下面将接续上一篇继续介绍ＨＦＴ如何利用液压马达变速。 下面是一堆算式 而且写得很乱.... ============================================================================== 首先，先用简单的机构解释一下ＨＦＴ里液压马达的原理。 Fo ╱█ ▲ █╱ground ╴╴╴╴╴ ╱█ │ █╱ ▕ ∕ ╱████╱ ▕ ∕ ╱████╱ Fi▕ ∕ ╱████╱ ╴╴╴╴╴ █▕ ∕ ╱████╱ ﹨ ▕╱ ground █▕ ∕ ██ ﹨ ▕╱ █▕30° ∕ ██◢████ ﹨ ▕╱ ◥█▕ ∕ ███████◤ ████◣﹨ ▕╱ ◥▕︵∕(███ █████)﹨ ▕╱ ▕ ∕ ███████◣ ████◤ ﹨ψ ▏ ▕∕ ︱ ◥████ ﹨︵▏ ︱ ︱ ﹨ ▏ ︱ ↓Ｙ ﹨▏ ↓Ｘ 　　上图黄色的是一个利用帕斯卡原理的油压缸，暗红色是油压缸内的机油，左边草绿色 的是帮浦活塞，右边深蓝色的则是马达活塞。而这个油压缸安装在一个固定在地板的滑槽 内，可以自由上下滑动。 左边天蓝色的三角滑块是力输入的地方，这个三角滑块可以垂直的自由滑动，输入的 力则是垂直向下推。当这个滑块被往下推，草绿色的帮浦活塞会被滑块推入油压缸，而马 达活塞则会被油压挤出。 右边绿色的三角滑块则是与滑槽一样固定在地上。所以当马达活塞被油压挤出，顶住 右边的三角滑块时，滑块会对活塞产生垂直斜面的反作用力，这个反作用力会将活塞往下 推。 再来，假设这个系统已经到稳定状态，没有任何部件有加速度的情况。亮蓝色的Fi是 作用在三角滑块输入的力，亮蓝色的Ｘ是滑块向下移动的距离。红色的Fo则是拉住油压缸 保持等速度运动所需要的力，也可以看成Fi经过油压系统输出的力，红色Ｙ则是油压缸在 滑槽内滑动距离。 (i) 先来算输入力Fi经过油压系统後输出的力Fo。 第一步先算输入力Fi推动帮浦活塞的力，因为帮浦活塞与滑块间没有摩擦力，所以滑 块对帮浦活塞只有垂直斜面的正向力，活塞的受力图如下： .......... 滑块正向力 Fn1 ╲) 30° 　　 ╲ 　　 　　 ╲ 　　 　　　　　　　　　 　↘ 　　 　　　　　 　　　　　　(███←—— Fa1 油压推力 　　 　　　　　　 　　　 　　↑ 　　 ︱　 　　 ︱ 　　 Fc1 油压缸正向力 　　从力学可以知道，Fn1可以分为垂直向下与水平向右两个分力，水平向右的分力就是 推动活塞产生油压的力。而垂直向下的分力会将活塞往下推，导致油压缸也被往下推。这 两个分力大小分别是： 　　　　　 　垂直向下分力　Fnv = Fn1*sin30° 水平向右分力　Fnh = Fn1*cos30° 又 Fn1*sin30° = Fi 所以从受力图可知： 油压缸正向力 Fc1 = Fnv = Fi 油压推力 Fa1 = Fnh = Fi/tan30° 　　而帮浦活塞产生的油压会推动马达活塞，马达活塞受到的力可以由帕斯卡原理求得， Fnh/A1=Fmp/A2 ，Fmp即为马达活塞推力，假设马达活塞截面积A2为帮浦活塞截面积A1的三 倍，那麽： 马达活塞向右推力 Fmp = 3*Fnh = 3*Fi/tan30° 马达活塞被向右推後，会被固定在地板上的滑块挤回，这时马达活塞的受力图为： 　　　　 ........... 　　　　 ψ ( ╱ 滑块正向力Fn2 　　　　 ╱ 　　　　 ╱ 　　　　 油压推力 ████◣ ↙ 　　　　 Fmp ——→█████) 　　　　 ████◤ 　　　　 ↑ 　　　　 ︱　 　　　　 ︱ 　　　　 Fc2 油压缸正向力 从图可知： Fmp = Fn2*cosφ 油压缸正向力 Fc2 = Fn2*sinφ = Fmp*tanφ = (3*Fi/tan30°)*tanφ 最後，由油压缸的受力图可以知道： 输出力 Fo = Fc1 + Fc2 => Fo = Fi + (3*Fi/tan30°)*tanφ = Fi*(1+3tanφ/tan30°) 假设右侧固定滑块角度φ=30°， Fo = ４Fi 力输出後被放大了四倍。 (ii)再来，虽然从能量守恒马上就可以知道在φ=30° 时Ｙ = Ｘ/４，我们还是算算左侧 滑块向下移动Ｘ时，油压缸会移动多少Ｙ。在左侧滑块向下移动Ｘ、油压缸向下移动Ｙ後 ，可以算出帮浦活塞被往内推： (Ｘ-Ｙ)*tan30° 而假设油压缸内机油体积不变可以知道马达活塞被往外推： 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 (Ｘ-Ｙ)*tan30°/3 这会导致油压缸被右侧滑块推下Ｙ：　 　　　　　　　　　　　 　　Ｙ = [(Ｘ-Ｙ)*tan30°/3]/tanφ 一样代入φ=30°，可以得Ｙ = Ｘ/４，与推测相同。 结论： 　　上面这个机构就是ＨＦＴ里液压马达的简化模型，左侧滑块输入力为引擎扭力提供， 而液压缸所输出的力Fo即为变速後放大的扭力。而φ就是变速机构调整的部分，只要调整 φ就可以得到各种减速比，但是要如何让这个机构可以不断的复位，不断的重复行程，就 要看接下来ＨＦＴ的内部构造了。 --

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