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喷淋塔

IND4原创丨聊一聊传动切换元件

来源:喷淋塔    发布时间:2024-07-18 17:51:19

  当大家认为CVT属于摩擦式传动系统的时候,忽略了所有的传动中都有摩擦传动——离合器!

  离合器分为干式和湿式两类,干式的低成本与大扭矩,是手动挡的最爱,而湿式的稳定性与长寿命,是自动变速器的首选。

  电磁离合器,作为第三种不常见的离合器存在,之所以不常见,是因为车辆几乎不用这类离合器。电磁传递稳定,控制容易,所以设备钟爱这类离合器,但是因为传递过程对电能需求大,且寿命没有干式、湿式离合器稳定,且成本不易控制,所以车上不常见到。

  然而,干式离合器并不全是单片的,而湿式离合器也并不全是多片的。物理学原理大家都理解:摩擦力=正压力*摩擦系数。所以离合器扭矩也是压紧力*摩擦系数,不同之处在于,圆周运动还应该要考虑直径。当扭矩容量不够,可以再一次进行选择增加半径,增加摩擦面和增加正压力的方式,但是三者都受限,无法增加的时候还需要足够大的扭矩,单纯的摩擦是传动就不足以满足需要,要增加传动元件,这个增加的元件就是我们之前常见的——花键!

  花键滑套式的换挡元件,因为在接合过程中的操作难度大,被减少一半的齿,降低操作难度,但是带来传动过程中的敲击带来舒适性的降低,所以后来被改进为长、短结合花键,工程师为此取了个华丽的名字——犬齿离合器!

  不同的公司或者机构,会有不同的称呼,所以ZF的9HP中,犬齿离合器被称为“爪型离合器”。我们大家可以看到离合器A与离合器F,均为犬齿离合器。犬齿离合器的应用,说明小空间,大扭矩的动力切换元件需求是有的。

  当大家都在抱怨犬齿离合器使用操作虽然比花键滑套式的容易些,且比少齿的滑套舒适性高,但是相比离合器,舒适性差出很多。其实大家无需担心,工程师的脑洞永远都是大开的,只是信息需求或者意识尚未启动脑洞。而接下来,我们会看到离合器与花键的结合产物——同步器!

  同步器不是MT最最常见的零部件吗?是的,变速器貌似还不能彻底丢掉它,AT虽然少了同步器的使用,但是DCT、AMT和MT离不开它,甚至CVT和AT都有应用的。锥环,通过轴向压紧后锥面摩擦传递一部分扭矩,降低花键结合时候的转速冲击,所以,同步器的摩擦锥面,是一种小离合器。

  湿式离合器带排扭矩会大于干式离合器的拖曳扭矩,会大于同步器的摩擦锥面扭矩,大于犬齿离合器的摩擦扭矩。而离合器操作需要大的伺服系统,在离合器需要传递扭矩时候实时提供压紧力;同步器与犬齿离合器则无需大的伺服系统,只需要在有需求的时候完成一次操作,之后变为稳态,无需实时提供轴向压紧力。但是同步器中的摩擦锥面为了长寿命和稳定的性能,使用高端复合材料,成本远远高处犬齿离合器,甚至接近湿式离合器。

  因此,应用中,低成本的传动系统会使用犬齿离合器;而舒适性要求不太高和传递扭矩高的传动系统中,同步器会成为首选;而舒适性要求很高的传动系统中,离合器则是首选。

  在自动变速器中,为了平衡功率损失、动力切换舒适性及成本,离合器同步器的组合使用就很常见,而对舒适性要求较低的传动系统中,离合器与犬齿离合器的组合很常见,而自身能完成起步功能的纯电动传动系统中,同步器和犬齿离合器将成为热门选择。