第二代原型
原理完全相同
結構更加緊湊
最低齒比下
輸入端轉28圈
輸出端才轉一圈
齒比高達28比1
通過手柄上的微型電機
改變內部連桿偏置
輸入12圈
輸出端就能轉一圈
齒比變成12比1
在這兩個極值之間
存在着無限種可能
但還有一個問題
這種槓桿傳遞並不勻速
輸出動力會產生微弱的脈動
解決手段是非圓形齒輪
也就是橢圓齒輪
當槓桿力試圖讓輸出加速
橢圓齒輪的短半徑介入
將其減速
反過來也一樣
兩者完美抵消
最終實現絕對平滑的等速輸出
這就是純齒輪CVT
一個聽起來不可能
卻被機械巧思硬生生造出來的東西
把齒輪的堅固高效
和CVT的無限平順融爲一體
徹底改寫了傳動系統的規則
這項技術目前已經進入最終測試階段
未來有可能出現在自行車
摩托車
甚至重型卡車上
