CVT變速機構的問題所在（上）

甘新堯

　　可以無級變速的汽車很誘人，但是無級變速機構的傳動功率不高，部件又容易損壞。為什么會有這些缺點？能不能克服？下面我試圖分析一下，看能不能令大家滿意。
這類無級變速機構的關鍵部分是主、從輪組都有一對相對安置的帶輪（又稱錐盤、錐形輪），兩對帶輪共同夾著一條橫截面為V形的傳送帶。汽車變速時通過改變每對帶輪兩輪間的相對位置（此大彼小），來改變傳送帶與每對帶輪的嚙合半徑（此小彼大），從而改變其輸出的變速比。
8 N8 T/ [5 K2 N) L  F　　本文要闡述的問題只和傳送帶與帶輪的的嚙合情形有關，據此，我畫出了這類無級變速機構的示意圖。為簡單起見，我在闡述時只著眼于示意圖的左邊，反正右邊的狀況與左邊的相對應，講清了左邊就等于講清了右邊。我們在傳送帶D上的左邊選取兩條傳送周長，主動帶輪A與之接觸的兩個圓周是A1、A2，從動帶輪B與之接觸的兩個圓周是即B1、B2，從而推演相應的算式：

甘新堯

　　如該圖所示，設主帶輪A的轉速為Na，其A1的長為La，A2的長為La-c（c為兩處圓周長之差，下同）；設從帶輪B的轉速為Nb，其B1的長為Lb=，B2的長為Lb-c。
為使汽車變化著不同的行駛速度，帶輪A、B上與傳送帶D的接觸位置是變化著的，因而A1、B1、A2和B2的長也是變化著的（當然A1與A2、B1與B2的圓周長之差是恒定的），帶輪A、B的轉速同樣是變化著的。帶輪A、B的轉速與A1和A2或B1和B2的關系如以下公式：
9 x( Z$ H  I& `2 p0 b4 V) r& X8 QNa/Nb=Lb/La      Na/Nb=(Lb-c)/(La-c)
6 N. |9 m+ N* v/ B" w& e+ B　　如果某一汽車速度使帶輪A、B的轉速相同，那么A1與B1、A2與B2的長也是相同的，即
Na=Nb       Lb=La       (Lb-c)=(La-c)
Lb/La=Na/Nb=1     (Lb-c)/(La-c)=Na/Nb=1
* f6 R4 ?: a6 r0 p! S! S5 z8 T所以Lb/La =(Lb-c)/(La-c)就是正常不過的了。此時無級變速機構的傳動功率不會不高，也不會損壞部件。但是這樣的情況很少有，大多數情況是帶輪A、B的轉速并不相同，A1與B1、A2與B2的長也就不相同，即
0 ?1 {" a% ^) O* Q' xNa≠Nb       Lb≠La
! E& y$ G/ L* L$ L1 _. I因而此時Lb/La與(Lb-c)/(La-c)不可能是同比關系。然而從公式Na/Nb=Lb/La和Na/Nb=(Lb-c)/(La-c)卻推導出Lb/La =(Lb-c)/(La-c)，這就很荒謬了。
2 r. d0 o3 }) A* k　　上面的闡述可能還有人沒弄明白，我們還可以探討從傳送帶與每對帶輪接觸之處線速度狀況。同樣是上面一幅示意圖，同樣在傳送帶D上的左邊選取兩條傳送周長D1、D2，同樣是主動帶輪A與之接觸的兩個圓周為A1、A2，從動帶輪B與之接觸的兩個圓周為B1、B2，設帶輪A的轉速為Na，其A1的長為La，A2的長為La-c；設帶輪B的轉速為Nb，其B1的長為Lb= Na/Nb•La，B2的長為Lb-c=Na/Nb（La-c）。我們看一看上列各處線速度及其傳遞情況（為便于理解，先假定傳送帶D與帶輪A、B的接觸在傳遞線速度時為靜止磨擦）：A1處線速度為Na•La，通過傳送帶D上的D1以同線速度傳遞至B1處，即B1處線速度為Nb•Lb =Na•La，在帶輪B上以同轉速傳遞至B2處，B2處線速度為Nb (Lb-c)=Nb (Na/Nb•La-c)= Na•La-Nb•c；A1處的線速度仍為Na•La，在帶輪A上以同轉速傳遞至A2處，A2處線速度為Na (La-c)= Na•La-Na•c，此線速度傳遞至傳送帶D上的D2處，即D2處線速度為Na•La-Na•c，而D2處又同時與帶輪B上B2處接觸，可B2處線速度卻為Na•La-Nb•c，因為Na≠Nb，所以Na•La-Na•c≠Na•La-Nb•c，即接觸著的D2與B2各以不同的線速度運動著，故處于滑動磨擦狀態。當然，處于滑動磨擦狀態的不可能只是D2與B2的接觸處，大家可以舉一反三。
7 O& F. O! {  f8 \0 p6 R　　實際上，CVT變速機構的傳送帶上只有兩條幾何意義上的線與左右兩邊的主、從帶輪真正嚙合（姑且稱為“有效傳送線”，具體位置視傳送帶和主、從帶輪的材質、工藝等情況不同而不同），其它與帶輪接觸的部分都呈打滑狀態。這種打滑不僅不能有效傳輸動力，還有可能阻礙動力的傳輸，并且極易損壞傳送帶和帶輪。與“有效傳送線”距離越大，打滑程度越重。因此，傳送帶越寬，動力傳輸就越糟，損壞越重。
/ P$ [0 n7 b8 }7 z1 K- V　　也許我說的情況專業人員都知道，我孤陋寡聞了。