1894年，法國工程師給一輛汽車裝上了第一臺變速器，至今變速器已經(jīng)經(jīng)過了一百多年的發(fā)展。但是你知道嗎?目前，我國車用無級變速器市場超過80%為進(jìn)口產(chǎn)品。近日，揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授宋愛平成功研發(fā)高效率組合帶輪式車輛無級變速器，該產(chǎn)品有著傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞扭矩大、變速范圍大等優(yōu)點，填補(bǔ)了國內(nèi)自主開發(fā)車用無級變速器的空白。

為何要自主創(chuàng)新?

提高燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性

“國內(nèi)機(jī)械無級變速器于上世紀(jì)60年代前后起步，但直到80年代中期才有專業(yè)廠開始建立并進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)，以及高等院校開展該領(lǐng)域的研究工作。”采訪中，揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院宋愛平教授介紹，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，現(xiàn)在國內(nèi)機(jī)械系統(tǒng)傳輸用無級變速器行業(yè)已組成一個較完整的體系，然而車輛用無級變速器國內(nèi)還處于起步階段。

目前國內(nèi)外市場上主要有以下4種變速器，其中液壓自動變速器、電控式無極變速器、雙離合變速器均為有級變速器，鋼帶式無級變速器則為目前廣泛使用的無級變速器。而鋼帶式無級變速器存在易打滑、傳遞扭矩小、傳遞效率低、維修困難等缺點。

針對這些問題，2014年開始，宋愛平教授帶領(lǐng)團(tuán)隊研發(fā)高效率組合帶輪式車輛無級變速器。據(jù)了解，無級變速器和普通自動變速器的最大區(qū)別是，它省去了復(fù)雜而又笨重的齒輪組合變速傳動，只用了一對帶輪進(jìn)行變速傳動。通過改變驅(qū)動輪與從動輪的半徑進(jìn)行變速，其設(shè)計構(gòu)思十分巧妙。

由于無級變速器可以實現(xiàn)傳動比的連續(xù)改變，從而得到傳動系與發(fā)動機(jī)工況的最佳匹配，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性，改善駕駛員的操縱方便性和乘員的乘坐舒適性，所以它是理想的汽車傳動裝置。“目前，國內(nèi)生產(chǎn)的無級變速器大都是仿制國外產(chǎn)品，該類產(chǎn)品通常傳動效率低、傳遞扭矩不足、變速范圍小、價格昂貴。”宋愛平教授介紹說，“本產(chǎn)品針對上述存在的問題，在技術(shù)方面進(jìn)行了突破創(chuàng)新，努力實現(xiàn)我國在車輛無級變速器技術(shù)領(lǐng)域的自主創(chuàng)新。”

有哪些重大突破?

采用組合帶輪傳動，效率明顯提升

據(jù)了解，該產(chǎn)品的研究思路來源于皮帶輪傳動，在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了創(chuàng)新，采用了若干個離散帶輪塊組合為皮帶輪結(jié)構(gòu)，達(dá)到帶輪直徑可變，一對可變直徑的帶輪傳動就可實現(xiàn)傳動比的變化。與傳統(tǒng)的鋼帶式無級變速器相比，該產(chǎn)品傳動效率高于90%，傳動扭矩大于400N·m，實現(xiàn)了高效率大扭矩?zé)o級傳動。該變速器傳動比在0.4~2.4之間變化，調(diào)速跨度可達(dá)到6倍，采用了多楔帶結(jié)構(gòu)，替換傳統(tǒng)鋼帶，可實現(xiàn)靈活配置寬度、使用成本低，其基本無打滑，更加節(jié)能減排。目前，該作品已經(jīng)成功申請了二項發(fā)明專利和二項實用新型專利，并在2016年參加首屆中國軍民兩用技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用大賽中獲得優(yōu)勝獎。

根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心2017年發(fā)布的統(tǒng)計結(jié)果顯示，當(dāng)前，中國車用無級變速器市場大多為進(jìn)口產(chǎn)品，嚴(yán)重依賴外資品牌。高效率組合帶輪式車輛無級變速器在汽車傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用，有著傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞扭矩大、變速范圍大等優(yōu)點，實現(xiàn)了國產(chǎn)車輛無級變速器的自主創(chuàng)新，具有廣闊的市場前景。