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真正的极客,敢于自己做一台 CVT 变速箱
编辑:GeekCar 发布时间: 2015-10-22 10:40:00    文章来源:百度百家
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原文链接:http://geekcar.com/archives/30624



机缘巧合,我听说有人「独立开发」了一台「效率 95%」的「CVT 变速箱」。这三个关键词让我的职业病犯了,于是我就去找这个人聊了聊。


这位工程师姓董,他不想在文章里露出全名,所以我们以「董工」或「他」来代称。他说,他之前在自动化行业工作,后来从事电动工具相关工作,在这期间也接触到大量与传动机构相关的东西,现在自己成立了一家公司。


我好奇的是,为什么要自己设计一台变速箱?他的回答很简单:「爱好」。


效率高达 95%的 CVT 变速箱?


我们先来看看董工所说的「效率高达 95%」的变速箱到底是怎么回事吧。(高能预警:以下文字较烧脑)


由于一般的 CVT 并不是齿传动,所以在传动带和驱动轮之间,多多少少都会存在「打滑」的问题。同时,那套精密的液压系统也在无时无刻的消耗着能量,他想做的,就是提高 CVT 变速箱的传动效率。


他的设计准则是:「变速和传动机构需要相互独立,使传动和变速不通过同一组摩擦面,尽可能减少能量损耗。」(好吧,对机械不感兴趣的,应该听不懂这句话。)


从设计到制作样机,他用了半年的时间,并在 2013 年 2 月申请了发明专利,目前还有几个月的时间获得专利授权。


一开始他想出很多方案,比如铰链结构,但考虑到小尺寸,大功率,高转速的这些要求,又一一排除。后来,他总算有了靠谱的方案,就开始制作样机。在这个样机中,零件基本都是他自己加工出来的,这一点,还是挺有「工匠情怀」的。


由于是独立制作样机,所以他要尽可能地降低工艺要求和成本,需要妥协很多。但最终的样机表现,达到了他的心理预期。(条件所限,这些参数是在他自己实验室测得的)






按照他所说的,这套变速机构的优点在于:


1. 传动轮有单独的机构控制直径大小,传动轮直径变化时通过机构使之与传动带同步,不会产生滑动,所以无论是否加载,转速多少,都可以随时变速(理论上可以使用啮合机构传动)。


2. 由于不需要夹紧力,带来的好处是:平均传动效率>95%; 变速驱动功率很小(40W),并且恒速时变速机构自锁无需额外能量。


3. 无液压系统,控制简单,结构紧凑,工艺简单成本低。


虽然有如此多的优点,但他也坦承,这台样机的缺点也很明显:尺寸太大而功率太小,同时还有噪音问题。他目前所需要的,就是能和专业的测试机构或相关厂商接触,验证其可行性。


变速箱背后的故事


在业余时间,自己设计一款变速箱,还花钱做出了样机,除了「情怀」,还真没什么别的驱动力了。


现在这台样机是他自己烧钱造出来的,但自己烧钱肯定得有个限度。于是他另辟蹊径,做了一款空气净化器,预计 11 月初小批量产,目的就是为了补贴自己的「烧钱项目」。在未来,他的设想是做「人体机械外骨骼」。


另外,在研究变速器的过程中,他还和宁波博格华纳的人有过接触,虽然没有达成商业层面的合作,但对方愿意以个人身份无偿向他提供帮助。



个人创新背后的困局


董工所选择的汽车领域,对于创新来说是一个极其特殊的领域,因为大部分的核心技术都掌握在公司手里。主机厂、零配件厂商里又有不少是合资或外资企业,中方技术话语权有限,要变动一个零件是很困难的。


而具体到「大公司」与「个人创新者」之间的关系,每个公司都有自己的发展战略和计划,留给个人创新的空间很受限。


汽车的生产过程是很复杂的,从个人创新应用到量产,成本太高。他同样也提到,一般的公司不敢接受这样的产品,因为要吸纳技术并量产化,代价很挺大的。


不同于大公司的创新,个人的创新面临的不仅仅是钱的问题,还有量产问题。


以他的 CVT 变速箱为例,从「一台样机」到「大工业生产」完全是两个概念。个人创新者接触到主机厂、零配件厂商的渠道很少,然而却只有厂家才能把量产这件事办成。关于量产,他也开玩笑地表示,这辈子能看到量产就满足了。


从变速箱到空气净化器,再到人体机械外骨骼,每个项目都出于不同的目的:「爱好、赚钱、理想」。也正是他这样有「极客精神」的人,才能让情怀落地。-


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原创声明:本文为GeekCar原创作品,转载时请注明“转自GeekCar”及原文链接。


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