盖茨(Gates)近日提交了一份专利申请,展示了一款用于非电动自行车的CVT变速箱。

Gates的传动皮带在山地车爱好者中广为人知,但迄今为止,这些皮带都是与来自其他制造商的变速箱或花鼓配套使用的。今天公布的一项专利表明,Gates可能计划将传动系统的这一部分也纳入自己的产品线。盖茨本身业务庞大,远不止自行车领域,所以要开发一套完整的自行车传动系统,他们完全有底气。

该专利描述了一种用于自行车的机械式无级变速器(CVT),而非电动自行车。虽然使用了一个小型电动机(46),但其作用是改变齿轮比,而非提供助力。CVT 提供平滑的齿轮比变化,而非齿轮之间离散的档位切换。自行车用 CVT 确实存在,但通常是轮毂式,而非像这种车架式。车架式 CVT 对山地车来说更有意义,因为它可以改善重量分配,从而提升操控性和悬架性能。

机械式CVT的工作原理与电动自行车电子式CVT截然不同。专利中描述的这种机械式CVT使用两对锥形滑轮(图中编号分别为44和30),中间通过一条V形皮带传动。小型电动机(46)调节两组滑轮之间的轴向距离,从而改变滑轮的有效直径,进而改变传动比。

这种设计的一个有趣之处在于,它首先设置了一个超速档,用于提高曲轴转速并降低曲轴传递到滑轮的扭矩。这样做是为了“提高”传动系统中CVT部分的可靠性和使用寿命。超速档可以采用两种形式:一种是在曲轴上使用较大的皮带轮,在输入轴上使用较小的皮带轮连接到第一个滑轮;另一种形式是齿轮组(需要两级齿轮来保持旋转方向)。

CVT皮带之后,是一个行星齿轮组,它再次提升发动机转速以驱动驱动轮,驱动轮再通过外部皮带将动力传递至后轮。该行星齿轮组使得减速齿轮与曲轴同轴。

综上所述,这套传动系统首先通过超速档提升曲轴转速,然后通过CVT变速器调整齿比,最后通过行星齿轮组降低转速。虽然不确定这套系统的整体曲轴到车轮的效率如何,但肯定不如拨链器。