滚动传动提供平稳的行驶

可扩展的行星驱动变速器具有更简单的设计,更低的制造成本和更好的乘坐性,以及其他对车辆整体性能的好处。

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一项技术多功能是很常见的。它可能是跨各种系统应用程序和车辆平台的最大优势之一。加州圣迭戈Fallbrook Technologies公司的NuVinci无级变速行星传动(CVP)获得了专利,该公司面向商用卡车、自行车和风力涡轮机等市场。

NuVinci技术是一种可扩展和适应性强的CVP技术,通过变速器输入和输出部件之间的旋转和倾斜球(由基本轴承钢制成)系统来控制速度和扭矩的关系。球的倾斜改变了接触直径,并改变了速比,导致无缝和连续过渡到其范围内的任何比率。与其他无级变速器相比,NuVinci系统的部件更少,制造成本更低,同时仍能提高车辆的整体性能。

CVT技术的缺点

通常被描述为机械工程的“圣杯”,cvt允许无限数量的传动比,而机械传动只有固定数量的传动比。NuVinci CVP通过不断优化压缩机速度,使空调压缩机等车辆附件系统无论发动机的运行速度如何都能更高效地运行。

Rob Smithson是Fallbrook的产品开发副总裁,自2002年以来一直在该公司工作。他之前在汽车和航空航天行业担任了20年的工程师,并在德克萨斯州圣安东尼奥的西南研究所工作,这使他了解了“现有的所有CVT技术”。

史密森解释说:“cvt的问题在于,它们都是笨重、精致和昂贵的组合。福布鲁克的无级变速器是我看到的第一款足够轻、足够紧凑、足够高效、足够坚固的无级变速器,它的应用对任何其他无级变速器来说都是一个真正的问题,那就是自行车。”

多年来,工程师们对辅助驱动器、辅助动力装置(apu)和动力起飞装置(pto)等设备的需求也正是这些相同的特性,在这些设备中,理想的情况是设备以恒定速度运行。不幸的是,这通常与发动机转速有关,导致设计选择不够理想。

在某些行业,如公交和军事应用,有很多空闲时间。CVT允许交流发电机在怠速时加速,然后在车辆运动时减速,而不会超速行驶,但“传统CVT技术不可避免地会在控制和控制稳定性方面遇到问题,”Smithson说。

NuVinci技术解决方案

NuVinci设备独特的机械几何结构——围绕着一个中央空轮的一组球体,有两个环来传输功率——史密森声称这使得Fallbrook的CVP解决了目前cvt的常见缺点。德尔塔系列配件驱动器和传动系统技术将配件与发动机转速分离,使配件在不受发动机转速影响的情况下以最佳速度运行。它们的柔性包装(直列或同心输入/输出轴)可以使用现有的传送带。

牵引装置通过两个金属滚动元件之间的薄层流体传递扭矩。这些系统往往使用昂贵或难以制造的非标准部件。

Fallbrook的NuVinci CVP是一个牵引驱动器,但使用了一个常见的部件形状,即滚珠轴承。史密森说:“人们知道如何制造我们设备的部件。球体由标准轴承钢制成。“我们没有使用任何奇异的材料或材料工艺。”这导致了简化的制造过程,降低了零件生产成本,并允许更容易的零件更换。

“对于我们所拥有的扭矩能力,其他CVT几何结构会更重。这又回到了我们的基本几何。两个环,球阵列和惰轮,使你能够通过一个非常紧凑的封装传递大量的扭矩,”Smithson说。

现场应用

除了降低系统重量、简化设计和易于制造之外,Fallbrook的NuVinci CVP还可以显著节省燃料。该公司最近与中国巴士制造商成都有限公司(Chengdu Ltd.)展开了合作。现场测试采用了Fallbrook NuVinci Delta系列CVP变速箱结合Hodyon 210cc交流压缩机;这种双重技术取代了成都公交车上常见的标准330cc发动机。

现场测试的结果是,预计公共汽车空调系统每年可节省高达1,500美元的燃料。

“从历史上看,这些皮带驱动的配件直接连接到发动机上,所以它们的速度与发动机的RPM挂钩。它们的尺寸必须满足低发动机转速下更糟糕的负载情况,比如怠速,这会导致更多的寄生损失,并且在发动机高速时由于容量过剩而浪费能量,”Smithson说。

他说:“我们的产品线旨在通过不断优化压缩机速度,使空调压缩机等配件能够更高效地运行,而不管发动机在做什么。”“因此,配件的尺寸不再需要满足发动机低速(如怠速)下最坏的负载情况。

“我们相信,实现NuVinci系统几乎不需要修改设计,因为我们可以使用几乎与现有交流机组相同的占地面积,同时使用更小的压缩机和我们的CVP系统。”

2009年8月,Fallbrook宣布与hydro - gear(一家草坪和花园设备驱动系统制造商)签署了一项制造许可协议,以开发新的应用,如零转割草机,其中NuVinci等平稳传动技术允许割草机快速前进和后退,而无需手动换挡。

史密森表示:“我们正在利用Hydro-Gear进行产品设计,并将在2012年实现商业化。该技术的可扩展性使其很可能被用于任何带有变速器的车辆。最近,该公司还与技术开发公司TEAM Industries合作,为UTV和新能源汽车等小型车辆开发电动汽车变速器原型。变速器行业的“圣杯”可能会被找到。

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