[淺談] HFT：Human-Friendly Transmission II

看板biker作者herejia時間14年前 (2009/12/19 19:51)推噓9(9推 0噓 6→)

留言15則, 10人參與討論串1/2 (看更多)

下面將接續上一篇繼續介紹ＨＦＴ如何利用液壓馬達變速。下面是一堆算式而且寫得很亂.... ============================================================================== 首先，先用簡單的機構解釋一下ＨＦＴ裡液壓馬達的原理。 Fo ╱█ ▲ █╱ground ╴╴╴╴╴ ╱█ │ █╱ ▕ ∕ ╱████╱ ▕ ∕ ╱████╱ Fi▕ ∕ ╱████╱ ╴╴╴╴╴ █▕ ∕ ╱████╱ ﹨ ▕╱ ground █▕ ∕ ██ ﹨ ▕╱ █▕30° ∕ ██◢████ ﹨ ▕╱ ◥█▕ ∕ ███████◤ ████◣﹨ ▕╱ ◥▕︵∕(███ █████)﹨ ▕╱ ▕ ∕ ███████◣ ████◤ ﹨ψ ▏ ▕∕ ︱ ◥████ ﹨︵▏ ︱︱ ﹨ ▏ ︱ ↓Ｙ ﹨▏ ↓Ｘ　　上圖黃色的是一個利用帕斯卡原理的油壓缸，暗紅色是油壓缸內的機油，左邊草綠色的是幫浦活塞，右邊深藍色的則是馬達活塞。而這個油壓缸安裝在一個固定在地板的滑槽內，可以自由上下滑動。左邊天藍色的三角滑塊是力輸入的地方，這個三角滑塊可以垂直的自由滑動，輸入的力則是垂直向下推。當這個滑塊被往下推，草綠色的幫浦活塞會被滑塊推入油壓缸，而馬達活塞則會被油壓擠出。右邊綠色的三角滑塊則是與滑槽一樣固定在地上。所以當馬達活塞被油壓擠出，頂住右邊的三角滑塊時，滑塊會對活塞產生垂直斜面的反作用力，這個反作用力會將活塞往下推。再來，假設這個系統已經到穩定狀態，沒有任何部件有加速度的情況。亮藍色的Fi是作用在三角滑塊輸入的力，亮藍色的Ｘ是滑塊向下移動的距離。紅色的Fo則是拉住油壓缸保持等速度運動所需要的力，也可以看成Fi經過油壓系統輸出的力，紅色Ｙ則是油壓缸在滑槽內滑動距離。 (i) 先來算輸入力Fi經過油壓系統後輸出的力Fo。第一步先算輸入力Fi推動幫浦活塞的力，因為幫浦活塞與滑塊間沒有摩擦力，所以滑塊對幫浦活塞只有垂直斜面的正向力，活塞的受力圖如下： .......... 滑塊正向力 Fn1 ╲) 30° 　　 ╲ 　　　　 ╲ 　　　　　　　　　　　　↘ 　　　　　　　　　　　　　(███←—— Fa1 油壓推力　　　　　　　　　　　　　↑ 　　︱　　　︱　　 Fc1 油壓缸正向力　　從力學可以知道，Fn1可以分為垂直向下與水平向右兩個分力，水平向右的分力就是推動活塞產生油壓的力。而垂直向下的分力會將活塞往下推，導致油壓缸也被往下推。這兩個分力大小分別是：　　　　　　垂直向下分力　Fnv = Fn1*sin30° 水平向右分力　Fnh = Fn1*cos30° 又 Fn1*sin30° = Fi 所以從受力圖可知：油壓缸正向力 Fc1 = Fnv = Fi 油壓推力 Fa1 = Fnh = Fi/tan30° 　　而幫浦活塞產生的油壓會推動馬達活塞，馬達活塞受到的力可以由帕斯卡原理求得， Fnh/A1=Fmp/A2 ，Fmp即為馬達活塞推力，假設馬達活塞截面積A2為幫浦活塞截面積A1的三倍，那麼：馬達活塞向右推力 Fmp = 3*Fnh = 3*Fi/tan30° 馬達活塞被向右推後，會被固定在地板上的滑塊擠回，這時馬達活塞的受力圖為：　　　　 ........... 　　　　 ψ ( ╱ 滑塊正向力Fn2 　　　　 ╱ 　　　　 ╱ 　　　　油壓推力 ████◣ ↙ 　　　　 Fmp ——→█████) 　　　　 ████◤ 　　　　 ↑ 　　　　︱　　　　　︱　　　　 Fc2 油壓缸正向力從圖可知： Fmp = Fn2*cosφ 油壓缸正向力 Fc2 = Fn2*sinφ = Fmp*tanφ = (3*Fi/tan30°)*tanφ 最後，由油壓缸的受力圖可以知道：輸出力 Fo = Fc1 + Fc2 => Fo = Fi + (3*Fi/tan30°)*tanφ = Fi*(1+3tanφ/tan30°) 假設右側固定滑塊角度φ=30°， Fo = ４Fi 力輸出後被放大了四倍。 (ii)再來，雖然從能量守恆馬上就可以知道在φ=30° 時Ｙ = Ｘ/４，我們還是算算左側滑塊向下移動Ｘ時，油壓缸會移動多少Ｙ。在左側滑塊向下移動Ｘ、油壓缸向下移動Ｙ後，可以算出幫浦活塞被往內推： (Ｘ-Ｙ)*tan30° 而假設油壓缸內機油體積不變可以知道馬達活塞被往外推：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (Ｘ-Ｙ)*tan30°/3 這會導致油壓缸被右側滑塊推下Ｙ：　　　　　　　　　　　　　　Ｙ = [(Ｘ-Ｙ)*tan30°/3]/tanφ 一樣代入φ=30°，可以得Ｙ = Ｘ/４，與推測相同。結論：　　上面這個機構就是ＨＦＴ裡液壓馬達的簡化模型，左側滑塊輸入力為引擎扭力提供，而液壓缸所輸出的力Fo即為變速後放大的扭力。而φ就是變速機構調整的部分，只要調整 φ就可以得到各種減速比，但是要如何讓這個機構可以不斷的復位，不斷的重複行程，就要看接下來ＨＦＴ的內部構造了。 -- ※ 發信站: 批踢踢兔(ptt2.cc) ◆ From: 218.168.126.65

推

imanikki

12/19 19:53, , 1^F

12/19 19:53, 1^F

※ 編輯: herejia 來自: 218.168.126.65 (12/19 19:54)

→

jikanson

12/19 19:56, , 2^F

12/19 19:56, 2^F

推

PPPGGG

12/19 19:59, , 3^F