2.2 KRG锥环式无级变速器速比调节机构

    KRG锥环式无级变速器实现无级变速的主要执行机构—速比调节机构，是输入滚锥、输出滚锥和他们之间传递动力的传动锥环（图6和图7），传动锥环的平面在两个滚锥上得到的截面圆的周长决定了输入轴和输出轴的速比（图8，当然还有传动锥环本身的尺寸引起的差异），所以传动锥环在滚锥上的位置直接决定变速器的速比，由于传动锥环可以在滚锥上的左右止点之间任意移动，所以能够提供在一定范围内连续可变的速比。只要输入滚锥转动，动力便会通过输入滚锥传递到传动锥环，进而带动输出滚锥做反向转动。如图9所示，传动锥环环绕在输出滚锥或者输入滚锥上，通过改变滚锥的半径和角度就能很容易调整起步速比、超速速比及速比范围以匹配不同整车的性能与空间要求，因此匹配灵活性极高。

    众所周知，传统的CVT无级变速器需要有一套液压泵机构来推动带（链）轮，改变其槽宽，进而使速比发生变化。液压控制机构和执行机构的加入让传统CVT无级变速器的结构变得复杂，也直接导致了较高的变速器成本。在KRG无级变速器上，GIF（吉孚）的工程师们利用锥环本身的机械特性，仅用了一个很简单的模块就实现了速比的转换（图10）。从俯视图上比较容易理解KRG无级变速器速比调节机构的工作原理，由于锥体的特殊形状，当传递动力的传动锥环平面与滚锥中心线呈垂直状态（图11）时，传动锥环能


够保持当前位置不变，即变速器能够以恒定的速比输出动力；而当传动锥环平面与中心线的角度发生变化（图12）时，传动锥环便会随着锥体的旋转在滚锥上相应地向左或向右移动，这种移动完全是由于“圆锥”的形状特性所导致的，属于完全自发性的运动，而不需要外力推动传动锥环在滚锥上左右移动，而且，传动锥环平面与滚锥中心线的夹角越小，其左右移动的速度也就越快。所以，只需要设计一个可以调节传动锥环角度的机构，辅以对应的电子控制程序，就能够轻松地实现速比的调节，并且还能控制速比变化的速度。工程师们为传动锥环设计了一个控制架（图13），整体可旋转的控制架下端有一个带有滑轨的限位器（速比调节执行机构），限位器可沿着滑轨自由滑动，用来控制传动锥环的角度。传递锥环的转动是通过控制架的角度变化来实现的，这个控制架由伺服电动机直接驱动，可以在箱体内做一定角度的转动，当变速器需要固定速比输出时，这个控制架只需要保持锥环与滚锥轴线保持平行状态即可，当变速器需要改变速比时，伺服电动机驱动控制架，相应改变传动锥环角度（图14）,传动锥环便会随着滚锥的运动



自行移动，到达需要的速比时，控制架将传动锥环转回垂直角度状态即可，对传动锥环的角度控制就像转动自行车把一样（图15），非常轻松，仅需要低功率的伺服电动机驱动即可。换挡时，速比调节机构只需要转动传动锥环就能使其运动到新的位置，传动锥环会自主运动而不需要借助外力，这也是锥面接触的神奇之处。控制架由变速器外部的伺服电动机（图16）来驱动，从而成功摆脱了传统CVT无级变速器对于液力机构的依赖及由此而产生的功率损失。KRG节省了传统CVT无级变速器复杂且成本较高的液力控制机构，在组装难度、制造成本、控制部件重量和维护便利性方面均超越传统CVT无级变速器，并且其响应速度也要比液力控制机构具有优势。

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